UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS Y BIOTECNOLOGÍA
CARRERA DE ALIMENTOS
LABORATORIO DE ANÁLISIS DE LOS ALIMENTOS APE N° 3
Nivel: Cuarto Paralelo “B”
Docente: Ing. Rubén Vilcacundo Ch. PhD Ciclo académico Octubre 2021-Febrero 2022
Integrantes
Jonathan Bombón
Andrés Bonilla
Jéssica Cando
Roberto Casalombo
María Condo Fecha de presentación: 2021-11-24
“DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN PROXIMAL DE ALIMENTOS: Cuantificación de proteínas y cenizas”
1.
OBJETIVOSa. Objetivo general
Evaluar el contenido de proteínas y cenizas presentes en los alimentos (Harina integral, champiñones, papas fritas) como parte de los ensayos de composición proximal de los alimentos
b. Objetivos específicos
Analizar la cantidad de proteína presente en la muestra mediante el método micro Kjeldahl a través de la cuantificación de nitrógeno.
Comparar los porcentajes de cenizas y señalar cual alimento presenta mayor cantidad de minerales.
2. DATOS Y RESULTADOS
a. Determinación de proteína en harina integral y champiñones
Tabla 1. Volúmenes, pesos, absorbancias y concentración obtenidos de la titulación con el estándar de nitrógeno (N) digerido con sulfato de amonio [(NH4)2SO4] a diferentes
factores de dilución.
Volumen [(NH4)2SO4
] (mL)
Peso del estándar
(g)
V. de diluyente
(mL)
Peso total (g)
Absorbancia (660 nm)
Concentración [N] (mg/100mL)
0,000 0,000 0,500 0,501 0,000 0,000
0,100 0,109 0,400 0,509 0,165 9,640
0,200 0,202 0,300 0,503 0,332 18,066
0,300 0,300 0,200 0,500 0,502 26,977
0,400 0,400 0,100 0,516 0,644 34,896
0,500 0,505 0,000 0,505 0,755 45,000
Nota: 660 nm representa la longitud de onda a la que fueron medidas las absorbancias en el espectrofotómetro.
Fuente: Laboratorio de Análisis de los Alimentos
Cálculo para determinar la concentración de nitrógeno [N] en mg/100 mL.
Con una concentración de la solución madre de 45 mg en 100 mL de diluyente, se dividió para el factor de dilución (FD):
[N]=
Concentración sol. madre( mg 100mL)
FD ec .1
En donde el FD es:
FD= Peso total(g)
Peso delestándar(g)ec .2 Por tanto:
[N]=
45mg 100mL 0.509g 0.109g
[N]=9.640mg 100mL
Como el volumen inicial de [(NH4)2SO4] es 0.000 mL, la concentración también es 0.
Por otro lado, a partir de las absorbancias obtenidas en el espectrofotómetro, se obtuvo la gráfica de regresión lineal Absorbancia (660 nm) Vs. Concentración [N] (mg/100 mL).
Gráfico 1. Regresión lineal junto con su ecuación de la recta entre la absorbancia y la concentración de N presentes del sulfato de amonio.
Mediante la ecuación de la recta arrojada, se calculó la concentración [N] presente en la harina integral y champiñones, respectivamente.
- Concentración de N (mg/100 mL) presente en la harina integral para cada réplica:
y = Absorbancia
x = Concentración de N (mg/100 mL)
y=0.0174x+0.0105ec .3
o De la ec. 3 se despejó “x” para determinar la concentración [N]:
x=y−0.0105 0.0174 ec .4
o Para una absorbancia de 0.683 de la réplica 1:
Concentración[N]=0.683−0.0105 0.0174
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
0 0.2 0.4 0.6
0.8 f(x) = 0.02 x + 0.01 R² = 0.99
Titulación Sulfato de Amonio
Concentración [N] (mg/100 mL)
Absorbancia (660 nm)
[N]=38.649 mg
100mLo100gen harinaintegral
o La concentración de N en g/100 mL en la harina integral está dada por:
[N]=
38.649mg 100mL ∗1g
1000mg
[N]=0.039 g 100mL
o Para la concentración de proteína [P] (g/100 mL), se multiplicó [N] por el factor de conversión (FC = 5.83 para harina integral) y el inverso del factor de dilución (FD = 1/70) dado.
[P]=[N]∗FC∗(FD)−1ec .5
[P]=0.039 g
100mL∗5.83∗70
[P]=15.773 g
100mLpresente en laréplica1de harinaintegral
Réplica
Absorban cia (660 nm)
Concentración [N] (mg/100
mL)
Concentración [N] (g/100 mL)
Concentración [P] (g/100 mL)
* FC*FD
Media
Desvia ción estánd
ar
Coeficiente de variación
1 0,683 38,649 0,039 15,773
15,444 0,781 0,05
2 0,631 35,661 0,036 14,553
3 0,693 39,224 0,039 16,007
Tabla 2. Concentraciones de nitrógeno y proteína junto con estadígrafos presentes en la muestra de la harina integral.
Nota: La concentración [P] dada en g/100 mL también puede expresarse en porcentaje (%) de proteína presente en cada réplica de harina integral.
Fuente: Elaboración propia
35.000 35.500 36.000 36.500 37.000 37.500 38.000 38.500 39.000 39.500 0.6
0.62 0.64 0.66 0.68 0.7
f(x) = 0.02 x + 0.01 R² = 1
Harina integral
Concentración N (mg/100 mL)
Absorbancia
Gráfico 2. Regresión lineal junto con su ecuación de la recta entre la absorbancia y la concentración de nitrógeno presentes en la harina integral.
Fuente: Elaboración propia
o A partir del gráfico 2, dado que las concentraciones de [N] fueron mayores, se realizó una dilución multiplicando por el inverso del FD, como se muestra en la ec. 5.
Concentración de [N] (mg/100 mL) presente en champiñones para cada réplica:
o Repitiendo los cálculos con la ec. 3 y ec. 4, para una absorbancia de 0.188 de la réplica 1:
Concentración[N]=0.188−0.0105 0.0174
[N]=10.201 mg
100mLo100gen champiñones
o La concentración de N en g/100 mL en champiñones está dada por:
[N]=
10.201mg 100mL ∗1g
1000mg
[N]=0.010 g 100mL
o Para la concentración de proteína [P] (g/100 mL), se multiplicó [N] por el factor de conversión (FC = 6.25 para champiñones) y el inverso del factor de dilución (FD = 1/70) dado.
[P]=[N]∗FC∗(FD)−1ec .6
[P]=0.039 g
100mL∗6.25∗70
[P]=4.463 g
100mLpresente enla réplica1de champiñones
Tabla 3. Concentraciones de nitrógeno y proteína junto con estadígrafos presentes en la muestra de champiñones.
Replica
Absor bancia (660 nm)
Concentraci ón [N]
(mg/100 mL)
Concentración [N] (g/100 mL)
Concentra ción [P]
(g/100 mL)
* FC*FD
Media
Desviació n estándar
Coeficiente de variación
1 0.179 9.684 0.010 4.237
4.396 0.138 0.03
2 0.188 10.201 0.010 4.463
3 0.189 10.259 0.010 4.488
Nota: La concentración [P] dada en g/100 mL también puede expresarse en porcentaje (%) de proteína presente en cada réplica de champiñones.
Fuente: Elaboración propia
9.600 9.700
9.800 9.900
10.000 10.100
10.200 10.300 0.170
0.175 0.180 0.185 0.190
f(x) = 0.02 x + 0.01 R² = 1
Champiñones
Concentración N (mg/100 mL)
Absorbancia (660 nm)
Gráfico 3. Regresión lineal junto con su ecuación de la recta entre la absorbancia y la concentración de nitrógeno presentes en los champiñones.
Fuente: Elaboración propia
o A partir del gráfico 3, dado que las concentraciones de [N] fueron mayores, se realizó una dilución multiplicando por el inverso del FD, como se muestra en la ec. 6.
b. Determinación de cenizas en harina integral, champiñones y papas fritas.
Tabla 4. Cantidad de ceniza y porcentaje de ceniza presente en las muestras de harina integral, champiñones y papas fritas.
Muestra Replica
Crisol vacío P0 (g)
Muestra Pmuestra
(g)
Crisol + muestra (incinerada)
P1 (g)
% Ceniza Media
%
Harina Integral
1 28,9203 2,0173 28,9531 1,626
1,749
2 25,7243 2,0039 25,7621 1,886
3 27,9237 2,0181 27,9587 1,734
Papas Fritas
1 36,0744 2,0246 36,113 1,907
1,802
2 35,0821 2,0098 35,1127 1,523
3 30,9273 2,0297 30,9674 1,976
Champiñone s
1 25,4018 2,0107 25,4331 1,557
1,660
2 29,4932 2,0052 29,5262 1,646
3 30,3938 2,0139 30,4296 1,778
Fuente: Laboratorio de Análisis de los Alimentos Cálculos demostrativos para la obtención de la Tabla 4.
- Determinación del porcentaje de cenizas
%Ceniza=Pl−PO
Pmuestra x100ec .7 Donde:
o P peso de la muestra en g
o P1 peso del crisol tarado más la muestra calcinada, en g o P0 peso del crisol vacío, en g
%Ceniza=28,9531−28.9203 2.0173 x100
%Ceniza=¿ 1.626
Tabla 5. Cálculo de la desviación estándar y coeficiente de variación para la harina integral, papas fritas y champiñones.
Muestra Desviación Estándar Coeficiente de Variación
Harina Integral 0,131 0,075
Papas Fritas 0,244 0,136
Champiñones 0,111 0,067
Fuente: Elaboración propia
Calculo demostrativo
o Coeficiente de Variación:
CV=Desviación estándar Promedio ec.8
CV=0.131 1.749
CV=¿ 0,075 3. DISCUSIÓN
La determinación de proteínas totales se llevó a cabo mediante el método de Kjeldahl que, a pesar de ser un método de referencia con el que se comparan todos los demás métodos e indicar una alta precisión y exactitud, puede llegar a ser demasiado lento y engorroso para ser utilizado de forma rutinaria en la determinación de proteínas totales de algunos alimentos (Skoog et al., 2015).
De acuerdo con la tabla 2, la media aritmética del contenido de proteína en g/100 mL, o en porcentaje (%), obtenida de las tres réplicas de harina de trigo integral, fue de 15,444, que según la Norma NTE INEN 616: 2015, el porcentaje mínimo de proteína es de 11 % en base seca; mientras que la U.S. Department of Agriculture USDA (2019) establece como valor mínimo de proteína expresada en g/100 g de 10,8 y máximo de 14,4, por lo que el resultado obtenido no se encuentra dentro del rango de aceptabilidad. Ante lo mencionado, el estudio de (Haridas Rao & Sai Manohar, 2003) refleja que, el uso de una harina con un contenido de proteína de más del 11 %, da como resultado un producto con una textura dura y correosa, mientras que con una harina con menos del 9% de proteína, produciría algún tipo de bocado con una textura rígida y quebradiza.
Con respecto al contenido de proteína de las tres réplicas de champiñones, el promedio fue de 4.396 g/100 mL, que de acuerdo con la U.S. Department of Agriculture USDA (2019a), el nivel óptimo de proteína expresada en g/100 g se
sitúa en 3.09, por tanto, el valor mínimo debe ser de 2,25, y máximo de 4,03, por lo que el valor resultante en la tabla 3 no se encuentra dentro del rango de aceptabilidad. Sin embargo, Kadnikova et al. (2015) y Kakon et al. (2012) destacan que su valor proteico varía según la especie, es decir, el contenido de proteína varía de 4 a 9% en Auricularia spp. y de 24 a 44% en Agaricus spp.
Aunque las gráficas 1, 2 y 3 tuvieron un buen ajuste lineal con un coeficiente de correlación entre 0.9928 - 1, fue necesario realizar una dilución con el fin de disminuir la concentración de nitrógeno presente en cada matriz alimentaria; sin embargo, los valores no fueron los esperados a pesar de que la desviación estándar no mostró dispersión significativa, al igual que el coeficiente de variación. Es por ello que, con base en Mæhre et al. (2018), el contenido de proteína informado de los alimentos depende del método analítico utilizado para la determinación, lo que dificulta la comparación directa entre estudios. Por tal motivo, para Müller (2017), el método Dumas tiene la ventaja de ser fácil de usar y automatizado, además de ser más rápido que el método de Kjeldahl, dado que determina el nitrógeno total incluyendo fracciones inorgánicas como nitrito y nitrato, y el método Kjeldahl sólo nitrógeno orgánico y amoníaco, por lo que pueden efectuarse diferencias en los resultados en los estudios comparativos.
En alusión a la determinación de cenizas, dado que estas representan el contenido en minerales del alimento, del cual suponen menos del 5% de la materia seca de los alimentos (Márquez Siguas, 2014), el promedio para la harina integral fue de 1,749 %, por lo que al comparar con la normativa NTE INEN 616 (2015), sí se encuentra dentro del rango establecido por lo que el porcentaje máximo debe ser de 2% en materia seca. Por otro lado, el contenido de cenizas para las papas fritas fue de 1,802 % como media de las tres réplicas;
sin embargo, dicho valor no alcanza el valor mínimo descrito por la (U.S.
Department of Agriculture USDA, 2019b), el cual es de 3,13 %. Estos resultados pueden deberse a los diferentes métodos de secado que afectan significativamente a su contenido total (Tolera & Abera, 2017). Por último, para los champiñones fue de 1,660 % de cenizas, en donde la U.S.
Department of Agriculture USDA (2019a) describe como valor mínimo 0,6 % y máximo 1,04 % para champiñones blancos y crudos, por lo que el valor resultante no se encuentra dentro del rango establecido de estabilidad. Del mismo modo, el porcentaje de cenizas también varía según la especie de los
hongos, ya que en el estudio de (Manjunathan & Kaviyarasan, 2011), los champiñones Lentinus tuberregium tuvieron un 5,14 %. Entre estos valores, un hubo dispersión alguna que pueda afectar los resultados finales.
4. CONCLUSIONES
Se determinó el porcentaje de proteínas de harina integral y champiñones por el método microKjeldahl, siendo este muy complejo, pues se desarrolla de manera manual, consta de tres partes digestión, destilación y valoración, en cambio en las cenizas, solamente se sometió las muestras a temperatura de 550°C en la estufa haciendo que las muestras tomen un color blanco, indicándonos que ya están calcinadas.
El método microKjeldahl nos arrojó una cantidad de nitrógeno en la cual nos permitió saber el porcentaje de proteína que tenía la harina integral y los champiñones, por medio del porcentaje de nitrógeno que se encontró de cada uno, multiplicando por el factor de dilución, obteniendo así, el porcentaje real de cada alimento, indicándonos que la muestra de harina integral tiene un 15.444%, siendo el de mayor contenido de proteína, en tanto los champiñones presentan un 4.396%.
Al comparar los porcentajes de cenizas de las papas fritas, champiñones y de la harina integral, observamos que los champiñones contienen un 1.66%, papas fritas 1.802 y la harina integral 1.75%, lo que significa cada valor es el porcentaje de minerales presentes en el alimento, estos valores se pudieron obtener por la mufla, ya que calcina toma la materia orgánica quedando residuos de la materia inorgánica que son los minerales, al compararlos el de mayor contenido de cenizas son las papas fritas.
5. RECOMENDACIONES
Tener precaución al momento de realizar los cálculos para las soluciones y reactivos, verificar de manera conjunta con la auxiliar de laboratorio.
Establecer condiciones de inocuidad en cada uno de los materiales de laboratorio para evitar contaminación sobre la muestra.
Rotular los crisoles que contienen las diferentes muestras de alimentos (champiñones, papas fritas, harina) para evitar confusiones e inconveniente en la determinación de cenizas de dichos alimentos.
6. BIBLIOGRAFÍA
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Kakon, A. J., Choudhury, B. K., & Saha, S. (2012). Mushroom is an ideal food supplement. Journal of Dhaka National Medical College & Hospital, 18(1), 58-62. https://doi.org/10.3329/JDNMCH.V18I1.12243
Mæhre, H. K., Dalheim, L., Edvinsen, G. K., Elvevoll, E. O., & Jensen, I. J. (2018).
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Manjunathan, J., & Kaviyarasan, V. (2011). Nutrient composition in wild and cultivated edible mushroom, Lentinus tuberregium (Fr.) Tamil Nadu., India.
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Skoog, D. A., West, D. M., Holler, F. J., & Crouch, S. R. (2015). Fundamentos de química analítica (9.a ed.). Cengage Learning.
Tolera, K. D., & Abera, S. (2017). Nutritional quality of oyster mushroom (Pleurotus Ostreatus) as affected by osmotic pretreatments and drying methods.
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