Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Zaragoza Campus II

Bromatología Capítulo 7. ANÁLISIS GRAVIMETRICO

 Equipo: 5Integrantes:

Rojas Ambrosio JuanToledo Sánchez Roberto

Valverde García Diego AlbertoValencia Ortega Alan Israel

Análisis Químico de los Alimentos. Método

Clásicos

Análisis Gravimétrico

FUNDAMENTOS GENERALES DEL ANÁLISIS GRAVIMÉTRICO

Llámese análisis gravimétrico al método de análisis cuantitativo basado en la medición precisa y exacta de la masa de la sustancia que se determina (analito), la cual ha sido previamente separada del resto de los componentes de la muestra (matriz) como una fase más o menos pura, que puede ser el componente mismo o un compuesto de composición conocida.

Análisis gravimétrico

Métodos gravimétrico

s por volatilización

o destilación.

Métodos gravimétrico

s por precipitación

Métodos gravimétrico

s por extracción

MÉTODO GRAVIMÉTRICO POR VOLATILIZACIÓN O DESTILACIÓN El fundamento es la separación del

analito del resto de los componentes de la muestra mediante un procedimiento que involucra la volatilización, evaporación o destilación de determinadas sustancias con la ayuda del calor. Finalmente se pesa con precisión el residuo no volatilizado.

1. Método volatilizado directo.2. Método volatizado indirecto.

Métodos gravimétricos por volatilización más importantes son la determinación de humedad y la determinación de cenizas

Método gravimétrico

por volatilización o

destilación

Determinación de humedad

Determinación de humedad por

métodos indirectos

Determinación de humedad

por destilación directa

Determinación de humedad por

métodos instrumentales

Determinación de cenizas

Determinación de humedad

La determinación de humedad es una de las técnicas más importantes y de mayor uso en el procesamiento, control y conservación de los alimentos, puesto que la mayoría de los productos alimenticios poseen un contenido mayoritario de agua.

La humedad en un alimento es un índice de estabilidad del producto, puesto que existe una relación, aunque imperfecta, entre el contenido de agua en los alimentos.

puesto que la mayoría de los productos alimenticios poseen un contenido mayoritario de agua,

88%

80 y 90%

60 a 75 %

67%

Determinación de humedad por métodos indirectos

El más barato, rápido y ampliamente utilizado es el método indirecto por volatilización, el cual se basa en la separación del agua del alimento por secado en estufa a temperaturas superiores a 100°C.

Las características del producto a analizar determinan también diferentes metodologías para la preparación de la muestra

En el caso de productos líquidos como vinos, jugos los mismos deben ser sometidos a un previo presecado en baño de agua antes de ser introducidos en la estufa

Los productos ricos en grasas, se mezclan con materiales adsorbentes como arena, o piedra pómez para evitar proyecciones de la muestra durante el secado.

Los métodos indirectos de determinación de humedad, no obstante ser los más empleados, presentan desventajas en el proceso de secado

Volatilización de constituyentes como alcoholes y aceites esenciales dentro del contenido de humedad.

Descomposición u oxidación de algunos constituyentes a la temperatura (100°C) lo cual pudiera ocasionar la formación de compuestos volátiles.

Determinación de humedad por destilación directa.

El método consiste en colocar la muestra de alimento en un balón de destilación al cual se añade un solvente orgánico inmiscible en agua y de mayor punto de ebullición; se conecta a un tubo colector acoplado a un condensador de reflujo y se comienza la destilación Al concluir la destilación se mide el volumen de agua recogido y con ayuda de la densidad y la porción exactamente medida de la muestra, se calcula el % de humedad.

Los métodos por destilación directa se emplean en la determinación de humedad en aceite y grasas comestibles y en algunas conservas de frutas y vegetales.

Determinación de humedad por métodos instrumentales.

La determinación de humedad es una de

las técnicas más importantes y de mayor

uso en el procesamiento, control y

conservación de los alimentos, puesto que

la mayoría de los productos alimenticios

poseen un contenido mayoritario de agua.

Chataway. Este método se basa en la relación existente, bajo determinadas condiciones, entre el índice de refracción y el contenido de humedad en un producto. A la muestra objeto de estudio se le determina el índice de refracción y se localiza el porciento de humedad correspondiente en una tabla que correlaciona ambos parámetros. La determinación del contenido de humedad en miel de abejas se realiza por este procedimiento.

Existen algunos equipos especialmente construidos para el análisis de la humedad en algunos tipos de alimentos. Tal es el caso del medidor GMK-303

el cual se usa para medir el contenido de humedad en granos como arroz, soja, cebada, trigo y cereales.

Por medio del método de resistencia electrónica y con microprocesador incorporado. Otro ejemplo es el medidor de humedad modelo GMK-310, el cual está diseñado para la medición de humedad en pimientos.

Determinación de cenizas

Las cenizas se definen como el residuo inorgánico que se obtiene al incinerar la materia orgánica en un producto cualquiera. Cuando los alimentos son tratados térmicamente a temperaturas entre 500 y 600°C, el agua y otros constituyentes volátiles son expulsados como vapores.Los minerales constituyentes (cenizas) permanecen en el residuo en forma de óxidos, sulfatos, fosfatos, silicatos y cloruros, en dependencia de las condiciones de incineración y la composición del producto analizado.

El procedimiento para realizar la determinación de cenizas consiste en incinerar una porción exactamente pesada del alimento en un crisol de porcelana o platino (resistente a altas temperaturas) utilizando una mufla a temperaturas entre 500 y 600°C durante 24 horas aproximadamente. El análisis se da por terminado cuando el residuo esté libre de partículas carbonosas (de color negro) y las cenizas presenten un color blanco o gris uniforme, ocasionalmente pueden ser rojizas o verdosas. Entonces, el crisol con las cenizas se enfría en desecadora y se pesa en balanza analítica hasta

peso constante.

Un esquema de este proceso se muestra a continuación.

1

•Al homogenizar en morteros de porcelana cuidar que el producto no se contamine.

2

•Alimentos con altos contenidos de humedad como la leche, los jugos y vinos, deben ser sometidos, a una porción de ensayo, a un previo presecado en estufa

3

•Alimentos con altos contenidos de azúcares y/o grasas deben ser flameados previamente bajo la llama de un mechero hasta que el material comience a carbonarse. Esta operación evita que durante la posterior incineración en la mufla, parte de la muestra se proyecte fuera del crisol.

4

•Para productos de incineración dificultosa, como por ejemplo los productos cárnicos, pueden añadirse sustancias que aceleren y faciliten el proceso de incineración, tales como HNO3, mezcla glicerina-etanol. En este caso es necesario realizar un ensayo en blanco, incinerando bajo idénticas condiciones la misma cantidad de la sustancia empleada para facilitar la incineración.

5

•Todas las manipulaciones de las cenizas finalmente obtenidas deben realizarse lo más rápidamente posible, para evitar que las mismas absorban humedad ambiental.

MÉTODO GRAVIMÉTRICO POR EXTRACCIÓN

Determinación de grasas

Extracción con solventes orgánicos

Determinación de fibra dietética

Butirométricos

Método de extracción intermitente Soxhlet

Método de Extracción de Rose-Gottlieb

Fibra cruda

Métodos con detergente

Métodos enzimáticos

ButirométricosSe fundamento es la liberación de la

grasa presente en la muestra por adición de H2SO4 que hidroliza las sustancias proteicas.

La fracción lipídica se separa por centrifugación y se mide directamente la altura de la columna de grasa separada en la escala graduada de un instrumento.

Método de Extracción de Rose-Gottlieb

Este método se basa en la extracción de la grasa a partir de una solución alcohólico amoniacal con éter etílico y éter de petróleo, seguido de una evaporación del solvente y posterior pesada del residuo lipídico.

El método de extracción de Rose-Gottlieb se emplea para muestras líquidas y encuentra su mayor aplicación en la determinación de grasas en leches naturales, pasteurizadas, esterilizadas, evaporadas, condensadas, concentradas y leche en polvo.

De acuerdo a este método, la separación de la grasa es lograda por amoniaco y etanol con un posterior efecto de deshidratación sobre los fosfolípidos. La grasa es disuelta en éter recién destilado y se añade algo de petróleo de tal suerte que se separen algunos compuestos no lipídicos que se puedan encontrar en la fase etérea.

Esta mezcla es completamente inmiscible en agua de manera que mediante una extracción adecuada es simple dejar la grasa en la fase etérea y el residuo graso es pesado.

Método de extracción intermitente de Soxhlet

Es una extracción semicontinua con un disolvente orgánico. En este método el disolvente se calienta, se volatiliza y condensa goteando sobre la muestra la cual queda sumergida en el disolvente. Posteriormente éste es sifoneado al matraz de calentamiento para empezar de nuevo el proceso. El contenido de grasa se cuantifica por diferencia de peso.

El método Soxhlet se emplea para determinación de grasa en productos sólidos, tales como cárnicos, cereales, frutas y vegetales y otros de naturaleza similar.

Aparato de Soxehlet

Determinación de Fibra Dietética

Es el total de polisacáridos de las plantas junto con la lignina, que son resistentes a la digestión por las enzimas del tracto gastrointestinal

humano.

CelulosaHemicelulosaPectinasCarragenatosAlginatosLigninaGomas

Fibra crudaLlamado método de Weende fue

desarrollado en el año 1850 para la determinación del material indigerible en alimentos y forrajes.

El método implica la extracción secuencial de los componentes que no forman parte de la fibra (proteínas y carbohidratos asimilables, con ácido diluido (H2SO4 1,25%) y álcali diluido (NaOH 1,25%) y posterior aislamiento del residuo insoluble (fibra cruda) mediante filtración, posteriormente se incinera y se pesan las cenizas.

Métodos detergentesEste procedimiento de ácido fue sugerido por

Walker y Hepburn, 1955, en el cual la etapa de extracción alcalina es eliminada. Sin embargo, esta modificación dio un residuo de proteínas insolubles, el cual fue solucionado por Van Soest (1963) mediante la inclusión de un detergente (bromuro de cetil trimetil amonio, CIAB) en H2SO4. Este método es referido como el método de fibra detergente ácida (FDA) es ideal para determinar celulosa y lignina, pero han sido reportados residuos de pectina y hemicelulosas.

La muestra se trata con FDA se filtra y seca, se pesa el residuo seco, después se incinera y se pesan las cenizas.

Para determinar lignina y celulosa el producto seco se trata con H2SO4 al 72% se incinera y se pesan las cenizas.

Métodos enzimáticos Se añaden enzimas especificas que hidrolizan los

carbohidratos asimilables (las proteínas no forman parte de la fibra).

La metodología general que se sigue en estos métodos consiste en tratar la muestra (seca y desgrasada) con enzimas amilolíticas (hidrolizan y solubilizan el almidón) y enzimas proteolíticas (hidrolizan y solubilizan las proteínas) en condiciones de pH y temperatura optimas que favorecen la acción enzimática.

Mediante una posterior etapa de filtración se separa el residuo que contiene la fibra dietética, se seca, se pesa y finalmente se incinera y se vuelve a pesar, calculándose la cantidad de fibra por diferencia de pesada.

MÉTODO GRAVIMÉTRICO POR

PRECIPITACIÓN ( Método Químico

Cuantitativo)

1. Medida de la muestra.

Se expresan siempre como una forma de concentración, refiriendo la masa de analito cuantificado a una masa o volumen de muestra inicialmente medida

Medición precisa y exacta de la porción de la muestra tomada para el análisis.

2. Preparación de la muestra.

A. Disolución. La muestra pesada exactamente debe ser disuelta en un solvente adecuado. Si la matriz sólida es insoluble se hace uso de procedimientos adicionales de extracción sólido-líquido y procedimientos de clarificación.

B. Eliminación de interferencias.por evaporación, filtración volatilización a altas temperaturas (sales de amonio o ácido sulfúrico concentrado).

3. Precipitación.

Depende de la acertada elección del reactivo precipitante, de la cantidad y de las condiciones en que se ha efectuado la precipitación.

El agente precipitante debe cumplir:

• Fácil eliminación de su exceso.• Selectividad.

La forma precipitada debe cumplir:

debe poseer una solubilidad suficientemente escasa. Los compuestos con

Kps>10-8, por regla general, no se emplean como forma precipitada.

La estructura del precipitado debe permitir la filtración y el lavado de forma rápida

Es necesario que la forma precipitada se convierta fácil y completamente en forma pesada.

4. Filtración y lavado.

Se usa el papel de filtro cuantitativo, el cual posee como característica tener sus cenizas taradas o ser un papel sin cenizas o crisoles de vidrio con placas porosas

Para lavar un precipitado se deben tener en cuenta los siguientes factores:

a. Los posibles contaminantes deben ser solubles en la solución que se toma para realizar el lavado y el precipitado debe ser insoluble en ella.

b. La solución de lavado debe volatilizarse completamente en las condiciones del procedimiento a seguir.

c. El líquido de lavado debe usarse caliente ya que los líquidos calientes filtran más rápido y la mayoría de las impurezas son más solubles a altas temperaturas

5. Secado y/o incineración.

• Tiene como fin de convertir el precipitado en una forma apropiada para ser pesado (forma pesada).

• Eliminar agua y en otros casos se hace necesario incinerar a altas temperaturas para descomponer parcialmente el precipitado.

Requisitos que debe cumplir la forma pesada:

• Correspondencia exacta de su composición a su fórmula química

• Estabilidad química de la forma pesada.

• El contenido del elemento que se determina en la forma pesada, tiene que ser lo menor posible

6. Pesada.

Se lleva a cabo después que el

precipitado incinerado y el crisol

hayan alcanzado la temperatura

ambiente. El tratamiento finalizará

cuando el precipitado haya sido

llevado a peso constante.

ALGUNOS CÁLCULOS GENERALES DE INTERÉS

El resultado final del análisis cuantitativo se calcula a partir de los resultados obtenidos experimentalmente (datos de las pesadas realizadas, mediciones de volúmenes obtenidos al efectuar el análisis, señal que se obtiene de un equipo instrumental, etc).

Siempre es conveniente expresarlo en forma de concentración, es decir, referir la cantidad de analito cuantificado en función de la cantidad de muestra (matriz) tomada para el análisis.

Ahora bien, en ocasiones los resultados obtenidos experimentalmente necesitan ser convertidos para poder compararlos con valores de referencia, aun cuando ambos estén expresados en la misma forma de concentración.

¿Cómo realizar esta conversión?

EJEMPLO

En la determinación del porcentaje de proteínas en una muestra de perros calientes, se pesaron 0.1932 g de producto previamente secado y se aplicó el método Kjeldahl obteniéndose una masa final de proteínas de 0.0627 g.

Conociendo que el porcentaje de humedad de este embutido es de 67.2% y que la norma de especificación de calidad establece para el contenido de proteínas un 12% mínimo (base húmeda), diga si el producto analizado cumple con la norma de especificación para este nutrimento.

El porcentaje de proteínas en base húmeda puede calcularse a través de:

Entonces, la masa de muestra húmeda puede calcularse según:

0.1932 g de producto secorepresenta el 32.8% del total

m (muestra húmeda) representa el 100% del total

Sustituyendo esta masa de muestra húmeda en la expresión para el cálculo del porcentaje de proteínas en base húmeda quedaría:

El resultado obtenido (10.64%) es

inferior al valor mínimo estipulado

por la norma de especificación

(12%), por lo que puede concluirse

que el producto analizado no

cumple con los requerimientos

normados para el contenido de

proteínas.

¡¡GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!