Analisis de Azucares Totales-2014-i

ANALISIS DE LOS ALIMENTOS

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PRACTICA 4 DETERMINACIÓN DE CARBOHIDRATOS. Determinación cuantitativa de azúcares reductores y totales (Método de Lane y Eynon) y fibra cruda I.

INTRODUCCIÓN. Entre los distintos componentes componen tes de los alimentos, después del agua, los carbohidratos son las sustancias sustancias más abundantes abundantes y más ampliamente distribuidas distribuidas en la naturaleza; naturaleza; siendo la celulosa la biomolécula que se encuentra en mayor cantidad en la biosfera, y el almidón, la fuente energética alimentaria más empleada en el mundo. En todos los seres vivos se encuentran encuentran presentes presentes los carbohidratos carbohidratos ya que la ribosa ribosa y la desoxirribosa son parte de su material genético. De la misma forma, en las frutas y hortalizas los carbohidratos cumplen funciones estructurales y energéticas, constituyendo algunos la estructura rígida o mecánica de los tejidos vegetales; en tanto que en las semillas, raíces y tubérculos funcionan básicamente como reservas energéticas. Por otro lado, en algunos animales estos compuestos son parte de sus reservas reservas energéticas energéticas (glucógeno) (glucógeno) o constituyen constituyen un componente componente esencial de su estructura externa (quitina). Además de ser componente componentes s naturales naturales de muchos muchos alimentos, alimentos, la la industria industria alimentaria alimentaria emplea los carbohidratos en función de sus propiedades funcionales, usándolos como ingredientes para mejorar la aceptabilidad, palatabilidad y vida útil de diversos alimentos. Desde el punto de vista químico, los carbohidratos pueden definirse como polihidroxialdehidos y polihidroxicetonas y sus derivados. Según la anterior definición, la denominación de carbohidrato agrupa a una gran cantidad de compuestos. En la naturaleza se encuentran carbohidratos de diferente número de carbonos y distintos grupos funcionales o susbstituyentes. Esto da origen a distintos tipos de azúcares, tales como las aldosas, cetosas, azúcares acetilados, benzoesterificados y metilados, azúcares azúcares ácidos, ácidos, glicósidos glicósidos y anhidroazúcares. anhidroazúcares. De la misma misma forma, las

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moléculas de carbohidrato pueden incluir desde un solo monosacárido hasta varios miles de estos. Debido a lo expuesto anteriormente, la diversidad de sus orígenes y la gran variabilidad en su composición química, han surgido una variedad enorme de métodos de análisis de carbohidratos; ya sean dichos métodos: físicos, químicos o bioquímicos. Entre los métodos cualitativos basados en las propiedades físicas de los carbohidratos están las cromatografías en papel y capa fina, la cromatografía gaslíquido, la de intercambio iónico, la electroforesis, la refractometría, la hidrometría, la polarimetría y la espectroscopia de rayos infrarrojos. Por otro lado, entre los métodos químicos están los basados en reacciones que dan origen a compuestos coloreados, tales como las que se dan después de tratar los monosacáridos con ácido mineral fuerte y hacer reaccionar el furfural o hidroxifurfural formado, con compuestos orgánicos tales como fenoles, aminas aromáticas, urea y antrona.

De la misma forma, también se hace uso de su capacidad reductora, haciéndolos reaccionar con sales de metales como el cobre, hierro, yodo, plata y cerio. Por último, también es posible su análisis basándose en la capacidad de formar complejos coloreados con el yodo, tal como sucede con el almidón. En relación con los métodos bioquímicos de análisis de carbohidratos, estos pueden ser microbiológicos o emzimáticos. Los primeros se basan en la capacidad de ciertas cepas de lavaduras de fermentar específicamente algunos grupos de azúcares; dichas levaduras son especialmente útiles a la hora de diferenciar entre pentosas y hexosas, incluyendo los polímeros de ambas.

Con respecto a los métodos enzimáticos, estos incluyen los análisis de monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. En el caso de los dos últimos, el análisis incluye la hidrólisis enzimática de los enlaces glicosídicos.

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II. Determinación cuantitativa de azúcares reductores y totales (método de Lane y Eynon). Existen diversos métodos de cuantificación de carbohidratos basados en la capacidad reductora de los azúcares que tienen libre el grupo carbonilo. Estos carbohidratos son capaces de reducir elementos como el cobre (Cu +2), el hierro (Fe +3) o el yodo (I 0). En el caso específico del cobre, este es reducido desde Cu

+2

a Cu+1. En este sentido,

en el método de Lane y Eynon (1923) se hace reaccionar sulfato cúprico con azúcar reductor en medio alcalino, formándose oxido cuproso, el cual forma un precipitado rojo ladrillo. Este método utiliza azul de metileno como indicador, el cual es decolorado una vez que todo el cobre ha sido reducido, lo que indica el fin de la titulación. El método de Lane- Eynon es un método volumétrico cuya característica fundamental es la determinación del volumen de solución problema; requerido para reducir completamente el volumen conocido de solución alcalina de cobre.

R-CHO + CuSO4 + NaOH

Cu2O + 2RCOOH + 2Na2SO4 + H2O

2.1. REACTIVOS: 1. Solución de Fehling A (34,639 g de CuSO4◦5H2O en 500 ml de agua) 2. Solución de Fehling B (173 g de tartrato de sodio y potasio, y NaOH en 500 ml de agua) 3. Azul de metileno (1%) 4. Solución patrón de glucosa al 1% 5. Solución diluida de glucosa (50 mg/ml), preparada a partir de la solución patrón de glucosa (1%) 6. Carrez I (Acetato de zinc 1 M) 7. Carrez II (Ferrocianuro de potasio 0,25 M) 8. Solución de acetato básico de plomo al 30% 9. Oxalato de sodio o potasio en polvo 10. Solución de HCl 1:1 11. Solución de NaOH 6 N.

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2.2. PROCEDIMIENTO: a. ESTANDARIZACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE FEHLING: •

Colocar la solución diluida de glucosa en una bureta.

•

Colocar en una fiola de 250 ml 5 ml de solución de Fehling A y 5 ml de solución de Fehling B. Añadir 2 o 3 gotas de solución de azul de metileno. Diluir con aproximadamente 20 ml de agua destilada y agregar perlas de vidrio.

•

Llevar a ebullición la solución de Fehling y agregar lentamente la solución de glucosa sin dejar de calentar, hasta que desaparezca la coloración azul. En el momento en que desaparece el color del indicador, en los bordes del fondo de la fiola se puede observar cierto tono rojizo.

•

Nota: durante todo el tiempo en que se añade la solución de glucosa, la solución de Fehling debe mantenerse en ebullición.

b. DETERMINACIÓN DE AZÚCARES REDUCTORES (ORIGINALMENTE PRESENTES): FRUTAS, MIELES Y JUGOS 1. Pesar 12,5 g de muestra en un matraz de 250 ml. 2. Agregar 10 ml de agua y se agita 3. Adicionar 21 ml de Carrez I y 18 ml de Carrez II. 4. Se agita y se completa a 250 ml y se filtra. 5. Coloque en una bureta la solución problema. 6. Coloque en una fiola de 250 ml, 5 ml de la sol. de Fehling A y 5 ml de solución de Fehling B , agregue 20 ml de agua destilada y unas perlas de vidrio ( hágalo por duplicado). 7. Lleve a ebullición y vierta rápidamente la solución problema, con la ayuda de la bureta. A medida que la coloración (azul) cúprica se debilita, indica que la titulación está llegando a su fin. Continúe la titulación hasta que el líquido que se encuentra sobre el precipitado rojo sea incoloro.

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8. Anote el volumen de la muestra problema consumido en la titulación. 9. Registre sus resultados en la tabla 1

Tabla 1: MUESTRA VOLUMEN DE SOLUCI N GASTADOS (mL)

% DE AZUCARES REDUCTORES EN LA

1 2

c. DETERMINACIÓN DE AZÚCARES TOTALES: 1. Mida 50 ml de la solución filtrada anteriormente con una pipeta y coloque los en un matraz aforado de 100 ml. 2. Añada 5 ml de HCl concentrado y caliente a 70° C durante 5 min. Enfriar a temperatura ambiente. 3. Neutralice con NaOH usando fenolftaleina como indicador. 4. Complete el volumen a 100 ml con agua. 5. Filtre y determine los azucares totales, siguiendo los pasos del 5 al 8 del experimento anterior. 6. Registre sus resultados en la tabla 2

Tabla 2: MUESTRA VOLUMEN DE SOLUCIÓN % DE AZUCARES TOTALES GASTADOS (mL)

EN LA MUESTRA

1 2

III.

DETERMINACIÓN DE FIBRA CRUDA. La fibra cruda está constituida por los carbohidratos presentes en los alimentos que no son digeridos por las enzimas de los animales. Metodológicamente, ésta es el residuo orgánico insoluble resistente a la hidrólisis ácida (H 2SO4 al 1,25%) y básica (NaOH al 1,25%). El residuo obtenido de esta forma contiene minerales y una mezcla de materiales componentes de la pared celular de los vegetales que

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ANALISIS DE LOS ALIMENTOS no

corresponde

a

ningún

compuesto

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correspondiendo

aproximadamente el 97% de tales compuestos a celulosa y lignina. A pesar de que con el análisis de fibra cruda se pretende cuantificar carbohidratos componentes de la pared celular de los vegetales, según el alimento analizado, durante la determinación se pierde entre el 20 y el 60% de la celulosa original presente y entre el 33 y el 96% de la lignina.

Reactivos: a. Solución de ácido sulfúrico al 1,25% b. Solución de hidróxido de sodio al 1,25% c. Etanol al 95%

Procedimiento: 1. Pesar aproximadamente 2 g de muestra (en el caso de muestras que no estén secas utilizar un vidrio de reloj para pesar la muestra).

2. Transferir cuantitativamente la muestra al vaso de precipitados especial del equipo de extracción y añadir algunas perlas de vidrio.

3. Agregar 200 ml de la solución de H 2SO4 (1,25%) hirviente, conectar el vaso de precipitados al condensador de reflujos y mantener la muestra en ebullición durante 30 minutos exactamente. Durante la ebullición, el contenido del vaso de precipitados debe mantenerse perfectamente mezclado.

4. Transcurridos los 30 minutos, retirar el vaso de precipitados del condensador y filtrar la solución a través de un embudo de porcelana con lana de vidrio como material filtrante. Una vez filtrada la solución, lavar el residuo del embudo con agua hirviente, haciendo pasar el agua a través del vaso de precipitados. Se debe lavar el contenido del filtro hasta que el agua salga a pH neutro.

5. Transferir cuantitativamente el residuo del embudo al vaso de precipitados (incluyendo la lana de vidrio) y agregar 200 ml de la solución de NaOH (1,25%) hirviente. Luego conectar el vaso de precipitados al condensador de reflujos y proceder de igual manera a como se hizo durante la digestión ácida.

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6. Después de los 30 minutos de digestión alcalina, retirar el vaso de precipitados del condensador y filtrar de igual forma que en la digestión ácida, lavando con agua hirviente hasta que el agua salga a pH neutro.

7. Lavar el residuo con etanol (95%) y transferir totalmente su contenido a una cápsula de porcelana.

8. Colocar la cápsula de porcelana en una estufa a 100 °C hasta llegar a peso constante. Una vez esto, pasar la cápsula a un desecador y pesarla cuando se encuentre a temperatura ambiente.

9. Poner la cápsula de porcelana en una mufla y mantener a 600 °C hasta la destrucción total de toda la materia orgánica.

10. Una vez destruida la materia orgánica, colocar la cápsula en un desecador y pesar al alcanzar la temperatura ambiente.

Nota: el contenido de fibra cruda en el peso de muestra corresponde a la pérdida de peso después de la incineración.

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