introducción a la bromatología

Introduccin a la Bromatologa

Anlisis Bromatolgico

INSTITUTO DE TECNOLOGA ORT

2009

Anlisis Bromatolgico ORT

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ANALISIS BROMATOLOGICO

TOMA DE MUESTRA La muestra de alimento que se somete al anlisis debe estar correctamente preparada y ser

representativa del lote que se inspecciona. Por lo tanto se tendrn en cuenta los siguientes recaudos:

- Toma de la muestra representativa del lote de partida: se hace al azar segn normas existentes para el

producto en cuestin, extrayendo la cantidad suficiente para la realizacin de todos los anlisis. El procedimiento es diferente segn el alimento se encuentre fraccionado (en latas, cajas, botellas) o dispuesto a granel (en silos, tanques, bodegas de buques). Puede servir el sistema de cuarteo o el de numeracin de lotes y uso de bolillero, pero se dan casos ms complicados en lo que se necesita planes de muestreo especiales (por ejemplo: toma de muestras de aceites que presentan sedimentos y estn alojados en camiones-tanque de seccin transversal elptica o circular). - Rotulacin de muestra: debe hacerse inmediatamente, dejando constancia del N de la partida, procedencia, cantidad tomada y fecha. (Muestras oficiales y contra muestras usadas en peritajes, deben sellarse para que no puedan ser abiertas subrepticiamente.). - Evitar alteraciones fsicas , qumicas y biolgicas: por ejemplo: ruptura de emulsiones, oxidaciones, cambios enzimticos y proliferacin microbiana, antes y durante el anlisis. Es por esto que las carnes y verduras

deben mantenerse refrigeradas, los productos grasos protegidos del aire y de la luz y las leches tienen que ser analizadas en el da, por ser alimentos altamente perecederos.

PREPARACION DE LA SUBMUESTRA PARA EL ANALISIS.

No existe una tcnica general. Algunas ideas son las siguientes:

- Alimentos duros (ciertos quesos, chocolates) que no tienen estructura celular se rallan finalmente. - Alimentos con estructura celular y bajo contenido acuoso (por ejemplo: granos) Se muelen en molinillos elctricos y el polvo resultante se mezcla en un mortero. Si es necesario se tamiza por mallas de distinta luz para hacer una separacin segn tamao de partcula. Durante la molienda no debe subir la temperatura

significativamente y se evitara perder partculas muy finamente divididas.

- Alimentos con estructura celular y alto contenido acuoso (carnes y vegetales) se deben pasar, por lo menos, dos veces por una maquina trituradora (destruccin de la clulas y liberacin de componentes) Se mezcla toda la muestra, incluyendo los jugos exudados, en un mortero. - Alimentos con partculas en suspensin (jugos de frutas, sopas, salsas) se homogeneizan agitndolos a alta velocidad. - Productos grasos (mantecas, mayonesas) se funden a no ms de 45C. Si a esa temperatura se observan partculas que enturbian al alimento, se los filtra a travs de un embudo termostatizado, cuidando no romper la

emulsin.

TAMAO DE LA SUBMUESTRA QUE SE SOMETA AL ANALISIS. Depende, fundamentalmente, de la homogeneidad del producto. Muestras poco homogneas (ej:

carnes picadas) requieren tcnicas macroqumicas y masas ms grandes en las pesadas, para que resulten representativas. No ocurre lo mismo con alimentos homogneos tales como leches, harinas y jaleas.

PRECISION Y EXACTITUD REQUERIDA. El nmero de anlisis que es necesario efectuar para lograr un resultado confiable depende de la

homogeneidad del producto y de la precisin o repetibilidad de la tcnica aplicada. Puede bastar un duplicado o necesitarse una replicacin mayor.

En cuanto a la exactitud requerida, es funcin de la finalidad del trabajo: si se realizan controles rutinarios suele sacrificarse exactitud por rapidez (por ej.: en la recepcin de leche de una usina lctea) puesto que solo interesa saber si la propiedad medida cae dentro de ciertos limites o rangos de tolerancia.


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CONTROL DE CARACTERISTICAS SENSORIALES. Cada alimento posee un color, olor, gusto, forma y tamao que lo caracterizan. Modificaciones en

estas propiedades pueden indicar una mala elaboracin, alteraciones, sustituciones de materias primas, etc. En

ms de una oportunidad, alimentos argentinos han sido rechazados en mercados externos por no cumplir las

normas sensoriales especificadas en los contratos previos. Existen dos metodologas para el estudio de la calidad sensorial:

1- Evaluaciones subjetivas: Realizadas por un experto o, preferiblemente, por un conjunto de personas (panel adiestrado) que juzga la propiedad en cuestin a travs de sus sentidos.

2- Determinaciones objetivas: de naturaleza fsica o qumica, cuyos resultados son independientes de la apreciacin del operador.

3- Las evaluaciones subjetivas (o anlisis sensoriales) resultan largas, cansadoras y poco precisas, pero reflejan bien la opinin de los consumidores. Las determinaciones objetivas son especialmente apropiadas para controles rutinarios pues no causan fatiga, son ms sencillas, rpidas y precisas.

CONTROLES DE COLOR.

Las sustancias que confieren color a los alimentos son:

A- Componentes naturalmente presentes en la materia prima (clorofilas, carotenos, antocianos, flavonoides, mioglobinas).

B- Aditivos colorantes que se agregan de acuerdo a la legislacin vigente.

C- Sustancias originadas durante la elaboracin o almacenamiento del producto, por reacciones de pardeo o de curado. Los controles objetivos de color se realizan utilizando espectrofotmetros y colormetros diferenciales, especialmente diseados para expresar el color a travs de tres nmeros

relacionados con los primarios que lo componen. El anlisis sensorial se basa en comparaciones

visuales contra colores patrones pintados en vidrios, cartones o modelos de cera.

CONTROL DE TEXTURA.

La textura de un alimento depende de las caractersticas estructurales que posee. Es resultado de la

disposicin e interpretacin de las partculas o clulas que lo componen, incluyendo a los productos con estructura celular (carnes, verduras , frutas) y a las que no la poseen ( harinas, mieles. leches, vinos, mantecas, jaleas, etc.). Hay muchsimos tipos de texturas, si bien pueden reducirse a cuatro grandes grupos (alimentos lquidos, slidos, plsticos y viscoelsticos). El principio que rige todo estudio o control de texturas se basa en aplicar fuerzas de deformacin al alimento y medir la resistencia que este opone. Para ello

se cuenta con prensas, mbolos, cuchillos, cizallas, etc.

CONTROL DE GUSTO. Los gustos principales (salado, cido, dulce y amargo) son conferidos por diversos tipos de

sustancias (sales, cidos orgnicos, azcares, pptidos, alcaloides, glucsidos, etc) el control objetivo se encara, generalmente, a travs de anlisis qumicos especficos para el componente que origina el gusto

estudiado. CONTROL DE OLOR.

Es el ms complejo de todos los anlisis porque intervienen muchsimos componentes simultneamente, estn en muy bajas concentraciones, se pierden fcilmente e interaccionan entre ellos. El control objetivo se realiza analizando el vapor de cabeza del alimento en un cromatgrafo de gases.

DEFINICION DE FLAVOR.

Como la nariz y la boca se encuentran conectadas por la faringe, al comer un alimento se mezclan

gustos, olores y otras sensaciones bucales receptadas por el nervio trigmino. Al conjunto de sensaciones gustativas, olfativas y tctiles (irritacin, astringencia, calor, frio) que se

perciben al paladear un alimento, se le llama flavor.

Esta sensacin, sumamente compleja, slo puede estudiarse a travs del anlisis sensorial realizado por expertos.


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CONTROLES DE TAMAO, FORMA Y DEFECTOS. Son bastante sencillos. Se suelen medir dimetros, longitudes, reas y curvaturas o se realizan

contajes de unidades rotas, quebradas, manchadas, etc. Pueden utilizarse reglas, planmetros, calibres, lupas, dispositivos pasa no pasa con orificios adecuados, microscopios, etc.

C.A.A. (Cdigo Alimentario Argentino). Salvo algunas especificaciones concretas sobre tamao y defectos, solo exige colores, texturas,

olores y gustos normales en los alimentos. Sin agregar ninguna aclaracin al respecto. Deja as en manos del elaborador la responsabilidad de establecer y mantener una determinada calidad sensorial.

METODOS ANALITICOS DE USO GENERAL.

La complejidad que se advierte en los anlisis bromatolgicos se debe fundamentalmente al hecho de que los alimentos son materiales biolgicos con sistemas enzimticos y cargas microbianas que afectan su

estabilidad en mayor o menor grado. Estos productos, adems, se caracterizan por presenta una gran

variabilidad en su composicin. Factores tales como suelo, clima, grado de maduracin, especie, raza, edad,

alimentacin, etc. Influyen en la materia prima vegetal o animal y, por lo tanto, en el producto final. Es por esta razn que no existen constantes fsicas ni qumicas para un determinado tipo de alimento, slo pueden

especificarse rangos de variacin de las distintas propiedades. Por ejemplo: rango de difusin, rango de ndice de yodo, rango de contenido acuoso.

A continuacin se presentan los mtodos comnmente empleados en el anlisis de alimentos, subrayndose los fundamentos y aplicaciones de cada uno. Quienes estn interesados en conocer los detalles de realizacin de las diversas tcnicas debern recurrir a la bibliografa especializada.

DETERMINACIONES FISICAS. 1) DENSIDAD

Se determina para controlar la genuinidad de productos generalmente lquidos (leche, vinos, aceites, etc. Ej.: densidad de leches a 15C = 1.028-1.035) y como ndice de concentracin de soluciones, siempre que se cuente con una tabla o grfico de correlacin (ej.: soluciones azucaradas o alcohlicas). Se suele informar como densidad relativa utilizando un liquido de referencia, que casi siempre es agua. Por

ejemplo la expresin densidad (15/4)=1.030 significa que se ha determinado la densidad del producto a la temperatura de 15C y se la divide por la del agua a 4C. Para errores de ms menos 0.001 en la densidad, el control de la temperatura debe estar dentro del +/- 1C.

TECNICAS PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE LOS LIQUIDOS. PICNOMETRIA: consiste en pesar un volumen conocido del alimento ubicado dentro de un matraz

aforado o picnmetro, usualmente de 25 50ml. Algunos cuentan con salida lateral para observar exactamente el enrase y termmetro incorporado. Es una tcnica muy exacta pues asegura los

resultados en la 4 cifra decimal. Una fuente comn de error es la presencia de burbujas muy pequeas en el seno del lquido.

BALANZA DE MOHR-WESTPHAL: La determinacin se basa en el principio de Arqumedes que

establece que le empuje recibido por un cuerpo que se sumerge es igual al peso del lquido desplazado. Requiere mayor volumen de muestra y no se recomienda para alimentos muy viscosos

no con alta concentracin de componentes voltiles. Es una tcnica ms rpida que la picnometra y de buena exactitud. Consiste en emplear una balanza que en el extremo de uno de sus brazos tiene

colgado un buzo y est perfectamente equilibrado. Cuando el buzo se introduce completamente en la

probeta que contiene el lquido a estudiar, se restablece el equilibrio por medio de pesas que dan el valor de la densidad del producto a la temperatura de trabajo.

HIDROMETRIAS: Se trabaja con cuerpos flotantes convenientemente lastrados para el rango de densidad a medir. Esta tcnica se basa, tambin, el principio de Arqumedes: cuanto ms se sumerge

el flotador menor es la densidad del lquido. Es muy rpida pero es menos exacta que las anteriores,


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y requiere un volumen mayor de muestra (el dimetro de la probeta que contiene la muestra debe ser por lo menos, el doble del dimetro del hidrmetro o flotador). Se trabaja a temperatura normalizada. Ejemplos: los alcoholmetros estn diseados para medir concentracin de alcohol, por lo que la escala del vstago del flotador da, directamente, el porcentaje de dicho componente. Los lactodensmetros tienen una escala numerada de 20 a 40 para cubrir el rango de densidad de las leches.

Los sacarmetros miden concentracin de soluciones azucaradas en escalas Balling o Brix

(porcentajes de sacarosa correspondientes a mediciones de densidad hechas a 15C o 17.5C respectivamente). Las concentraciones de componentes medidas con hidrmetros son slo aproximaciones.

TECNICAS PARA DETERMINAR DENSIDADES DE SOLIDOS: Son menos precisas que las usadas para lquidos debido a la dificultad en medir el volumen del

alimento slido.

- INMERSION DE LIQUIDOS: el mtodo se basa en que cuando un slido ni flota ni se hunde completamente en un lquido, tiene la misma densidad que ese fluido. Se procede colocando la muestra dentro

de un recipiente al que se agrega una mezcla de dos lquidos miscibles (por ej.: agua y etanol) que no la disuelven ni la disgreguen. Se van cambiando las proporciones de esa mezcla hasta observar que la muestra se

mantiene a una profundidad media. Obviamente, se debe conocer la densidad de la mezcla lquida. Es un mtodo bastante exacto. Otra variante consiste en sumergir la muestra, previamente pesada, en un liquido

inerte colocado en una probeta; el volumen del slido es igual al volumen del lquido desplazado, con lo cual

se puede hacer el calculo masa/volumen = densidad.

- DENSIDAD APARENTE: en muchos casos (fruta, granos) basta con obtener un valor aproximado de la densidad, sin necesidad de medir exactamente el volumen de la muestra. En el caso de granos de cereales, se

procede a llenar con ellos una probeta de 100ml. Y luego pesar ese volumen de granos, haciendo el clculo

m/100 = densidad. Si se trata de frutas pequeas, se pesa el contenido de un cajn y se divide el volumen de ese cajn. La densidad de un pan puede conocerse, aproximadamente, sumergiendo la muestra, previamente pesada, en una probeta llena de semillitas muy pequeas (por ej.: nabo); el aumento de volumen en la probeta (V) equivale al de la muestra del pan, por lo tanto

= m/V.

En los tres casos mencionados no se tiene en cuenta el volumen del aire ubicado entre los granos o las frutas, de all el nombre de densidad aparente o bruta.

2) INDICE DE REFRACCION. Se mide para estudiar la genuinidad de ciertos alimentos (aceites, mieles) y para efectuar controles

rpidos en procesos de elaboracin. Por ejemplo, la hidrogenacin de un aceite o la concentracin de una mermelada se controlan con mediciones refractomtricas puesto que hay una relacin lineal entre el ndice de

refraccin (IR) y el ndice de yodo de un aceite, y entre el IR y la concentracin de slidos solubles en una mermelada.

Se trabaja con refractmetros tipo Abb a temperatura normalizada y sobre soluciones lmpidas. En alimentos que presentan materia en suspensin (ej.: pur de tomate) se hace necesaria una previa centrifugacin para separar la fase slida. Si se trata de grasas se procede a fundirlas y se hace la lectura a 40C (con equipo termostatizado). Algunos refractmetros tienen una escala sacaromtrica que expresa, aproximadamente, el porcentaje de slidos solubles presentes en soluciones azucaradas ( la escala est calibrada con soluciones de sacarosa pura).

3) RANGO DE FUSION. Se determina para controlar la genuinidad de ciertos productos, especialmente, la de alimentos grasos;

sirve tambin como ndice digestibilidad de las grasas, pues ambas propiedades estn directamente

relacionadas.


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Como las grasas naturales estn compuestas por una mezcla de triglicridos y otras sustancias, no tienen punto de fusin definidos. El C.A.A. especifica temperaturas mximas de fusin del capilar para las diferentes

grasas.

Se emplea la tcnica del capilar o la platina de calentamiento elctrico gradual.

4) ROTACION OPTICA. Se utiliza para cuantificar sustancias ptimamente activas presentes en los alimentos: aminocidos,

cidos ( lctico y tartrico), aceites esenciales, azcares, etc., a partir de la ecuacin : = especifico x 1 x c (a temperatura y longitud de onda normalizado). = ngulo de rotacin de la luz polarizada;

1= longitud atravesada por la luz;

c = concentracin de la sustancia activa.

El instrumento empleado es un polarmetro con una fuente de luz monocromtica.

5) VISCOSIDAD. Se determina en alimentos lquidos o semilquidos pues su magnitud sirve como:

a) Indice de movilidad del alimento (importante en las operaciones de transporte por caera, filtracin y llenado de envases).

b) Indice de despolarizacin de protenas, almidones y otras macromolculas. c) Indice de calidad sensorial (la viscosidad es un atributo de la textura) los mtodos empleados para

medir viscosidades varan segn el alimento presente flujo newtoniano (vinos, aceites, soluciones azucaradas) o no newtonianos (sopas, salsas, purs, cremas). Recordemos que en estos ltimos los valores de viscosidad varan si se los agita o mueve a mayor o menor velocidad.

TECNICAS - FLUJO A TRAVES DE UN TUBO CAPILAR: sirve para alimentos newtonianos de baja viscosidad (ej: viscosmetro Ostwald). Se expresa el resultado en forma relativa o absoluta (ecuacin de Poiseulle). - CAIDA DE ESFERA: aplicable a alimentos ms viscosos (hasta 3x106 poise), newtonianos o no. Se mide el tiempo que tarda una pequea esfera, de dimetro y peso estndar, en pasar por dos marcas. Ese tiempo es proporcional a la viscosidad. El resultado se informa como viscosidad relativa a la del agua o, si es aplicable

la ecuacin de Stokes, como viscosidad absoluta.

- METODOS ROTACIONALES: sirven para todo tipo de alimento. Los hay de copa rotante, en los que gira el recipiente que contiene la muestra hasta imprimir un torque en un cilindro interior concntrico (ej.: Mac Michael; Rotavisco) y estn los de eje giratorio: el eje se introduce en el alimento girando a velocidad constante, pero debido a la resistencia que le opone el fluido, disminuye su velocidad en forma proporcional a

la viscosidad del alimento (ej.: Brookfield). - METODOS EMPIRICOS: expresan los resultados en unidades arbitrarias, que dependen del equipo

utilizado. Ejemplos: a) tiempo de cada a travs de un orificio (grados Ford, Saybolt, redwood). b) distancia cubierta por la muestra al deslizarse un determinado tiempo en un plano horizontal (consistmetro de Bostwick).

6) TENSION SUPERFICIAL Se mide la fuerza de atraccin que ejercen las partculas internas de un fluido sobre las que se encuentran

en la superficie. Esto sirve para estudiar las propiedades espumgenas y emulsionantes de ciertos alimentos

(leche, huevo) y de aditivos alimentarios tensioactivos. El equipo que suele utilizarse es el tensimetro de Du Nouy, consta de un anillo de alambre de platino

que se coloca rasante sobre la superficie del alimento; por medio de un engranaje el anillo se eleva lentamente arrastrando una delgada lmina de fluido. En un dado momento, el anillo se desprende del liquido: a mayor

altura alcanzada por el anillo, menor tensin superficial.

7) CONDUCTIVIDAD DE ELECTROLITOS


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Su determinacin sirve para cuantificar componentes conductores del alimento (agua + sales inorgnicas) y puede ser usada como ndice de genuinidad, por ejemplo, adulteracin de vinos con cidos inorgnicos y de pureza, por ejemplo, contenido de minerales en azcares.

Es un mtodo rpido, sensible, pero poco exacto, adems influye en el resultado la textura que presente el

alimento.

El instrumente usado es un puente de Wheatstone: se coloca la muestra en una celda de dimensiones

conocidas y se aplica una corriente alternada para evitar polarizaciones en electrodos.

Conductancia equivalente = Conductividad especifica x 1000

Concentracin expresada en normalidad

8) POTENCIAL HIDROGENO (pH). Se controla con el equipo correspondiente o usando indicadores de pH y soluciones patrones. Es un

importante ndice de estabilidad del alimento pues condiciona:

- la actuacin de microbios y enzimas.

- Reacciones qumicas (pardeos, hidrlisis) - Alteraciones fsicas (coagulaciones) Tambin se lo mide para controlar operaciones y procesos tecnolgicos:

- panificacin

- gelificacin de pectinas en las jaleas. - preparacin de aislados proteicos. - curado de carnes.

9) FOTOMETRIAS Los mtodos fotomtricos miden la cantidad de luz que es:

- reflejada por los alimentos slidos. Espectrofotomtricas.Colorimtricas. - Transmitida por alimentos transparentes Espectrofotomtricas. Colorimtricas.

- Dispersadas por alimentos translcidos (nefelometras) - Absorbida por una suspensin (turbidimetras) De esta manera pueden cuantificarse componentes, medir el color de un alimento o hacer controles de

genuinidad.

COLORIMETRIAS VISUALES: por ser subjetivas tienen baja precisin. Se utiliza la luz blanca (400-800nm) y se hacen comparaciones contra colores patrones que estn pintados sobre papeles, plsticos o vidrios (ej: tintometro de Lovibond; Discos giratorios de Munsell) ESPECTOFOTOMETRIAS: emplean radiaciones con longitudes de onda seleccionadas por medio de prismas

o filtros. Pueden hacerse barridos en diversas zonas del espectro:

- zona U.V. (50-400nm): por ejemplo detecciones de dienos y trienos conjugados en aceites; cuantificacin de lisina disponible (como dinitrofenilderivados).

- zona I.R. (2-15 micrones): Por ejemplo deteccin de dobles enlaces trans en grasas modificadas; cuantificacin de agua.

- Zona visible (400-800nm): cuantificacin de diversos componentes de los alimentos a travs de derivados coloreados; por ejemplo, cido srbico (como compuesto malonil-tiobarbitrico); aminocidos (previa reaccin con ninhidrina); amoniaco (con reactivo de Nessler).

FOTOMETRIA DE LLAMA (o de emisin) Sirve para detectar metales alcalinos y alcalinotrreos con electrones excitables. La longitud de onda

de la radiacin emitida por la sustancia permite su identificacin.

ABSORCION ATOMICA

En este caso se mide la radiacin absorbida por el componente al excitarse. Pueden analizarse 60 elementos.

Su empleo ser til para estudiar la pureza de los aditivos, controlar especificaciones toxicolgicas

(el C.A.A. fija, por ejemplo, mximos para contenidos de Pb, Cu, Se, As) y conocer el aporte de oligoelementos de los diversos alimentos .


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FLUOROMETRIA. Se mide la luz secundaria (radiacin de fluorescencia) de la solucin estudiada, empleando fuentes

luminosas muy potentes (lmparas de Hg o Xe). El equipo es un espectrofotmetro con accesorio para medir fluorescencia.

Se utiliza para la determinacin de tiamina (Vit. B1), riboflavina (Vit.B2), clorofila, porfirinas, trazas de boro, aluminio, estao y compuestos aromticos cancergenos relacionados con el 3,4,benzopireno.

CROMATOGRAFIAS.

Se utilizan para fraccionar, identificar y cuantificar componentes de los alimentos. Ejemplos de aplicacin: -Sobre papel (tal cual o en fase invertida): azcares. -En capa delgada (TLC): esteroles, aminocidos, vitaminas. -En columna: pigmentos.

-En fase gaseosa (GLC clsica o con columna capilar): aromas, composicin acdica de una grasa. -En fase liquida a alta presin (HPLC): colorantes, aceites esenciales, antioxidantes, vitaminas, triglicridos. La HPLC adems de ser altamente sensibles resulta ideal para analizar compuestos termolbiles y de baja volatilidad. RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR.

Se mide la energa que absorbe la muestra cuando se la somete a radiofrecuencias en un campo

magntico de gran intensidad. En el anlisis de alimentos se usan equipos de baja frecuencia (menos de 60 MHz) para determinar el contenido de agua o de aceites sobre muestras ntegras. Es un mtodo no destructivo, exacto y muy rpido.

El mtodo se basa en que los protones de los componentes en estado lquido tienen mayor frecuencia

de resonancia y dan bandas estrechas. En cambio los otros componentes no son distinguibles.

Aplicaciones: Anlisis de agua en frutas desecadas, granos, leche en polvo y azcares. Anlisis de lpidos en chocolates y oleaginosas.

METODOS REOLOGICOS.

Reologa es la rama de la fsica que estudia la deformacin de los cuerpos cuando son sometidos a

algn tipo de fuerza. La resistencia que ofrece el producto depende de su microestructura y, por lo tanto, de su textura.

Los equipos empleados en las reometras son muy variados, desde simples agujas que caen y penetran en la muestra hasta complicados viscosmetros y prensas.

Aplicacin:

- Medicin de elasticidad y resistencia de una masa para panificacin.

- Medicin de terneza de carnes.

- Estudio de la untabilidad de mantecas. - Medicin de la elasticidad de una jalea.

ELECTROFORESIS.

En alimentos, su aplicacin esta generalmente restringida al anlisis de protenas. Se estudia la

movilidad de estas molculas cuando estn cargadas y bajo el influjo de un campo elctrico. Las diferentes velocidades de migracin permiten su fraccionamiento e identificacin.

Aplicacin:

- Cambios en la albmina de huevo almacenados (electroforesis sobre papel). - Diferenciacin de quesos segn su patrn de ppticos (electroforesis sobre gel de poliacrilamida). - Identificacin de pescados (electroforesis sobre agar gel). - Separacin de histamina e histidina .

ANALISIS QUIMICO

ANALISIS BASICO O ELEMENTAL DE UN ALIMENTO

Sirve para orientar en cuanto a la composicin de un producto desconocido.


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Incluye las siguientes determinaciones:

Protenas + grasa + agua + fibra (X) + cenizas. (X) conjunto de sustancias no digeribles, presentes en alimentos vegetales.

Por diferencia a 100, se calculan los hidratos de carbono restantes y una pequea cantidad de otros

componentes no nitrogenados (alcoholes, cidos orgnicos, pigmentos, etc.). Los errores cometidos en las 5 determinaciones nombradas, repercuten en el % de carbohidratos. Despus de este estudio previo, se encaran

los anlisis con mayor rigurosidad.

Para empezar, conviene presentar dos expresiones de resultados comnmente usadas en alimentos.

EXPRESION DEL CONTENIDO DE UN COMPONENTE EN FORMA BRUTA:

Significa que el valor obtenido no representa exactamente la cantidad de la sustancia analizada,

debido a la presencia de interferencias en el mtodo analtico empleado, dosaje incompleto o uso de factores de conversin no totalmente adecuados. Ej.: protena bruta; almidn bruto; fibra cruda.

EXPRESION DE CONCENTRACIONES EN BASE SECA:

A veces es necesario independizar los resultados obtenidos del contenido acuoso presente en la muestra, sobre todo si sta ,toma o pierde agua fcilmente segn sea la humedad relativa ambiente. Entonces

se expresa en % de los diversos componentes descontando la cantidad de agua que tiene el alimento.

Los valores en base seca son, obviamente, mayores que los informados respecto al producto tal

cual (base hmeda).

METODOS ANALITICOS PARA LOS DISTINTOS COMPONENTES DE LOS ALIMENTOS.

CONTENIDO ACUOSO.

FINALIDADES DEL ANALISIS:

1. Determinar la composicin del alimento y su valor nutritivo.

2. Tener idea de la estabilidad del mismo frente a alteraciones enzimticos, microbiolgicas, qumicas y fsicas.

3. Obtener ndices de textura, por ejemplo, en productos crackers. 4. Controlar si la humedad del material es la ptima para determinadas operaciones

tecnolgicas, por ejemplo: molienda de granos. 5. Detectar adulteraciones en miel, manteca, chacinados, etc.

FORMS EN QUE SE ENCUENTRA EL AGUA EN LOS ALIMENTOS 1. AGUA LIBRE O DISPONIBLE.

Tiene propiedades semejantes a la del agua pura (punto de fusin: 0C, punto de ebullicin 100C) y se elimina con relativa facilidad. Acta como solvente, medio de dispersin y reactante, interviene en el

desarrollo microbiano y en actividades enzimticas. Por lo tanto influye marcadamente en la estabilidad del alimento.

Puede encontrarse, por ejemplo: - Absorbida superficialmente (sal azcar humedecidos y agrumados). Depende de la humedad

ambiente y es de fcil eliminacin. - Retenida estricamente por fibras, membranas o en macrocapilares. La disgregacin final del

material (ruptura de clulas en el caso que existan) facilita su liberacin.

2- AGUA LIGADA.

Presenta propiedades de congelacin, evaporacin, capacidad como solvente, etc. diferentes a las del

agua libre. Se distinguen dos tipos:


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- Agua fuertemente ligada (Tipo I) por puentes de hidrogeno de alta energa a grupos polares de diversos componentes del alimento (protenas, almidones, azcares, otros) conformando una monocapa molecular alrededor de ellos. No tiene ninguna capacidad para actuar como solvente o

reactivo y no puede congelar. La energa de absorcin de esta monocapa es muy alta lo que explica

que su extraccin sea sumamente difcil. En este grupo suelen incluirse al agua de cristalizacin de sales y azcares, presentes en algunos

alimentos (por ejemplo: monohidrato de glucosa en mieles) - Agua dbilmente ligada (Tipo II): se trata de molculas de agua que se fijan a solutos por puente de

hidrogeno y en sucesivas capas, cada vez con menor intensidad de atraccin. Tambin pueden estar

atrapadas en microcapilares de dimetros inferiores a un micrn.

El punto de congelacin y la capacidad para evaporar y actuar como solvente estn sensiblemente

reducidos respecto a los del agua libre. La retencin del agua ligada est influenciada por muchos factores, entre los que se encuentran la temperatura, el pH y la presencia de electrolitos.

ACTIVIDAD ACUOSA

La mayor o menor disponibilidad de agua en los alimentos puede medirse a travs del parmetro aW = actividad acuosa. Se define en el equilibrio y a una dada temperatura como:

aW = Pv del agua en el alimento vara entre 0 y 1

Pv del agua pura

Alimentos con aW menor que 0,25 solo contienen agua del Tipo I, correspondiente a la monocapa. Aquellos con aW entre 0,25 y 0,80 presentan agua de Tipo I y II, y cuando aW es mayor que 0,8 coexisten molculas de agua libre (considerada como de Tipo III) y ligada.

Es muy difcil cuantificarlas por separado. La aplicacin de calor permite la evaporacin del agua

libre pero, segn sea la temperatura, tambin pueden perderse molculas de H2O ligadas no muy

intensamente.Se recurre entonces a mtodos basados en la no congelacin del agua ligada: crioscopia, colorimetra y dilatometra, pero no son anlisis que se efecten rutinariamente.

METODOS PARA DETERMINAR CONTENIDO ACUOSO Los comnmente empleados son: 1) Secado 2) Arrastre con solventes inmiscibles 3) Elctricos 4) Qumicos Los mtodos 2 y 4 se llaman directos; 1 y 3 miden agua indirectamente. Las tcnicas analticas

no suelen dosar el agua total, sino la que se libera en las condiciones del ensayo, por lo tanto, es

imprescindible que estn normalizadas y sean citadas al informar los resultados.

CRITERIO DE SELECCION DEL METODO Se basa en la exactitud y precisin buscadas, en el porcentaje de agua presente, en la estabilidad de los

otros componentes del alimento y en la rapidez requerida.

- Si existen otras sustancias voltiles (alcoholes, esencias) no puede usarse (1) salvo que el resultado se informe como perdida por calentamiento.

- Si hay azcares, temperaturas altas producen deshidratacin de los mismos y errores por exceso

(sobre todo si hay levulosa). Si los azcares son reductores y hay otros componentes con grupos amino, pueden reaccionar y liberar agua. En ambos casos habr que evitar sobrepasar los 60-70C. Se puede trabajar con estufas, pero a presin reducida.

- Si hay sustancias sumamente termolbiles (Ej: bicarbonato de sodio) se seca a temperatura ambiente. - En presencia de grasas existe el peligro de incorporacin de oxgeno, obtenindose resultados con

errores por defecto. En este caso puede usarse una estufa pero con ambiente libre de oxgeno (en vaco o con nitrgeno).

- Si el contenido acuoso es muy pequeo convienen los mtodos qumicos (ms exactos) - Si importa ms la rapidez que la exactitud (controles de rutina) se recurre a los mtodos elctricos.


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DETALLES DE LAS TECNICAS

1) SECADO EN ESTUFAS a) A 100-105C Y PRESION ATMOSFERICA HASTA PESO CONSTANTE. Es un mtodo largo que puede requerir 5 ms horas. Se acelera usando estufas de aire forzado y agregando piedra pmez o arena para aumentar la superficie de evaporacin y evitar formacin de costras de azcares

o de protenas coaguladas. Conviene revolver peridicamente con una varilla. b) SECADO A TEMPERATURA Y TIEMPO NORMALIZADOS. Ej: 130C, 1 hora en harina de trigo. La determinacin es mucho ms rpida y resulta apropiada para los controles rutinarios. Estas

condiciones de secado provocan parcial oxidacin de las grasas y deshidratacin de azcares, y

quizs una perdida no total de humedad. Lo cierto es que estos fenmenos se compensan de manera que el resultado concuerda con el del secado clsico. Debido a las alteraciones mencionadas, la

muestra no sirve paras otras determinaciones, salvo la de cenizas.

c) SECADO EN ESTUFA DE VACIO. El cuerpo de la misma esta conectado a una bomba capaz de mantener un vaco equivalente a menos de 50-100 mmHg. La muestra permanece 4 horas antes de hacer la primera pesada, para lo cual se hace entrar lentamente aire seco y se restablece la presin

atmosfrica. Generalmente se termostatiza la estufa a 60-70C para evitar alteraciones de componentes sensibles y as se usa como mtodo de referencia para secado de alimentos. Se puede

llevar al muestra a peso constante o trabajar a temperatura y tiempos normalizados. Aplicacin: productos grasos, crneos, azucarados.

d) SECADO POR RADIACION INFRARROJA Y VACIO. Es muy rpido (aproximadamente 15 minutos) pero exige una calibracin previa contra un mtodo de referencia para fijar las condiciones de la operacin en cada alimento. Es til para controles rutinarios (granos, harinas). La muestra que no debe tener ms de 15 mm de espesor, se coloca a una determinada distancia de la lmpara IR, dentro de una balanza especialmente diseada. Se produce una rpida penetracin de

calor (los filamentos de la lmpara se calientan a ~700C) y la disminucin de peso por evaporacin se lee directamente en el visor.

SECADO CON AGENTES DESHIDRATANTES

Se recurre a ellos cuando no pueden aplicarse temperaturas superiores a la ambiente. Ej: harinas leudantes y polvos para hornear, ricos en NaHCO3 y muy termolbiles. Requieren mucho tiempo y no son precisos. El secado de carne molida puede llevar 1 semana; en general, se deja la sustancia en el desecador con cido sulfrico y en vaco por lo menos 24 hs.

2) METODO POR ARRASTRE CON SOLVENTE INMISCIBLE Se mide directamente el volumen de agua separado de la muestra por arrastre continuo con solvente

inmiscible en ella. Dura aproximadamente 4 hs. y se emplea en harinas, sopas en polvo, mantecas, vegetales

deshidratados y especias (las esencias voltiles quedan disueltas en el solvente y no interfieren). Si la muestra posee bajo contenido acuoso se pesa mayor cantidad, de manera de obtener 2 a 4 ml de agua. Se la coloca en un baln cubrindola con el solvente previamente saturado en agua. El equipo se completa con una trampa

especialmente diseada (puede ser la de Dean-Stark), un refrigerante y un medio calefactor (ej, un bao de aceite). Se calienta suavemente (2 gotas/seg. de reflujo) hasta recoger la mayor parte de agua, luego se duplica la velocidad. El arrastre se da por terminado cuando la capa superior (solvente) luce transparente o cuando durante 30 minutos no se ven cambios en el volumen de agua de la trampa. Se deja unas horas para que la lnea de separacin sea ntida y se hace la lectura. El resultado suele expresarse en gr. de agua por 100 gr de

alimento (con densidad del agua = 1). En el caso de usa solventes con densidad mayor que 1 se trabaja con otros diseos de trampas. - CRITERIO DE SELECCION DE SOLVENTE

El punto de ebullicin del solvente influye sobre la temperatura del sistema y sobre el tiempo que

requiere la determinacin. Si el solvente tiene punto de ebullicin menor que el del agua, los vapores se enriquecen en l y se necesita mayor tiempo para separar todo el agua.


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Por lo dicho, convienen solventes con P.Eb. ~100C: tolueno (111C, =0,867), tetracloroetileno (121C, = 1.62), m-xileno (139C, = 0.868). Cuando los alimentos poseen cantidades de azcares que posibilitan errores por exceso (debido a deshidrataciones), se trabaja con solventes de P.Eb. menores que el del agua, aunque el anlisis resulte largo: benceno (80C, =0.879), tetracloruro de carbono (76.7C, =1.59). Usos: ajos, cebollas y morrones, todos deshidratados.

- VENTAJAS DEL METODO POR ARRASTRE

El equipo es sencillo y econmico y la determinacin resulta ms rpida que un secado a peso constante. Notas: el bao de aceite u otro medio calefactor (nunca fuego directo) evita alteraciones en alimentos termolbiles, porque distribuye parejamente el calor. Adems es un medio de precaucin frente a roturas e incendios (algunos solventes son inflamables).

3) METODOS ELECTRICOS Son muy rpidos (aprox. 20 segundos) y sensibles, pero no exactos. Forzosamente deben calibrarse con porcentajes de agua conocidos en base a muestras que previamente fueron analizadas con mtodos referenciales. En la determinacin influyen: contenido en minerales, temperatura, textura, distribucin de la humedad en el alimento.

Usos: granos, harinas (se las presiona, dentro de un recipiente, logrando un determinado espesor). a) Conductancia: solamente se mide agua libre, o sea la que acta como electrolito. Un grano de cereal

con 14% de agua tiene conductividad 7 veces mayor que uno de 13%; uno de 15% tiene conductividad 50 veces mayor que el de 13%. Estos valores demuestran la alta sensibilidad de la tcnica conductimtrica.

b) Capacitancia: es ms exacta que la anterior pues influye menos en la forma en que se distribuye el agua en el alimento. Se coloca la muestra en un campo electrosttico alterno (o sea entre las armaduras de un condensador) y se mide su constante dielctrica. El agua presenta un valor muy superior al de los otros componentes. La determinacin incluye agua libre y combinada. Existen

equipos nuevos, no destructivos que dosan 0-35% de agua con error del 1% en cereales y oleaginosas.

4) METODOS QUIMICOS Son muy exactos y rpidos y no requieren calentamiento de la muestra. Se aplican en alimentos termolbiles o cuando el contenido acuoso es muy bajo: leche en polvo, cafs, vegetales y frutas deshidratadas, chocolate, aceites.

Existen varias tcnicas: la del carburo de calcio se basa en medir la presin del acetileno formado al

reaccionar Cl2Ca con el agua del alimento. En la Bryan Smith el cloruro de acetileno, en presencia de agua, libera actico, el cual es titulado.

La ms empleada en alimentos es la de Karl Fischer :

Reaccin: se basa en la reduccin de Yodo con anhdrido sulfuroso, que slo ocurre en presencia de

agua:

I2 + SO2+CH3OH + H2O piridina 2 IH + CH3HSO4

La piridina acta como intermediario formando sales (C5HN.IH; C5H5N.SO3). El metanol es el solvente de la reaccin (puede sustituirse por formamida o metilcelosolve). Estas 4 sustancias forman el reactivo de Karl Fischer, un poderoso deshidratante que debe estar

convenientemente protegido de la humedad ambiente. Para minimizar las perdidas de I2 suelen mantenerse

por separado I2/CH3OH y SO2/piridinas, hasta el momento de uso. Tcnica: Es una volumetra. El alimento, bien disgregado, se disuelve o suspende en el solvente,

dentro de un frasco tapado en el que calza la bureta. El punto final puede detectarse visualmente (color marrn de I2 en exceso o decoloracin, titulando por retorno con agua). Para mayor precisin, o cuando el alimento tiene color (ej. Caf) se realiza una titulacin potenciomtrica.


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Clculos: no puede aplicarse la estequiometra de la reaccin porque no se dosa el 100% de agua. Para los clculos se usa el factor K.F. que se halla valorando el reactivo con cantidades conocidas de agua,

por ejemplo: 5mgr de agua = 1ml de reactivo. Debido a su inestabilidad, es necesario valorarlo diariamente. Notas: Interfieren aldehdos y cetonas (con metanol forman acetales y agua, por lo tanto, hay que sustituir el solvente), sustancias que reducen al I2 (por ejemplo, cido ascrbico) y algunos compuestos inorgnicos (xidos metlicos, carbonatos y bicarbonatos). Si el alimento no es soluble en metanol, se lo sustituye por formamida.

EXTRACTO SECO

Es el residuo que queda luego de eliminar a 100-105C las sustancias voltiles. Salvo cuando estn presentes otros componentes evaporables (esencias, alcoholes, etc.) o alterables, se cumple: % slidos totales + % agua = 100. Se suele determinar para controlar la genuinidad de alimentos con alto porcentaje de agua, ejemplo: leches, vinos, vinagres, jugos, pur de tomates. En algunos casos interesa conocer la fraccin soluble en agua del extracto seco (el C.A.A. exige por ejemplo un valor mnimo de slidos solubles para jaleas y mermeladas). TECNICAS.

a) Evaporacin hasta llegar a peso constante: el anlisis se efecta en forma similar al mencionado para determinar contenidos acuosos por secado en estufa. Por este mtodo, las leches deben dar un

mnimo de 8.25 % de extracto seco libre de grasa. b) Evaporacin durante tiempo normalizado: se recurre a esta tcnica cuando existen componentes que

sufren alteraciones o perdidas parciales por calentamiento. La determinacin es, adems, ms rpida.

En el anlisis de extracto seco de vinos hay parcial evaporacin de glicerina, oxidacin de taninos y

caramelizacin de azcares; por eso se calienta a B.M. 80 minutos y se completan 30 minutos ms en estufa a 100-105C.

Notas:

En los alimentos lquidos, con alto porcentaje de agua, se elimina la mayor cantidad de la misma por calentamiento al aire (bao mara o bao de arena) para evitar saturar la estufa con vapores. Los extractos secos de vino son muy higroscpicos debido a la glicerina; deben resguardarse convenientemente y se pesan en cuanto llegan a temperatura ambiente.

c) Refractometra: Para algunos alimentos se han confeccionado tablas de correlacin entre slidos solubles determinados por secado en estufa de vaco y lecturas refractomtricas. Incluso existen

correlaciones de extracto seco total vs. ndices de refraccin en ciertos alimentos fluidos. Como la tcnica refractomtrica es sumamente rpida, resulta muy til para acelerar los controles de rutina

pero los resultados tienen menor exactitud. Nota:

La muestra que se coloca en el refractmetro no debe ser turbia; si es necesario se la centrifuga para separar los slidos dispersos.


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MATERIAS MINERALES CENIZAS

Todos los alimentos contienen minerales en pequeas concentraciones.

Los cationes y aniones ms abundantes son K+, Na+, Ca++, Mg++, SO4=, Cl-, CO3=, y H2PO4-. Finalidades de los anlisis:

1) Conocer valores nutritivos del alimento. 2) Determinar genuinidad (Ej: mximo de cenizas en dulce de leche) 3) Detectar contaminaciones qumicas (Hg, As, Pb, Se, etc.). 4) Obtener ndices de contaminacin microbiana (NO3-, NO2-, en aguas) 5) Clasificar ciertos alimentos segn su pureza (harinas, azcares). Adems de los minerales presentes en las materias primas, se agregan otros durante la elaboracin para

que cumplan diversas funciones tecnolgicas:leudantes,saborizantes,conservantes,mejoradores, estabilizantes, texturizantes.

A veces se encara el anlisis particular de algn anin, catin o sal, qumicamente o por absorcin

atmica (Ej: KBrO3, NaCl, NaNO2, Hg, Pb, As). Generalmente se realiza la cuantificacin total de las sustancias minerales por oxidacin de la materia

orgnica a temperatura superior a 500C. El residuo de esta incineracin o calcinacin recibe el nombre de cenizas. Se reserva la denominacin sustancias minerales para aquellas que se encuentras en el alimento

tal cual, previa incineracin.

Cambios producidos al calcinar :

Durante la calcinacin ocurren una serie de transformaciones y volatilizaciones que hacen que la

composicin de las cenizas difiera de las sustancias minerales pre-existentes:

- Sales y cidos orgnicos pasan a carbonatos, xidos y CO2. - Compuestos orgnicos azufrados y nitrogenados dan los xidos correspondientes a sulfatos y nitratos (si hay suficientes como para retenerlos) - Sustancias fosforadas orgnicas e inorgnicas, se transforman en pirofosfato.

- Haluros, sulfuro y algunos carbonatos pueden volatilizarse. Los cloruros lo hacen por encima de los 550C, el CO3K2 a partir de los 700C.

- Fosfatos y carbonatos pueden reaccionar entre s.

Disminucin de las volatilizaciones Se consigue trabajando a T > 500 C agregando fijadores alcalinos para los haluros (por Ej.

Na2CO3) o fijados cidos para el K2CO3 (por Ej. Humectando antes y durante la calcinacin con H2SO4 10%). Aceleradores:

Como la determinacin lleva mucho tiempo, se puede acelerar la incineracin agregando sustancias oxidantes H2O2, o NH4NO3 que no dejan residuos) o elevando la temperatura; pero a costa de perder minerales voltiles.

Como la temperatura de trabajo influye sobre la composicin y cantidad de las cenizas obtenidas, se la debe informar junto con el resultado. TECNICAS

a) Incineracin hasta peso constante - Etapa de carbonizacin: para evitar la ignicin repentina de la muestra y la proyeccin del material

fuera de la cpsula, se calienta primero sobre mechero. (Si el alimento es lquido se incluye un paso previo de evaporacin suave sobre baos de agua o arena para que no haya salpicaduras). Cuando comienza la oxidacin de los componentes orgnicos hay un desprendimiento brusco de vapores de CO2

y H2O, principalmente. Luego se reduce considerablemente y queda un residuo negro carbonoso.

-Etapa de calcinacin en la mufla: la muestra se oxida completamente y deja un residuo blanco, salvo que existan sales coloreadas (por ej. de manganeso). Si se observan puntos carbonosos persistentes, se debe a que estn cubiertos por sales que impiden su contacto con el aire, En este caso el residuo se humedece

con agua, se rapa con una varilla, evapora suavemente con rotacin de la cpsula y nuevamente se introduce en la mufla.


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b) Incineracin durante un tiempo normalizado Es una tcnica ms rpida, aplicable a controles de calidad rutinarios. En harina de trigo, por ejemplo. Se calcina 1 hora a 900 C en cpsula de platino; como hay una baja concentracin de cloruros, las prdidas por volatilizacin no son significativas.

ESTUDIOS REALIZABLES SOBRE LAS CENIZAS

1) Determinacin de cenizas insolubles en agua: Es til para evidenciar fraudes en productos vegetales pues se altera la relacin cenizas insolubles/cenizas solubles correspondientes al alimento. En grutas o en hojas de t agotados, por ejemplo el cociente aumenta. La tcnica incluye agregar agua a las cenizas, hervir y filtrar por papel de filtro que no deje residuo. Se calcina nuevamente y pesa (cenizas insolubles en agua)

2) Cenizas insolubles en HCl 10%: Miden el contenido de silicatos presentes en los alimentos accidentalmente (por contaminacin) o intencionalmente, por ejemplo: arne, arcilla, talco o piedritas en legumbres, yerba mate o especias.

Se humedecen las cenizas con cido clorhdrico concentrado hasta insolubilizar los silicatos, se

extrae varias veces con el mismo cido pero diludo, se filtra por papel sin cenizas y se calcina nuevamente.

3) Alcalinidad de las cenizas: Es un estudio que no se hace comnmente. Debido a la presencia de carbonatos y xidos, las cenizas de frutas y verduras tienen reaccin alcalina, mientras que las de

carnes y ciertos cereales son cidas . Alteraciones en los valores de alcalinidad correspondientes a cada alimento son indicadoras de

fraudes. Ejemplos: el agregado de cidos orgnicas diminuye la alcalinidad de las cenizas de vino; la adulteracin de leches con NaHSO3 la aumenta.

La determinacin se realiza agregando un exceso medido de H2SO4 valorado. El cido reacciona con los componentes bsicos y el exceso se titula con NaOH frente a indicador

que vira al pH correspondiente al alimento, para llevar las sales a formas similares a las que

normalmente se encuentras en l.

Cenizas libres de NaCl: Se informan en alimentes sazonados con sal comn. Ej.: conservas de tomate, carnes curadas.

Las cenizas se utilizan muchas veces para la determinacin de componentes individuales: fosfatos,

calcio, hierro, cloruros, etc.


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LIPIDOS

Finalidades de los anlisis

1) Estudiar el valor nutritivo del alimento. 2) Estudiar su genuinidad (Ej: mnimo en leche 3%, mximo en hamburguesas 20%). 3) Determinar rendimientos en materias primas oleaginosas. Las tcnicas clsicas se basan en separar la grasa del alimento y luego cuantificarla.

Segn la forma en que se encuentren los lpidos en el alimento se utilizan los siguientes mtodos de trabajo:

I) Extraccin directa con solvente orgnico: es el procedimiento empleado en la mayora de los casos. II) Separacin luego de un tratamiento previo: permite destruir o disolver otros componentes que ligan o

emulsifican fuertemente a los lpidos. Ej: leche y derivados, ciertos productos crneos (salchichas de Viena).

I) EXTRACCION DIRECTA a) Por digestin de una pequea cantidad de muestra en un gran volumen de solvente: es rpido pero no extrae el 100% de la grasa (ej: separacin de la mayor parte de la grasa de un dulce de leche). b) Por extraccin continua (Twisselmann) o semicontinua (Soxhlet) en equipos especiales y a temperatura ambiente: el solvente cumple ciclos sucesivos de evaporacin, condensacin y pasaje por la muestra (colocada en un cartucho o paquete) extrayendo cada vez mayor cantidad de lpidos. Luego de 4-8 horas, el material suele quedar agotado y la grasa disuelta se pesa, despus de evaporar el solvente. Es un mtodo

exacto y preciso pero muy largo.

* La cantidad y composicin de los lpidos extrados dependen del solvente usado; tiene que ser informado

junto con el resultado del anlisis. SOLVENTES COMUNES

- Eter de petrleo (mezcla de hidrocarburos. P.Eb. 40-60): extrae slo lpidos neutros (glicridos, cidos grasos de cadena larga, sustancias insaponificables). Puede perder fracciones ms voltiles durante la extraccin e ir cambiando su composicin. - Eter etlico (P.Eb. 35): solvente muy eficiente de lpidos totales (polares tales como fosfolpidos o cidos grasos cortos y no polares). Pero absorbe hasta un 10% de agua, extrayendo componentes hidrosolubles (azcares, sales). Es peligroso a ms de 35C (ignicin-explosin). Se lo seca y destila antes de usarlo para eliminar perxidos.

- Hexano tcnico (P.Eb. 70; no es puro): disuelve lpidos neutros. Es ms econmico que los anteriores y de uso muy extendido.

- Mezcla de solventes: se pueden preparar mezclas de polaridad adecuada para la grasa que se desea extraer. Ej. CH3OH (2:1) (Solvente de Folch) y Cl2CH : CH3OH : H2O (Lyons-Lippert) se usan en productos crneos y frutas; disuelven bien las lipoprotenas.

PREPARACION DE LA MUESTRA:

-Para facilitar la penetracin del solvente y el contacto con la grasa, es imprescindible moler bien la muestra (sobre todo si tiene estructura celular) en molinos elctricos, hasta que las partculas pasen por un tamiz de abertura normalizada.

- Si la humedad es elevada tambin hay que secarla para evitar emulsiones y extraccin de sustancias

hidrosolubles (especialmente si se usan solventes ms polares). - Cuando los lpidos estn combinados con azcares o protenas, se digiere previamente la muestra con

etanol/ClH (digestin cida a temperatura ambiente una noche, a 80C,1 hora) y luego se extrae con solvente (por ejemplo: harina de trigo) NOTAS

- Para evitar el arrastre mecnico de partculas de la muestra, se la empaqueta o coloca en un cartucho con tapn de algodn. - Si el extracto graso no es bien lmpido debe secarse con agente deshidratante (Na2SO4 anhidro) en pequea cantidad para que no absorba grasa.


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II) SEPARACIN DE LPIDOS CON TRATAMIENTO PREVIO Cuando los lpidos estn fuertemente emulsionados por fosfolpidos, protenas y otros componentes,

una extraccin directa con solventes no es efectiva para aislarlos. Se procede entonces a eliminar previamente

esas sustancias.

a) Mtodo de Gerber: Se aplica especialmente en leches. La grasa resulta alterada parcialmente y no tiene gran exactitud

(+ 0,05%) pero resulta apropiado para los controles rutinarios que se hacen en las usinas lcteas por ser rpido.

Fundamento: Se destruye la membrana de los glbulos grasos y se solubilizan todos los componentes

del alimento (menos los lpidos) con H2SO4 90% (= 1,82). La concentracin de este reactivo es crtica pues a menor densidad la grasa no se libera en su totalidad, y a mayor densidad se altera demasiado.

La materia orgnica no lipdica se carboniza parcialmente y queda disuelta en la solucin sulfrica,

separndose de la fase grasa por su mayor densidad.

TECNICA Se trabaja con un recipiente especialmente diseado por Gerber, llamado butirmetro. En l se

introducen 11,00 ml. de leche medidos exactamente, alcohol amlico y cido sulfrico y se agita

enrgicamente hasta que no se observen partculas blancas (se eleva la temperatura del sistema). Para que la grasa se mantenga fundida se centrifuga la emulsin caliente, logrndose la separacin de la fase lipdica en 3-5 minutos.

La lectura volumtrica se hace a temperatura normalizada (60), observado la escala graduada del butirmetro, la que expresa el resultado en gramos de grasa / 100 ml de leche. (Para obtener el resultado en gramos/ 100 gramos, se parte de 10,75 ml de leche, existiendo pipetas aforadas especiales para esa finalidad. (IRAM 9011).

- Finalidad del agregado de alcohol amlico: Como todo alcohol, ayuda a romper la emulsin.

Adems, por su densidad se ubica en la interfase lpidos/solucin sulfrica (forma un ster sulfrico) mejorando la visin de la lectura volumtrica y protegiendo a las grasa de una carbonizacin ms intensa.

Los lpidos separados por el mtodo de Gerber estn parcialmente alterados por el SO4H2 e incluyen

productos de degradacin de azcares y derivados del amlico. No pueden usarse para estudios posteriores.

Dispositivos parecidos al butirmetro de Gerber se emplean en la determinacin de grasa en derivados lcteos (butirmetro de Van Gulick) y en productos crneos.

b)Mtodo de Rosse-Gottlieb Se utiliza como mtodo de referencia (exactitud + 0,01%). La grasa se cuantifica

gravimtricamente y no sufre alteraciones, por lo que puede someterse a estudios posteriores. FUNDAMENTO: Emplea una serio de reactivos y solventes con la finalidad de separar los componentes

lipdicos en una fase etrea. Se agregas en el siguiente orden y agitando luego de cada adicin:

1) Hidrxido de amonio: Disuelve protenas y aumenta la solubilidad de los fosfolpidos. Si hay cidos grasos libres quedan salificados.

2) Etanol: Deshidrata y ayuda a romper la emulsin. 3) Eter de etlico: Disuelve todos los lpidos presentes, pero tambin parte de agua, componentes

hidrosolubles (lactosa, sales, etc.) y etanol. 4) Eter de petrleo: Se mezcla con el ter etlico y expulsa la fase hidroalcohlica miscible en el ter

etlico. No puede usarse solamente ter de petrleo porque no disuelve los lpidos polares.

Se deja reposar 30 minutos - 2 horas para que haya una buena separacin de las fases; se decanta la etrea, evapora, seca y pesa.

La tcnica se lleva a cabo en recipientes apropiados: tubo de Mojonnier, probeta con tapa o ampolla de decantacin (si el alimento es lquido).

Se aplica en leches fluidas, en polvo, condensadas, en dulce de leche, helados y cremas. Puede usarse

rojo congo para teir la capa acuosa y observar mejor la lnea de separacin entre las dos fases.


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METODOS FISICOS Para la determinacin rpida de lpidos, en ciertos alimentos se emplean anlisis fsicos tales como:

-Resonancia magntica nuclear (aplicable en granos oleaginosos, sin necesidad de molienda previa) -Turbidimetra (el Milko Tester cuantifica porcentajes de grasa en leches luego de anular la

interferencia causada por la suspensin proteica).

Extractor Soxhlet. Tubo Mojonnier


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DETERMINACION DE SUSTANCIAS NITROGENADAS El nitrgeno puede encontrarse en los alimentos como:

a) Protenas, pptidos y aminocidos. b) Compuestos bsicos voltiles: amonaco, sales de amonio, aminas. c) Compuestos bsicos fijos (especialmente en carnes): urea, creatina, creatinina, purinas,

hipoxantina, etc.

d) Nitrgeno inorgnico: nitratos y nitritos. Las determinaciones analticas de estos diversos tipos de sustancias nitrogenadas permiten estudiar el

valor nutritivo del alimento, medir grados de actividad proteoltica, controlar la genuinidad del producto,

obtener un ndice rpido de contaminacin microbiana, cumplir con normas toxicolgicas en cuanto a

contenidos de nitritos y nitratos, deducir el grado de impurificacin de aguas con materia orgnica.

DETERMINACION DE NITROGENO TOTAL

En los anlisis de rutina se suele determinar el conjunto de sustancias nitrogenadas, expresando los resultados en porcentaje de nitrgeno total o como porcentaje de protenas puesto que es el componente nitrogenado que suele predominar en los alimentos.

METODO DE DUMAS

Incluye todas las formas de nitrgeno orgnico e inorgnico. Se basa en la pirlisis del producto a

700-800C, con xido cprico como catalizador. Los xidos de nitrgeno que se forman son reducidos a N2 sobre una espiral de cobre, cuantificndolo por cromatografa gaseosa.

Existen analizadores automticos que utilizan este mtodo y determinan porcentajes de C, S, H, O, N, S, y P en pocos minutos, pero solamente son apropiados para alimentos homogneos.

METODO DE KJELDAHL

Es uno de los ms empleados en Qumica Analtica. Se basa en la oxidacin de la materia orgnica con cido sulfrico concentrado, quedando el nitrgeno retenido en forma amoniacal. No dosa nitratos y

nitritos pues en las condiciones del ensayo se volatilizan como cidos ntrico y nitroso. Tampoco incluye hidracinas y azocompuestos (se descomponen y liberan N2) pero esto ltimo no es importante en alimentos.

La muestra a analizar, conteniendo 30-40mg de nitrgeno, se coloca en un baln de cuello alargado

(diseado as para evitar prdidas por proyeccin) junto con las siguientes sustancias: - cido sulfrico concentrado en cantidad suficiente para oxidar toda la materia orgnica y fijar el amonaco como sulfato cido de amonio. Para acortar el tiempo y completar la oxidacin (sobre todo si el alimento tiene mucha fibra o protenas ricas en histidina y triptofano), se incluye un catalizador (modificacin de Wilfarth) y elevador de temperatura (modificacin de Gunning). - Catalizador: sulfato de cobre, con dixido de titanio.

- Elevador de temperatura: Con la finalidad de facilitar las reacciones, se agrega sulfato de sodio o potasio en

cantidad apropiada. Al calentar la mezcla, la temperatura del sistema puede llegar a los 390C, completndose la oxidacin en aproximadamente 3 horas. (La temperatura crtica de la descomposicin del amonaco es 418C). ETAPA DE DIGESTION: Durante la digestin sulfrica hay cabonizacin y desprendimiento violento de

vapores (CO2, H2O, SO2) que provocan proyecciones de la muestra y formacin de espuma. La materia orgnica se oxida a expensas de la reduccin del sulfrico. Al final, la ebullicin se aplaca y la solucin se torna lmpida (en el caso de haber empleado CuSO4 como catalizador, tendr tono celeste).

El calentamiento se prolonga un tiempo para asegurar el ataque completo de los componentes ms

resistentes y se da por terminada la digestin.

ETAPA DE DESTILACION: Una vez que la solucin se enfra (pueden precipitar cristales de KHSO4) se agrega agua cuidadosamente y, ya en el equipo de destilacin, se alcaliniza con NaOH concentrado, para

liberar el NH3 retenido como (NH4)2SO4 o (NH4HSO4):

(NH4)2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 NH4OH


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Se destila un volumen de agua fijado por las normas que asegura el total arrastre del amonaco. Este compuesto es recogido en y un exceso medido de cido valorado (por ej. SO4H2 0,1 N), titulndose el sobrante con NaOH 0,1 N, frente a indicador que vira en zona cida (rojo de metilo o su mezcla con verde de bromocresol que permite ver un punto final ms definido a pH 5,1).

Tambin se pede recoger el destilado sobre solucin saturada de cido brico (en suficiente exceso como para fijar todo el amonaco):

H3BO3 + NH4OH H2O + NH4H2BO3 (sal neutra)

El borato de amonio se titula con HCl 0,1 N frente a indicador de pH 5

NH4 H2BO3 + HCl NH4Cl + H3BO3

El empleo de cido brico reduce la volatilidad del amonaco de la solucin y disminuye los errores

de lecturas volumtricas pues se usa una sola medicin con bureta.

EXPRESION DE LOS RESULTADOS

La masa de nitrgeno presente en la muestra se calcula a partir del nmero equivalentes de HCl

valorado que han reaccionado con el amonaco destilado:

N eq. HCl = N eq. N = masa de N/14

El resultado se expresa en gramos de N total por 100 gramos de muestra.

Como generalmente interesa conocer el porcentaje de protenas en el alimento (pues es el componente nitrogenado predominante) es necesario aplicar un factor de conversin.

Para calcular ese factor debe conocerse la cantidad de nitrgeno que est presente en 100 gr. de

protenas del alimento.

Por ej.: la protena principal de la leche es la casena. Aislada y analizada, mostr poseer 15,67 % de nitrgeno.

Si en un derivado lcteo se cuantifican A gramos de nitrgeno total, el porcentaje proteico se calcula as:

15.67 g. Nitrgeno ______estn en _____100 gr protenas A g. ______ ______ A x 100 = A x 6.38 gr de protenas

15.67

6.38 es el factor de conversin de N total a N de protenas en alimentos lcteos. Cada tipo de alimento tiene su propio factor de conversin segn las protenas, que contenga, por ej:

carne (N X 6,25); harina (N X 5,70); gelatina (N X 5,55); huevos (N x 6,68). Para los alimentos en los que an no se han aislado y analizado sus protenas, se aplica el factor

general de conversin N x 6,25.

PROTEINA BRUTA Como al dosar nitrgeno total por el mtodo de Kjeldahl se incluyen sustancias que no son proteicas

(nitrgeno de bases voltiles y de bases fijas, por ejemplo), cuando se hace la conversin a porcentaje de protenas tal como se explic arriba, se cometen errores por exceso. Si adems no se emplea el verdadero

factor de conversin que corresponde al alimento analizado,, se est informando un valor aproximado de protena, por eso el resultado se expresa como protena bruta.


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CONSIDERACIONES GENERALES -El mtodo de Kjeldahl es empleado como mtodo de referencia dentro del anlisis de sustancias nitrogenadas totales.

-Para muestras homogneas pude aplicarse el microanlisis con balones pequeos y soluciones 0,01N de

cido y base, acortndose el tiempo de realizacin. -Actualmente existen equipos automticos que aceleran considerablemente la etapa de destilacin y permiten

el anlisis simultneo de muchas muestras.(La tcnica clsica requiere aproximadamente cuatro horas en total). -Si se desea incluir la valoracin de nitritos y nitratos, es necesario agregar, junto con el sulfrico concentrado, un componente aromtico fcilmente nitrable (fenol, cido saliclico) de manera de fijarlos. Se calienta un tiempo suavemente y luego se adiciona Zn/HCl para reducir los grupos NO2 y NO3 a

aminoderivados, que son sustancias dosadas por el mtodos de Kjeldahl. -Los vapores de SO2 son muy txicos; se trabaja bajo campana o con trampas aspirantes no metlicas. -Debe realizarse un blanco para descontar el nitrgeno que pueden aportar las drogas empleadas.

METODOS ESPECTROFOTOMETRICOS Determinan el contenido aproximado de protenas en forma muy rpida, siendo necesaria una previa

correlacin con el mtodo de referencia para cada producto. Son apropiados para alimentos homogneos;

estn estrictamente normalizados u requieren poca cantidad de muestra.

I) METODO DE UDY Dosa protenas y aminocidos libres. Se basa en la reaccin de los grupos NH3+ con colorantes cidos

sulfnicos (naranja G o negro amido) a pH=2 y en la precipitacin de esos compuestos. Se lee la absorcin del colorante a 470 nm antes de agregar la muestra y luego de ocurrida la

reaccin (previa separacin del precipitado). La disminucin de la absorcin en la solucin coloreada sobrenadante, es proporcional a la cantidad de protelisis o combinacin de los grupos aminos con azcares

reductores, los resultados sern errneos.

II)METODO DE BIURET Se basa en la reaccin de los enlaces peptdicos con CuSO4 en medio bsico leyndose la absorcin del complejo violceo que se forma.


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DETERMINACION DE AMINOACIDOS TOTALES Se realiza sobre extractos acuosos desproteinizados con Cl3COOH.

El resultado se informa en miligramos de nitrgeno en aminocidos por 100 gramos de alimento.

I) METODO DEL FORMOL O DE SORENSEN Se basa en el bloqueo de los grupos amino y en la titulacin del cido dbil resultante con NaOH

(fenolftalena como indicador).

Tanto la muestra como el formol deben estar neutralizados. Si hay amonaco o aminas presentes se volatilizan previamente en medio bsico.

II) METODO DE NINHIDRINA

1) Tcnica volumtrica a pH 2,5. Es muy especfica.

El CO2 se valora recogiendo sobre hidrxido de bario. Los cetocidos interfieren, por eso se los

descompone antes en caliente.

2) Tcnica colorimtrica a pH 7

Esta reaccin es usada en los analizadores automticos para estudiar la composicin en aminocidos de una protena. Se la inyecta previamente hidrolizada y una columna de intercambio inico fracciona los

diferentes aminocidos. A medida que eluyen fluyen reaccionan con la ninhidrina y pasan al

espectrofotmetro. El grfico obtenido se llama amono-grama.

El tono y la intensidad del color violceo varan para cada aminocido, que dificulta el anlisis. Otros fraccionamientos y dopajes pueden lograse cromatografiando sobre papel o placa delgada. En

caso de usar la CGL es necesario esterificar los grupos carboxilos y acilar los aminos para obtener derivados

voltiles estables.

Tambin existen mtodos biolgicos, largos y poco precisos, para los diferentes aminocidos, basado en el crecimiento de microbios que los utilizan especficamente.

FINALIDADES DEL ANALISIS DE AMINOACIDOS - Estudiar el valor nutritivo de un alimento.

- Calcular el grado de hidrlisis de una protena.

- Hacer controles de genuinidad (por Ej: en jugos de fruta se exige un valor mnimo de prolina). - Obtener un ndice rpido de actividad microbiana (por ej: las carnes rojas aptas para el consumo

contienen menos de 200 mg. De N de aminocidos; las de pescado menos de 100).

DETERMINACION DE NITROGENO BASICO VOLATIL (N.b.v.) Sirve como ndice de estado higinico de alimentos que contienen protenas puesto que por accin

microbiana los aminocidos producen NH3 y diversas aminas voltiles .

Se analizan por arrastre con vapor de agua en media bsico suave para evitar la hidrlisis de

protenas y la formacin de CO2 y bases voltiles a partir de los aminocidos; se usan OMg, Ca(OH)2 o buffer adecuado para pH 7,2-7,4.

cidos voltiles o aminocidos libres no interfieren porque quedan retenidos en el medio alcalino. Se recoge un determinado volumen del destilado sobres exceso medido de cido valorado o solucin

saturada de cido brico. La titulacin se realiza con indicador de pH 5 para no hidrolizar las sales de amonio formadas, expresndose el resultado final en mg de N bsico voltil por 100g. de alimento.

La determinacin es rpida y sencilla, pero para confirmar la ausencia de grmenes

patgenos se necesita un anlisis microbiolgico.

El C.A.A. fija un mximo de 30 mg Nbv en carnes aptas para el consumo, basado en la correlacin existente con las caractersticas sensoriales percibidas en carnes de pescado (ms ricas en Nbv).


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Carne cruda Aceptabilidad N b.v. Vacuna Fresca 13

Aceptable


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HIDRATOS DE CARBONO Los hidratos de carbono son los constituyentes ms abundantes y ampliamente distribuidos de los

alimentos.

En plantas y animales hay monosacridos desde triosas hasta heptulosas, paro la gran mayora estn

en cantidades del orden de trazas. Algunos de stos son importantes en el metabolismo, pero rara vez lo son en el anlisis de alimentos. Los de importancia en nutricin, composicin y anlisis de alimentos son pocos.

D-glucosa (dextrosa) Hexosas D-fructosa (levulosa) Monosacridos D-manosa D-galactosa

Pentosas L-arabinosa

Los ms abundantes son glucosa y fructosa que se encuentras especialmente en frutas y miel aunque

tambin estn ampliamente distribuidos en plantas y animales, libres y combinados. De menor importancia son los restantes: Los tres son componentes de polisacridos y galactosa tambin forma parte de lactosa.

Galactosa y manosa difcilmente se encuentren libres.

sacarosa

Disacridos lactosa

maltosa

Oligosacridos celobiosa

Trisacridos rafinosa

Entre los oligosacridos se destaca la sacarosa por su amplia distribucin y abundancia. Se la

encuentra principalmente en frutos, miel, caa de azcar, remolacha azucarera. Lactosa slo est en la leche

de casi todos los mamferos. Maltosa y celobiosa son productos de degradacin enzimtica de los oligosacridos almidn y celulosa, respectivamente. Rafinosa se halla especialmente en races y tubrculos.

Los polisacridos de importancia en alimentos pueden dividirse en dos amplios grupos:

Celulosa Almidn

Estructurales Nutrientes

Hemicelulosas Glucgeno

Los estructurales forman parte de las estructuras rgidas de las plantas.

Las hemicelulosass son heteropolisacridos de naturaleza y composicin diversas que pueden estar

formados por 2 a 4 azcares diferentes.

Almidn y glucgeno forman parte de la reserva metablica de vegetales y animales, respectivamente.

MTODOS DE ANALISIS DE HIDRATOS DE CARBONOS MTODOS FISICOQUMICOS

a) Refractometra b) Densimetra c) Polarimetra


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Refractometra

El ndice de refraccin de una solucin de azcar tiene relacin directa con la concentracin (p/v). Dentro de cierto rango la relacin es lineal, pero existen tablas que relacionan ambos valores en un rango ms

amplio.

Los ndices de refraccin de los azcares son bastante similares, de modo que an en una mezcla es posible conocer con bastante exactitud la concentracin de azcares en una solucin.

La refractometra en un mtodo rpido y sencillo que se utiliza en la industria especialmente para

control de elaboracin en la planta. La expresin de resultados es arbitraria: en un azcar o en slidos solubles. El uso principal es comparativo.

Densimetra

Tiene las mismas caractersticas que la refractometra. Industrialmente los resultados se expresan en Brix , escala que indica el % en peso de sacarosa en la solucin a una temperatura prefijada (17,5C).

Polarimetra

Por ser los hidratos de carbono sustancias ptimamente activas, se puede utilizar este mtodo para su dopaje en solucin.

Esquemticamente los elementos fundamentales de un polarmetro son:

D

B A F C E

A (POLARIZADOR): Es un prisma de Nicol que polariza la luz monocromtica proveniente de la fuente luminosa B.

C (ANALIZADOR): Es un prima de Nicol giratorio unido a un disco (D) dividido en grados y fracciones.

Se considera que ambos prismas estn cruzados cuando el observador (E) no ve la luz. La muestra en solucin (tubo F) se coloca entre ambos prismas, Si la sustancia en F tiene actividad

ptica el analizados no estar cruzado con respecto al nuevo plano de polarizacin y el observador ver luz. Par cruzar el analizador frente al nuevo plano se lo gira hasta oscuridad.

El ngulo girado (que se lee en D) es la actividad ptica de la sustancia. Si el giro se realiz hacia la derecha es dextrorrotatoria, en el caso opuesto es levorrotatoria. Hay muchos modelos de polarmetros adecuados a diferentes usos y de variada precisin; ejemplo:

espectropolarmetros en los que la intensidad de la luz se mide por medio de celdas fotoelctricas. Los

sacarmetros son polarmetros especialmente diseados para la medicin de concentracin de sacarosa pura.

Los tubos en que se coloca la muestra deben cumplir ciertos requisitos. Los ms importantes:

- Extremos paralelos entre s y perpendiculares al eje del tubo. - Longitud exacta (la exactitud exigida depende de la precisin del polarmetro). - Obturadores de cierre de vidrio incoloro, sin tensiones, de actividad ptica nula.

Determinacin

Las mediciones polarimtricas son exactas con tal que:

- La solucin est clara e incolora o levemente coloreada. - La concentracin de azcares est en el rango ptimo.

- La solucin no contenga interferentes ptimamente activos.

-


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La magnitud de la rotacin angular producida por una sustancia pticamente activa depende de: 1) La naturaleza de la sustancia pticamente activa. 2) La cantidad de esa sustancia que se encuentre en el camino ptico. Esto depende de:

a) La concentracin de la sustancia en la solucin. b) La longitud del camino ptico.

La rotacin angular producida por una sustancia pticamente activa puede expresarse como:

= k . c . l (1) donde: c: concentracin de la sustancia en la solucin (g/ml) l: longitud del camino ptico (dm) k: es un coeficiente de proporcionalidad denominado poder rotatorio especfico, que se escribe []. Este coeficiente no es constante, vara con muchos factores, entre ellos:

3) Longitud de onda de la luz usada. 4) Temperatura.

Para especificar en qu condiciones se realiza la medicin se escribe:

[]T Habitualmente la medicin se hace a 20C con luz monocromtica correspondiente a la lnea D del

Na. Entonces se expresa:

[]20D

de (1) k= []20D = c l 1 (g/ml). 1 (dm)

Se define el poder rotatorio especfico de una sustancia pticamente activa como la rotacin

producida por 1 g de sustancia disuelta en 1 ml de solucin a 20C en un tubo de 1 dm de longitud a la

longitud e onda de la lnea D del Na. Expresando la concentracin en g/100 ml:

[]20D = = 100 g/100 ml. x 1(dm) g. x 1(dm)

En los polarmetros clsicos se usan frecuentemente tubos de 2 dm de longitud. En este caso, para

independizarse de 1, se usa , que es el poder rotatorio especfico de 1g de sustancia en 100 ml de solucin en un tubo de 2 dm.

[]20D = x 100 = []20D (1 g/100 ml) x 2dm 50 Factores que inciden en el poder rotatorio especfico

1) Concentracin de la sustancia pticamente activa. Las variaciones dependen del azcar. Ejemplo:

% Sacarosa Glucosa Maltosa Fructosa Lactosa Azcar

Invertido

5 66.50 52.60 138.4 -89.4 52.55 -1.98 10 66.50 52.75 138.3 -90.7 -2.00 15 66.55 52.90 138.2 -92.0 -2.02 20 66.55 53.10 138.1 -93.3 -2.03 30 66.50 53.50 137.9 -95.9 - 40 66.35 54.05 - -98.4 - 50 66.10 54.75 - - -

Algunos como fructosa, varan mucho, otros como lactosa se mantienen constantes en un amplio

rango de variacin de la concentracin. Libros especializados proveen tablas y frmulas para conocer el valor correcto de []20D segn la concentracin de trabajo. Los valores tabulados en manuales y libros generales corresponden a una concentracin de aproximadamente 10%. Si hay ms de un azcar presente la

concentracin considerada es la de los azcares totales.


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2) Temperatura. Tambin en este caso el efecto es diferente segn el azcar. Algunos [] sufren modificacin importante al variar la temperatura, ej. fructosa, otros se mantienen prcticamente constantes en rangos tan amplios como 20 a 100C, ej. glucosa. Tambin en este caso hay tablas de [] para los distintos azcares segn la temperatura. Para pequeas diferencias de temperatura puede aplicase la siguiente frmula:

[]TD = []20D + ( T - 20 ) donde es el coeficiente de variacin del ngulo de rotacin por g de sustancia ptimamente activa y por de

temperatura para el azcar correspondiente. Para algunos azcares vara con la concentracin.

3) Solvente. La rotacin especfica vara con el solvente en distinto grado de azcar. De modo que si no se usa una solucin acuosa, como es lo habitual, debe especificarse que solvente se us y utilizarse para el clculo el

[] correspondiente. 4) Sustancias no ptimamente activas. -Sales tales como cloruros, nitratos, sulfatos, fosfatos, acetatos y citratos alcalinos y algunos alcalinotrreos, as como algunos cidos (p. ej. HCl), producen modificaciones en el []20D (generalmente disminucin). El efecto se debe, probablemente, a su alto grado de solvatacin, que se asemejara a un aumento en la concentracin de azcar.

- Los hidrxidos alcalinos y alcalinotrreos y las sales de reaccin alcalina producen disminucin del []20D de la mayora de los azcares por reordenamientos en la molcula y formacin de complejos azcar-lcali 8reacciones qumicas). - Los cidos y sales cidas afectan a los disacridos produciendo hidrlisis en distinto grado.

La magnitud del efecto depende de la naturaleza y concentracin de las sustancias o ptimamente activas. 5) Mutarrotacin. Algunos azcares (ej. glucosa) tienen dos formas estereoismeras de distinta actividad rotatoria. Slo una de ellas se separa por cristalizacin. En solucin el poder rotatorio vara hasta alcanzar el

equilibrio. A fin de obtener resultados reproducibles la medicin debe realizarse despus de alcanzado este

punto. Esto requiere esperar varias horas o aplicar uno de los siguientes mtodos: hervir la solucin unos minutos (desaconsejable por posibles modificaciones en los azcares) o agregar una gota de amonaco o unos cristales de carbonato de sodio. En cualquiera de esta formas se alcanza el equilibrio instantneamente.

Mtodos polarimtricos para anlisis de azcares en presencia de otras sustancias ptimamente activas. Hidrlisis cida o enzimtica, segn convenga (la hidrlisis cido es menos selectiva). Se aplica

cuando el azcar a dosar es un disacrido. Se mide antes y despus de hidrlisis. Ej. Sacarosa en presencia de monosacridos:

Antes de hidrlisis sacarosa + monosacridos L1 = cs . s + Lm

Donde:

L: lectura polarimtrica

c: concentracin (g/100ml) s: sacarosa

m: monosacridos

Despus de hidrlisis azcar invertido + monosacridos L2 = cai . ai + Lm L2 - L1 = cai . ai - cs . s (1)

La relacin entre las concentraciones de un disacrido y su producto de hidrlisis es la relacin de

sus pesos moleculares:

cai = 2 x 180 = 1,053 cai = 1,053 cs cs 342

quedando la ecuacin (1)

L2 - L1 = cs (1,053 ai - s) cs = L2 - L1 . 1,053 ai - s


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Variacin de temperatura. Sirve para dosar un azcar cuyo []TD vara con la temperatura. Segn la ecuacin de variacin del poder rotatorio especfico con la temperatura:

[]TD = []20D + ( T - 20 )

Sacando de tablas

LT = L20 + g ( T - 20 ) g = LT - L20 . ( T - 20 )

Considerando que la L de las otras sustancias ptimamente activas al no variar con la temperatura:

LT - L20 = 0

La fructosa es bastante interesante porque a una temperatura entre 85 y 90 C (segn la concentracin) tiene el mismo []D que la glucosa, pero de signo opuesto. A esa temperatura el []D del azcar invertido es 0. Para trabajos de rutina se toma 87 C como temperatura de anulacin.

Polarizacin despus de fermentacin especfica por levaduras.

Se usan levaduras especficas para fermentar los azcares cuyo dopaje no interesa. Es un mtodo delicado ya que las cepas de levadura deben estar muy puras.

Destruccin de la actividad ptica de azcares reductores.

Por calentamiento con Ba(OH)2 o etilendiamina se destruyen los azcares reductores, dosndose posteriormente los no reductores (ej. sacarosa) por polarimetra.

Resolucin de mezclas de azcares por polarimetra.

El nmero de ecuaciones independientes debe ser igual al nmero de azcares a dosar en la mezcla. Para conseguir estas ecuaciones es necesario producir alguna modificacin en el sistema. Ejemplos:

a) glucosa (x) + sacarosa (y) hidrlisis cida

L1 = x x + y y

L2 = x x + y . 1,053 ai

b) lactosa (x) + sacarosa (y) hidrlisis enzimtica con invertasa

L1 = x x + y y

L2 = x x + y . 1,053 ai

c) maltosa (x) + sacarosa (y) hidrlisis cida y polarizacin despus de inversin a 87C

L1 = x x + y y

L2 = x 1,053 glu

METODOS QUIMICOS POR OXIDACION 1. Con CuSO4 en medio alcalino

2. Con K3Fe(CN)6 en medio alcalino 3. Yodometra de aldosas 4. Cerimetra


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1) Oxidacin con CuSO4 en medio alcalino Probablemente no hoy otro mtodo analtico que se haya usado con tantas modificaciones como ste.

La reaccin bsica fue propuesta por Trommer en 1841. La modificacin que actualmente se usa es la de

Fehling-Soxhlet.

Cuando cualquier monosacrido es sometido a la accin de un medio alcalino ocurren isomerizaciones a travs de l a formacin de 1,2-enodioles.

La composicin final de la mezcla depende del azcar inicial y de la concentracin y naturaleza del

lcali, Si el contacto sigue, hay corrimiento de la doble ligadura formndose los 2,3 y 3,4-enodioles. En presencia de un agente oxidante como el CuSO4, los enedioles, fuertemente reductores, reducen el

Cu++ formndose Cu2O insoluble con ruptura de los enedioles por la doble ligadura. Los posibles productos

de oxidacin son, entonces, muchos:

adems de los cidos glucnicos correspondientes. Los productos de ruptura pueden, a su vez, enolizarse y oxidarse. Se tiene as un sistema complejo de enolizaciones y oxidaciones simultneas. La reaccin no es estequiomtrica.

Los productos de oxidacin de azcares son variables, y por lo tanto, tambin la cantidad de Cu++

que se reduce segn la temperatura de reaccin, el tiempo de contacto y la naturaleza y concentracin del lcali. Para obtener resultados reproducibles en necesario normalizar las condiciones.

Los azcares dosables por este mtodo se denominan reductores: son los que poseen el carbonilo

libre. Lo son todos los monosacridos y algunos oligosacridos, tales como maltosa, lactosa y celobiosa. No

lo son sacarosa y rafinosa.

Como el Cu++ en medio alcalino precipita como CuO, se agrega a los dos reactivos principales un

complejante sque mantenga el Cu++ en solucin. El ms usado es el tartrato de sodio y potasio que forma con Cu++ el ino cupritartrato, el que una vez neutralizado es soluble. Este reactivo (CuSO4 + tartrato de sodio y potasio + NaOH en exceso) es conocido como el de Fehling-Soxhlet. Normalizacin

1) Naturaleza y concentracin de lcali Para monosacridos NaOH e KOH son equivalentes. Para disacridos no.

El ms usado es el NaOH debido a que las caractersticas del precipitado de Cu2O son mejores cuando se usa este lcali.

Suele usarse tambin Na2CO3, NaHCO3 y su mezcla cuando se requiere un medio alcalino ms

suave, por ejemplo para muestras con elevado contenido de sacarosa, azcar no reductor que en medio alcalino fuerte puede sufrir reordenamiento y adquirir poder reductor.

Los resultados obtenidos con los distintos lcalis son diferentes por lo que se importante saber que

medio se us.

La variacin de la ms de Cu2O con la concentracin de NaOH puede representase as: Cu2O

1.6N [NaOH] Por lo que es importante usar la concentracin de lcali prefijada para obtener resultados reproducibles. 2) Temperatura.

La velocidad de reaccin aumenta con la temperatura llegando a un mximo a 80C. Por razones

prcticas se utiliza la temperatura de ebullicin, fcil de reproducir y mantener.

3) Tiempo de reaccin. Comprende el tiempo que se necesita para alcanzar la temperatura de ebullicin y el de reaccin a

esa temperatura. Ambos se fijan previamente. Valoracin

Siendo tantos y tan diversos los productos formados por oxidacin de azcar, lo ms prctico es valorar el Cu2O formado o medir la cantidad de solucin de azcar necesaria para reducir todo el Cu2+.


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Mtodos volumtricos -En Argentina, la Direccin Nacional de Qumica usa una modificacin del Fehling: Fehling-Causse-Bonnans, en que al reactivo clsico se agrega K4Fe(CN)6 para mantener el Cu+ en

solucin. Se titula el reactivo a ebullicin con la solucin de azcar. Para sensibilizar el punto final se

adiciona azul de metileno cerca del mismo. En este mtodo el tiempo de reaccin est determinado por la velocidad de agregado de la solucin al

reactivo. Para fijar esta velocidad se titula previamente el reactivo con solucin patrn del azcar en que se expresarn los resultados, regulndose el goteo de modo de consumir la cantidad prefijada por el mtodo, de solucin de azcar. La valoracin de la muestra se realiza a la misma velocidad (utilizando la misma bureta). El clculo se basa en la comparacin con la solucin patrn. El volumen gastado debe ser cercano al usado

con el patrn para que los resultados sean vlidos.

-El mtodo volumtrico ms importante es el de Laney Eynon. Tambin en este caso se titula el reactivo con la muestra, pero agregando casi todo el volumen a temperatura ambiente. Esto mejora la reproducibilidad de los resultados. El clculo de la concentracin se hace recurriendo a la tabla

correspondiente al mtodo.

Mtodos gravimtricos Se agrupan en este rubro todos los mtodos en que la medicin se realiza sobre el precipitado de

Cu2O, aunque no se utilice gravimetra.

El ms directo y muy utilizado es el Munson y Walter, en que se recoge el precipitado de Cu2O en un criso

introducción a la bromatología

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