COMPOSICIÓN PROXIMAL MÉTODOS GENERALES Prof. Gilda Revelant.

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1 COMPOSICIÓN PROXIMAL MÉTODOS GENERALES Prof. Gilda Revelant

2 ESQUEMA DE WENDER Alimento ( Mat. Tal cual) Materia seca Humedad Materia OrgánicaCenizas ProteínasLípidosFibrasExt.. No Nitrogenados

3 MUESTRA PREPARACIÓN ALIMENTOS SECOS MUESTRA DE LABORATORIO MOLINILLO MORTERO TAMIZ CUARTEO MUESTRA DE ENSAYO ALIMENTOS DUROS RALLAR (Ej.: Chocolate) ALIMENTOS HÚMEDOS PICADORA MECÁNICA (Ej.: carne, pescado, vegetales)MORTERO REPETIR EL PROCESO RECIPIENTE CERRRADO REFRIGERAR

4 ALIMENTOS EMBEBIDOS EN LÍQUIDOS (Ej: conserva de frutas y hortalizas, salsas, embutidos)PROCESADO A ALTA VELOCIDAD ACEITES Y GRASAS ACEITES TURBIOS FILTRADO EN CALIENTE (ver temp.) GRASAS FUNDIR FILTRAR EN CALIENTE EMULSIONES GRASAS CALENTAR A 35 ºC (Ej.: manteca, margarinas)HOMOGENEIZAR POR AGITACIÓN

5 DETERMINACIÓN DE HUMEDAD Utilidad de la determinación: Conocer la composición del alimento y su relación con el peso seco Permite conocer las posibilidades de deterioro junto con al Aw Es útil en el caso de materiales que deben someterse a molienda En algunos alimentos existe un límite legal Es un modo sencillo de controlar etapas de elaboración

6 MÉTODOS QUÍMICOSTITRIMÉTRICOS (KARL FISCHER) INDIRECTOS FÍSICOS DESECACIÓN CALOR SOLAMENTE CALOR Y P REDUCIDA DESECANTES Y P REDUCIDA PROPIEDADES DIELÉCTRICAS DIRECTOSDESTILACIÓN (DEAN- STARK)

7 MÉTODOS QUÍMICOS Método de Karl Fischer Aconsejado para determinar cantidades de agua por debajo de 0.1% Ej.: alcoholes, ésteres, grasas, productos deshidratados. Principio: aplica la reacción que se produce entre el agua y el yodo en presencia de SO 2 con la modificación de Karl Fischer (1935) que incorpora piridina y metanol para extraer el agua de la muestra. La reacción no es estequiométrica por lo que debe valorarse frente a una cantidad conocida de agua. El punto final se determina por la coloración propia del exceso de yodo ( o con la presencia de almidón) o bien potenciométricamente. Actualmente los reactivos comerciales no contienen piridina Existen aparatos comerciales basados en este método donde se cuidan especialmente algunos detalles operativos indispensables para la utilización del método, especialmente referido a la humedad atmosférica y el secado de equipo.

8 MÉTODOS INDIRECTOS: DESECACIÓN La pérdida de peso observada representa la humedad de la muestra y el peso obtenido corresponde a los sólidos totales. con sustancia inerte Calor solamente sin sustancia inerte Se utiliza en alimentos con alto contenido acuoso y en aquellos que no se descomponen a altas temperaturas. Nota: en alimentos líquidos es necesario evaporar previamente a Baño María Usualmente se calienta en estufa a 100-105ºC por dos horas. Se enfría y se pesa. Se repite la operación hasta peso constante Calor y presión reducida Se utiliza en alimentos que contiene azúcares especialmente fructosa Ej.: miel, mermeladas, jugos de fruta, frutas secas, vegetales. El alimento se coloca en estufa parcialmente destapado alrededor de 5 hs a 70ºC y a una presión de 25 a 100 mm de Hg, dependiendo de la naturaleza del material. Se repite la operación a intervalos de 1 h hasta peso constante. Desecantes y presión reducida Se usa en alimentos que se descomponen o volatilizan por calentamiento Ej.: especias o productos que contienen aceites volátiles El método es similar al anterior pero se utiliza H 2 SO 4 como desecante y una P no mayor a 10 mm de Hg

9 EXPRESIÓN DE RESULTADOS Extracto seco: En materiales con alto contenido acuoso ( leche, cremas, cremas heladas, bebidas alcohólicas y no alcohólicas, productos vegetales enlatados, se determina por pesada los sólidos totales y se expresa en porcentaje. Humedad: En productos sólidos o semi sólidos, con menor contenido acuoso, se establece que el contenido acuoso corresponde a la pérdida de peso durante la desecación. Debe indicarse la temperatura del ensayo. Causas de error eliminación incompleta del agua descomposición de azúcares por la temperatura inadecuada oxidación de aceites eliminación de otros principios volátiles

10 MÉTODO DIRECTO DESTILACIÓN AZEOTRÓPICAMÉTODO DE DEAN STARK Principio: consiste en realizar una destilación a reflujo con solventes no miscibles con el agua, de mayor punto de ebullición y menor peso específico que ésta ( Ej.: tolueno, heptano, xileno) Normalmente se utiliza el tolueno que destila como un azeótropo con el agua, se condensan en el refrigerante y caen en la trampa de Dean Stark donde se separan en dos capas por la diferencia de peso. El agua se sitúa en la parte inferior del tubo graduado que permite leer el contenido de agua en forma directa, mientras el tolueno pasado el límite de la trampa vuelve al balón de destilación Alimentos en que se utiliza: aquellos con gran contenido en fructosa, en especias y productos que contienen sustancias volátiles Causas de error Adherencia de agua a las paredes del refrigerante o tubo colector Eliminación incompleta del agua del material en estudio

11 TRAMPA DE DEAN STARK

12 CENIZAS - CONTENIDO MINERAL Principio: el método general para la determinación de cenizas totales, involucra la oxidación de toda la materia orgánica presente en una cantidad exactamente pesada de la muestra previamente homogeneizada y la posterior pesada de las cenizas blancas. Para la incineración se usan cápsulas de porcelana, platino o cuarzo que deben tararse después de calentarse en mechero aprox. 1min. Se pesa la muestra y se vuelve al mechero, cuya calentamiento debe ser suave al principio para después ir aumentando la llama de modo de carbonizar la muestra que luego se pasa a la mufla cuya temperatura normalmente debe ser de 500 - 550ºC. Aún a esa temperatura puede haber pérdidas de cloruros y a temperaturas más altas se pueden volatilizar algunos otros elementos como Na, K, S y P o bien producirse fusiones. Errores en la determinación Oxidación incompleta de la materia orgánica (agregado de agua) Descomposición de sales con liberación de CO 2, agua, HCl, etc.. Volatilización de ciertos elementos Pérdidas mecánicas Determinación de blancos en caso de usar sustancias para favorecer la incineración

13 DETERMINACIÓN DE GRASAS MÉTODOS DIRECTOS DE EXTRACCIÓN MÉTODOS DE EXTRACCIÓN CON ATAQUE PREVIO Mét. Gravimétrico por extracción seca Mét. Volumétrico de Gerber Mét. Gravimétrico de Rose- Gotlieb Ext. continuoExt. discontinuo

14 MÉTODOS DIRECTOS DE EXTRACCIÓN Métodos gravimétricos por extracción seca Principio: Consiste en la remoción de la grasa y de las sustancias solubles en ella a partir de un material desecado, mediante el uso de un solvente anhidro. Solventes: éter de petróleo es el mejor agente de extracción directa de la grasa del material seco. El éter dietílico es más eficiente pero también extrae sustancias no grasas. En muchos casos se usan combinados. Extractor discontinuo de Soxhlet El tubo de extracción está equipado con un sifón de modo que en forma intermitente el solvente con la grasa extraída se vuelca al balón inferior. Ventaja: el solvente toma contacto con toda la muestra en un tratamiento más suave ( desventaja del método de extracción continua formación de canales) Alimentos en los que se emplea: cereales y sus derivados, carnes, vegetales, nueces

15 Extractor de Soxhlet

16 Técnica: es usual el uso del material seco obtenido después de la determinación de humedad, el que se transfiere a un cartucho o dedal de papel de filtro con ayuda de un hisopo embebido en solvente de extracción. Colocar el cartucho en el extractor, ajustar al balón inferior ( previamente tarado). Introducir 50-60 ml de solvente y ajustar el refrigerante. Calentar con calentador eléctrico cuidando que el solvente hierva suavemente aproximadamente 4 horas. Por último se separa el balón y se procede a la evaporación del solvente para luego pesar el balón. Expresión de resultados: se expresa como extracto etéreo o grasa cruda porcentual referido a 100 g de sustancia seca. Para expresarlo en base húmeda debe tenerse en cuenta la humedad. Errores de determinación. Extracción de materiales no lipídicos por deshidración insuficiente o solvente no anhidro. Extracción incompleta por uso de solventes, aparatos o tiempos inadecuados Descomposición u oxidación

17 MÉTODOS DE EXTRACCIÓN CON ATAQUE PREVIO Extracción húmeda La presencia de proteínas y elevadas cantidades de glúcidos puede impedir la extracción directa de la grasa presente en algunos alimentos Ej. lácteos Pincipio: los sólidos que rodean el glóbulo de grasa en algunos alimentos son destruidos con agentes ácidos o alcalinos para permitir la coalescencia y medida volumétrica de la grasa o bien la extracción con solventes y luego gravimetría. Método de Gerber Consiste en disolver la fracción proteica por medio de un ácido y dejar libre la grasa que se mide en el tubo graduado del butirómetro luego de la centrifugación. Técnica Se vierte en el butirómetro 10 ml de H 2 SO 4 (D: 1.82) sin mojar las paredes, luego se agregan 11 ml de leche lentamente permitiendo que se formen dos capas. Por último se agregan 1 ml de alcohol amílico. Tapar cuidadosamente y agitar suavemente hasta disolución completa. Llevar a Baño María (60- 70ºC). Centrifugar. Con ayuda del tapón llevar la línea de separación de las fases hasta que coincida con el cero de la escala, leer. Cada división equivale a 1% de grasa.

18 MÉTODOS DE EXTRACCIÓN CON ATAQUE PREVIO Método de Rose - Gotlieb ( método de referencia) En este método la muestra se trata con alcohol etílico para precipitar las proteínas, las que se disuelven en amoníaco antes de la extracción con la mezcla de éteres. El éter de petróleo disminuye la solubilidad de sustancias no grasas, como la lactosa, que son solubles en el éter dietílico cuando se lo utiliza solo. El procedimiento se hace en el frasco de Mojonnier Los volúmenes de extracción se reúnen en un balón o cristalizador para su evaporación y posterior pesada. Alimentos en que se emplea: leche, leche condensada, leche en polvo, helados, dulce de leche, crema

19 DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS MÉTODO DE KJELDHAL (Método de referencia) Consta de tres etapas DIGESTIÓN: conversión del Nitrógeno presente en la muestra ( proteínas y otros compuestos nitrogenados) en ión amonio. DESTILACIÓN: separación por arrastre con vapor del amoníaco y posterior solubilización en una solución ácida de concentración conocida. VALORACIÓN: medición de la cantidad de ácido neutralizado por el amoníaco disuelto, lo que indica la cantidad de Nitrógeno presente en la muestra inicial.

20 DIGESTIÓN: La muestra a analizar se coloca en un balón Kjeldhal y es atacada por Ácido Sulfúrico concentrado al que se agregan sales como Sulfato de Potasio o de Sodio que y una proporción de catalizador. En la actualidad el más usado es el Sulfato de cobre. El agregado de sales provoca que la temperatura de digestión se eleve e incrementa la velocidad de ruptura de los enlaces moleculares, facilitando la conversión completa del N proteico en amonio. Se comienza la calefacción directa hasta alcanzar una temp. aprox de 370ºC

21 DESTILACIÓN: Luego del enfriamiento del tubo donde se hizo la digestión, se añade agua destilada para diluir su contenido y se agrega solución de Hidróxido de Sodio para liberar el ión amonio presente y convirtiéndolo en amoníaco que es destilado por arrastre con vapor de agua que deberá recogerse por burbujeo sobre una solución ácida de concentración conocida. Existen dos posibilidades de medio ácido receptor: solución valorada de HCl o H 2 SO 4 o bien solución de ácido Bórico al 2 o 4 %, que resulta menos riesgoso y no es necesaria más de una sol. Valorada.

22 VALORACIÓN En esta etapa se cuantifica el amoniaco recogido,lo que permite conocer la cantidad de nitrógeno en la muestra inicial y a su vez al conocer la naturaleza de la muestra se multiplica por un factor adecuado y se puede conocer la cantidad de Proteínas que contiene. El factor que se usa en cada caso fueron determinados empíricamente teniendo en cuenta los contenidos de N promedio de acuerdo al origen Así los factores que se usan habitualmente son: Carne bovina ( factor general)6.25 Pescado6.25 Leche y prod. derivados 6.38 Harinas5.70 Huevos6.68

23 FIBRA La “fibra bruta” es el residuo orgánico lavado y seco que queda después de hervir sucesivamente el material desengrasado con ácido sulfúrico e hidróxido de sodio diluídos Aunque la fibra consta en muchos casos principalmente de celulosa, la cantidad obtenida depende del método analítico empleado para su determinación. Técnica para determinar Fibra Dietaria Total (Método enzimático gravimétrico) Técnica de Detergente Ácido Técnica de Detergente Neutro

24 Técnica para determinar Fibra Dietaria Total Método enzimático gravimétrico AOAC 985.29 Fundamentos: Las muestras, por duplicado, previamente desecadas deben desgrasarse si el contenido de lípidos es igual o mayor a 10%. Se gelatinizan con Termamyl (alfa amilasa termoestable) y luego se digieren enzimaticamente con proteasa y amiloglucosidasa para eliminar proteínas y almidón. Cuatro volúmenes de etanol se adicionan para precipitar la fibra dietaria soluble. El residuo total se filtra, se lava con etanol 78%, etanol 95% y acetona. Después de secado se pesa el residuo. Un duplicado se emplea para determinar de proteínas y otro se incinera a 525º C y se emplea para cuantificar cenizas. Fibra dietaria total: peso del residuo – peso (proteína + cenizas)

25 Técnica para Fibra Detergente Acido A.O.A.C. 973.18 Solución de detergente ácido: agregar 20g de bromuro de cetiltrimetilamonio a 1 litro de sulfúrico 1N. Agitar para acelerar la disolución. Se calienta a ebullición la muestra con la solución de detergente, luego del tratamiento se filtra por crisol filtrante previamente tarado. En el crisol se lava con agua caliente (90-100º C) hasta unos 2/3 del crisol. Secar con vacío y volver a lavar. Lavar de modo similar con acetona. Secar toda la noche a 100º C y pesar. Calcular: % de FDA = 100 (p2 - p1)/ s Determinación de lignina Al crisol conteniendo la FDA se lo coloca en un vaso de ppdo de 50ml o en un recipiente playo. Cubrir el contenido del crisol con H2SO4 72%. Evitar que la temperatura supere los 20 - 23º C. Dejar actuar tres horas y luego filtrar y lavar con agua caliente hasta eliminar el ácido. Secar. Sobre el residuo determinar proteínas y cenizas que se restar del residuo para determinar el contenido de Lignina

26 AZÚCARES En general se determinan por :Métodos Físicos Indirectos Refractometría Polarimetría Aerometría Métodos Químicos Volumetría Gravimetría Diferencia conociendo los otros componentes

27 Bibliografía AOAC Métodos de Análisis de Alimentos. Lee Técnicas de Laboratorio de Análisis de Alimentos. Pearson