Métodos generales de análisis de alimentos

Métodos generales de

análisis de alimentos

Bioq. Ruth Wolfgor

Farm. Viviana Rodríguez

Farm. Viviana Rodríguez

Dra. Carola B. Greco

Dr. Néstor Pellegrino

Dr. Luis Dyner

NUTRICIÓN y BROMATOLOGÍA

ANÁLISIS DE ALIMENTOS

¿Con qué finalidad se realiza?

Verificar adecuadas

condiciones higiénico-sanitarias

Como parte de programas de investigación y desarrollo

Verificar adecuadas

condiciones higiénico-sanitarias Evaluar sus características organolépticas

Determinar su valor nutritivo Determinar su composición en macro y micronutrientes

Verificar el cumplimiento de la legislación vigente (CAA y REGLAMENTO MERCOSUR)

Como parte de programas de investigación y desarrollo

Caracterizar las propiedades de productos naturales, procesados e industrializados

Estudiar su estabilidad y vida útil

Diseñar nuevos alimentos Estudiar sus características toxicológicas y microbiológicas

ANÁLISIS DE ALIMENTOS

¿Quiénes son los responsables?

Laboratorios Oficiales de Contralor (Bromatologías municipales, provinciales, INAL, SENASA, RENALOA)

Laboratorios Oficiales que no son de Contralor (INTA, Laboratorios Oficiales que no son de Contralor (INTA, INTI, Universidades)

Laboratorios de Control de Calidad de las industrias Laboratorios particulares independientes

CAA (Código Alimentario Argentino)

IRAM (Instituto Argentino de Normalización y Certificación) AOAC (Association of Official Analytical Chemists)

MUESTREO

¿Qué cantidad de muestra se debe tomar?

Muestreo basado en métodos estadísticos

(Norma IRAM N° 15-0, N° 15-1, N° 15-2, N° 15-3, etc.)

¿De dónde se debe obtener la muestra?

Muestreo aleatorio Muestreo sistemático Muestreo estratificado Muestreo arbitrario

MUESTREO

¿Qué se realiza luego del muestreo?

Debe reducirse el tamaño de la muestra a una cantidad manipulable

En el caso de semillas, granos y polvos habitualmente se realizan

cuarteos

¿Cómo se guardan las muestras?

¿Qué precauciones se deben tomar?

Las muestras deben guardarse en recipientes herméticamente

cerrados para prever la evaporación o absorción de agua.

Si es una muestra perecedera, conservarla en freezer hasta su

análisis.

Prever la posible evaporación de sustancias volátiles.

Prever la posible evaporación de sustancias volátiles.

Almacenar en recipientes cerrados y al abrigo de la luz para evitar

la oxidación de componentes.

Prever cambios por actividad enzimática.

Prever el desarrollo de microorganismos.

Si la muestra es parte de una transacción comercial se guardará por

triplicado en sobres lacrados y firmados.

PROCESAMIENTO DE LA MUESTRA

Establecer la presencia o no de material extraño

(pelos, huesos, plumas, piedras, arena, etc.)

La fracción de muestra sobre la que se realizarán

todas las determinaciones debe ser

HOMOGÉNEA

HOMOGÉNEA

Por la heterogeneidad de los productos

alimenticios es fundamental la aplicación del

SENTIDO COMÚN

para decidir el mejor método

de homogeneización (inversión, agitado, picado,

secado y rallado, licuado, congelado y rallado,

ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN CENTESIMAL DE UN

ALIMENTO

CONTENIDO DE AGUA

CONTENIDO DE MINERALES TOTALES

CONTENIDO DE GRASA

CONTENIDO DE GRASA

CONTENIDO DE PROTEÍNAS

CONTENIDO DE FIBRA DIETARIA

CONTENIDO DE CARBOHIDRATOS

ENERGÉTICO usando los FACTORES DE ATWATER

Determinación del contenido de agua

En tejidos animales y vegetales

agua libre

agua ligada

Métodos a utilizar

Calor solamente

DIRECTOS

INDIRECTOS

Calor solamente

MÉTODOS INDIRECTOS

.

Son métodos por desecación en estufa

que se basan en la determinación

que se basan en la determinación

gravimétrica del residuo que queda

luego de evaporar el agua del alimento.

Ese residuo corresponde a los sólidos

totales y se considera que se ha

evaporado totalmente el agua cuando se

alcanza un peso constante.

MÉTODOS INDIRECTOS

Calor solamente:

productos que no se descomponen a

elevadas temperaturas.

Ej: harinas, fideos, leches, productos cárnicos, etc.

Calor y presión reducida:

alimentos con alto contenido

en fructosa o con principios volátiles.

Ej: miel, mermeladas, jugos de fruta, frutas secas, etc.

EXPRESIÓN DE

RESULTADOS

HUMEDAD

EXTRACTO SECO

MÉTODOS DIRECTOS

Método por destilación: Dean Stark

Se realiza una destilación a reflujo con

solventes no miscibles con el agua, de

similar punto de ebullición y de menor

peso específico (Ej: tolueno, benceno,

xilol, etc.)

Se aplica a una gran cantidad de

alimentos. Es recomendado para

alimentos que contienen cantidades

significativas de compuestos volátiles

tales como especias.

H₂O

Sv.

M+Sv.

MÉTODOS DIRECTOS

Métodos químicos: Karl Fischer

Se fundamenta en la oxidación del dióxido de

azufre con yodo en una solución de piridina en

metanol (reactivo de Karl Fischer) en presencia

de agua. Se cuantifica el exceso de I

de forma

volumétrica o potenciométrica.

volumétrica o potenciométrica.

Es útil en alimentos con muy bajo contenido de

agua tales como chocolate, aceites, especias,

productos deshidratados, melazas, etc.

Determinación del contenido de minerales

Métodos a utilizar

POR VÍA SECA

Para establecer el contenido

POR VÍA HÚMEDA

Para cuantificar uno o más

minerales de forma individual

MÉTODOS POR VÍA SECA

Son métodos que involucran la oxidación total

de la materia orgánica sometiendo a la

muestra a una carbonización en mechero y

luego a una calcinación en mufla (550-600

°

C),

luego a una calcinación en mufla (550-600

°

C),

hasta la obtención de cenizas blancas de peso

constante.

EXPRESIÓN DEL

Determinación del contenido de grasa

Las grasas o aceites son sustancias de origen animal

o vegetal, insolubles en agua y solubles en éter u

otros solventes no polares como cloroformo, hexano.

Compuestos que se extraen:

Ésteres de ácidos grasos con glicerol

Ésteres de ácidos grasos con glicerol

Fosfolípidos, lecitinas, esteroles

Ceras

Ácidos grasos libres

Métodos a utilizar

DIRECTOS

Extracción continua

Más drástica

(Butt, Twisselman)

Formación de

canales

Extracción discontinua

Más suave

(Sohxlet)

Sifón

CON ATAQUE

PREVIO

Butirométricos o Gerber

volumétricos

Babcock

Gravimétricos

Hidrólisis básica

Hidrólisis ácida

Hidrólisis mixta

(Sohxlet)

MÉTODOS DIRECTOS

MÉTODOS DIRECTOS

Método de extracción discontinua: Soxhlet

Se debe trabajar sobre muestra seca y el

solvente de extracción debe ser anhidro

Es aplicable a alimentos en los cuales la

grasa está disponible. Ej.: cereales, carnes

grasa está disponible. Ej.: cereales, carnes

y derivados, vegetales, etc.

Es un método gravimétrico

EXPRESIÓN DEL

EXPRESIÓN DE RESULTADOS EN

BASE SECA

Y EN

BASE HÚMEDA

% Base húmeda (BH) = % Base seca (BS) x (100 - % agua)

100

% Base seca (BS) = % Base húmeda (BH) x 100

% Base seca (BS) = % Base húmeda (BH) x 100

100 - % agua

Cuando el análisis de un componente del alimento se

realice a partir de una muestra seca, el resultado final

quedará expresado en base seca.

Luego, con el dato de contenido de agua del alimento,

el resultado deberá expresarse en base húmeda.

MÉTODOS CON ATAQUE PREVIO

Implican la liberación del glóbulo de

grasa por acción de agentes ácidos o

básicos permitiendo la coalescencia y

básicos permitiendo la coalescencia y

medida volumétrica de la grasa o bien

su extracción con solventes y la

posterior medida gravimétrica del

Métodos butirométricos: Gerber

MÉTODOS CON ATAQUE PREVIO

Se colocan en el butirómetro el H₂SO₄, la muestra y el alcohol amílico.

El H₂SO₄ digiere las proteínas, genera calor, libera la grasa. El alcohol amílico favorece la separación de la grasa y la protege de la acción del ácido.

protege de la acción del ácido.

Por centrifugación se separa la capa de grasa y se lee directamente en el vástago del butirómetro el % de grasa (p/v) .

Método gravimétrico: Hidrólisis básica

(Rose Gottlieb)

MÉTODOS CON ATAQUE PREVIO

Se realiza una hidrólisis en frío con NH₄OH y etanol. Luego se extrae con éter etílico y éter de petróleo.

Aplicación: principalmente alimentos ricos en carbohidratos

tales como leche y derivados lácteos, helados, dulce de leche, etc.

Método gravimétrico: Hidrólisis ácida

Método gravimétrico: Hidrólisis ácida

Método gravimétrico: Hidrólisis mixta

Se realiza una hidrólisis con NH₄OH y HCl combinados.

Aplicación: quesos, etc.

EXPRESIÓN DEL

Método gravimétrico: Hidrólisis ácida (con HCl)

Se aplica a todo tipo de alimentos: carnes, embutidos, quesos, mayonesa, huevos, pan, galletas, harinas, alimentos formulados, chocolate, alimentos fritos, horneados, extrudidos, etc. Puede haber limitaciones en alimentos muy ricos en azúcar.

2 o 3 g de muestra + 2 mL etanol + 10 mL HCl (7+3) Baño a 80°C durante 30 min. con agitación

Enfriar, trasvasar a mojonier y realizar un lavado con 10 mL de etanol Agregar 25 mL de éter sulfúrico y agitar durante 1 min. en mojonier Agregar 25 mL de éter sulfúrico y agitar durante 1 min. en mojonier Agregar 25 mL de éter de petróleo y agitar durante 1 min. en mojonier Trasvasar la fase etérea a un balón seco y tarado. Usar torunda de algodón

Repetir la extracción con 50 mL de éter mezcla Evaporar el solvente en rotavapor

Secar balón con grasa en estufa hasta peso constante Pesar balón con la grasa extraída

Determinación del contenido de proteína

Determina la concentración de nitrógeno reducido presente en la muestra (proteínas y sustancias no proteicas como urea, aminoácidos, purinas,

pirimidinas, compuestos amoniacales, alcaloides) para luego transformar el %N en concentración de proteína a través de un factor.

Método de Kjeldahl

Muestra + H₂SO₄ + Catalizador SO₄2- _{+ NH} 4+

(Se + K₂SO₄) NaOH concentrado NH₃

Ø

Destilación por arrastre con vapor de agua

H₃BO₃ + mezcla de indicadores (rojo de metilo y verde de bromocresol)

Valoración con H₂SO₄ 0,1N

EXPRESIÓN DEL RESULTADO % N (BH)=V (H₂SO₄)x N (H₂SO₄) x mEq N x 100

peso o vol. muestra

FACTOR DE CONVERSIÓN 16 g N 100 g prot.

1 g N x= 6,25 g prot.

Cereales: 5,75 Lácteos: 6,38 Cárnicos: 6,25

Determinación del contenido de fibra dietaria

Celulosa

Fibra dietaria total Fibra insoluble

Pectina

Es cualquier material comestible que no sea hidrolizado por las

enzimas endógenas del tracto digestivo humano

Pectina

Fibra soluble

Métodos a utilizar

Enzimático-gravimétricos

Fibra cruda

Gravimétricos

Método gravimétrico: fibra cruda

Recupera parte de la fibra insoluble y se pierde toda la fibra soluble. Su uso se limita a ciertas muestras como granos de cereales, té, alimentos para animales.

No se emplea para determinar el contenido de fibra de un

alimento a los fines del rotulado nutricional.

Método enzimático-gravimétrico: fibra dietaria

Recupera todos los componentes de la fibra. Implica el tratamiento enzimático de la muestra y posterior pesada y análisis del residuo como fibra dietaria, previa corrección por cenizas y proteína.

Se emplea para determinar el contenido de fibra de un alimento

a los fines del rotulado nutricional.

Método de fibra dietaria total

Muestra con menos del 10% grasa + Buffer fosfatos pH= 6

15 min baño maría en ebullición

α-amilasa termoestable (hidrólisis uniones α 1,4)

Ajustar pH a 7,5 con NaOH 0,275 N

30 min a 60°_{C con agitación}

Proteasa (hidrólisis de proteínas)

Llevar pH a 4,5 con HCl 0,325 N

30 min a 60°_{C con agitación}

Amiloglicosidasa (hidrólisis uniones α 1,4 y α 1,6)

Agregar 280 mL de etanol 96° y dejar en reposo 1 hora a temp. ambiente

Fibra soluble precipita con etanol 78º

Filtrar a través de un crisol con celite Lavar el residuo

Lavar el residuo Secar a 100 - 105°C

Pesar el filtro + residuo

(Residuo: fibra dietaria + restos de proteínas + minerales)

Proteínas por Kjeldahl Cenizas a 500 - 550°C

%FDT= peso residuo x 100 – (% proteína residuo + % cenizas residuo) peso muestra

Determinación del contenido de

carbohidratos o glúcidos

Métodos a

utilizar

POR REDUCCIÓN

Fehling

Son todos los mono, di y polisacáridos, incluidos los polialcoholes presentes en el alimento, que son digeridos, absorbidos y

metabolizados por el ser humano.

POR DIFERENCIA

SACARIMÉTRICOS

POR REDUCCIÓN

Fehling

Fehling – Cause Bonnans

DENSIMÉTRICOS

REFRACTOMÉTRICOS

CROMATOGRÁFICOS/ ENZIMÁTICO-COLORIMÉTRICO

Para soluciones puras de azúcares

Método por reducción

R-C=O + Cu2+ _Cu+ _{+ R-C=O}

H OH - _{/ calor OH}

gravimetría Se determina por volumetría

colorimetría

Como la solución de ensayo se vierte desde la bureta, sobre el reactivo de Fehling en ebullición, es una valoración inversa.

Reactivos SO₄Cu Cu2+

NaOH OH- _{exalta las propiedades reductoras}

Método Fehling – Cause Bonnans

Reactivos SO₄Cu Cu

NaOH OH- _{exalta las propiedades reductoras}

Tartrato de Na y K compleja al Cu2+

Ferrocianuro de K compleja al Cu+

Título del reactivo

*15 mL reactivo reducidos por A vol. de solución de glucosa anhidra con T g de glucosa

*15 mL reactivo reducidos por V vol. de solución a analizar

V mL T gr de glucosa

100 mL T x 100 = gr glucosa en 100 mL de sol. a analizar V