DETERMINACIÓN DE LA MATERIA INSAPONIFICABLE 1.
INTRODUCCIÓN
A medida que se desarrolla Ia tecnología, se dispone de un mayor número de dato datoss de cali calida dad d sufi sufici cien ente te para para las las base basess de info inform rmac ació ión n y las las norm normas as evolucionan. Las normas de la Comisión del Codex Alimentarius establecen una línea básica para la calidad de los productos que cuenta con el consenso internacional, lo cual permite dirimir los conflictos y contribuye a la protección del comprador. Las normas del “Codex Alimentarius” con respecto a las grasas y aceites han evolucionado gradualmente y están destinadas en parte a ser cada vez más útiles para abordar los problemas de la autenticidad. Las grasas y aceites crudos contienen algunas sustancias que hay que eliminar para para cons conseg eguir uir buen buenas as prop propie ieda dade dess de elab elabor orac ació ión n (col (color or,, olor olor y sabo sabor r agradables agradables)) y conservac conservación ión de los productos. productos. Éstos compuesto compuestoss biológicos biológicos forman parte importante de la dieta de los seres humanos, son una fuente rica de energía en la dieta y contienen ciertos ácidos grasos que son nutrientes esenciales.1 Dentro de las determinaciones que se emplean con mayor frecuencia para exam examina inarr los los acei aceite tess y las las gras grasas as fren frente te a su iden identitific ficac ació ión n y calid calidad ad,, se encuentra el material insaponificable. El conte contenid nido o del del materia materiall insapo insaponif nifica icable ble de la mayor mayor parte parte de las grasas grasas naturales oscila normalmente entre 0,5 y 2,6%. El insaponificable se considera como una impureza y en los aceites marinos se han encontrado los mayores contenidos de este material. 2 En este contexto, el trabajo que se presenta a continuación reúne un conjunto de datos datos relaci relaciona onados dos al materi material al insapo insaponif nifica icable ble de aceite aceitess y grasas grasas,, de mane manera ra que que se prop propor orci cion one e una una guía guía que que perm permita ita su dete determ rmin inac ació ión n en laboratorio. 2.
OBJETIVO
Elaborar una guía para la determinación del material insaponificable de los aceites y grasas.
3.
DEFINICIONES
3.1.
Grasas y Aceite ites
1
Extraído del Artículo sobre grasas y aceites proporcionado http://docencia.udea.edu.co/qf/grasas/material-inso.html. 2 MEDINA M. GILMA B. “Aceites y Grasas Comestibles”. Universidad de Antioquia
por
Productos de origen animal o vegetal, o sus mezclas, que reúnan las características y especificaciones de la Reglamentación Técnica Sanitaria, y cuyos componentes principales son glicéridos de los ácidos grasos, pudiendo contener otras sustancias en proporciones menores (ACEITES: Líquidos a 20ºC; GRASAS: Sólidos a 20ºC) 3
3.2.
Saponificación
-
Reacción de hidrólisis en medio alcalino que consiste en la
descomposición de un éster en el alcohol y la sal alcalina del ácido carboxílico correspondientes. Es la reacción inversa a la esterificación. 4 -
Hidrólisis catalizada por bases. Los álcalis hidrolizan las grasas
fácilmente para producir jabón y glicerina. Los ácidos grasos con los metales forman jabones; esta reacción es irreversible y se verifica en caliente. 5
3.3.
Materia Insaponificable
-
El contenido de materia Insaponificable es una propiedad muy diferente
al Valor de Saponificación. Mientras que esta última es la medida del peso molecular promedio de los glicéridos o ácidos grasos que lo componen, el contenido de materia Insaponificable es igual a la cantidad total de sustancias disueltas en el aceite que, después de la saponificación, no son solubles en soluciones acuosas pero sí en solventes orgánicos usados en la determinación. En otras palabras, el contenido de materia Insaponificable es la medida de la proporción de material orgánico disuelto por los glicéridos y ácidos grasos que en general en sí conforman el 95% de casi todos los aceites. Los materiales orgánicos pueden ser impurezas como aceite mineral, o de origen natural como esteroles, tocoferoles, carotenoides o pigmentos. 6 -
En términos generales la materia Insaponificable es el conjunto de
sustancias que se encuentran frecuentemente disueltas en el aceite o en la grasa que no sufren saponificación y que son volátiles bajo las condiciones de la norma que se aplique. 7 -
Material Insaponificable son aquellas sustancias que se encuentran
frecuentemente disueltas en grasas, pero que no pueden saponificar por álcalis, y son solubles en los disolventes corrientes de las grasas. 3
Reglamentación Técnico-Sanitaria española de Grasas y Aceites. “Saponificación”. Microsoft Encarta 2009. Microsoft Corporation, 2008. 5 Ibit pág. 2 (7) 6 Definición enfocada de manera general en el análisis de Aceites. 7 Artículo extraído de BIOHIGER a través de: Quimica.blogspot. 4
Estas sustancias incluyen: •
Los más altos alcoholes alifáticos
•
Esteroles: Alcoholes cristalinos (26 a 30 átomos de carbono). Ej. el colesterol.
•
Hidrocarburos: Compuestos de C e H como los carotenos
•
Tocoferoles: Vitamina E
•
Vitaminas: A, D K.
•
•
3.4.
Aceites minerales, materia orgánica derivada del petróleo. Otros
Éter de Petróleo
(Bencina, nafta) PE. 35-80ºC, disuelve únicamente grasas, aceites y ceras. Los ácidos grasos hidroxilados y sus glicéridos son prácticamente insolubles. Solubiliza menos glicéridos de grasas que de aceites. Extrae impurezas no polares (clorofila y compuestos resinosos). Extremadamente flamable. Mezcla de hidrocarburos, principalmente C5-C7, con 45 a 90% de C6. 8
3.5.
Éter Etílico
(Éter dietílico, éter sulfúrico, éter anestésico). PE 35ºC. Solvente para la mayoría de los lípidos. Mayor solubilidad de esfingomielinas, cerebrósidos y lecitina. Se satura con 1,2% de agua a 20ºC. Disuelve más impurezas como aminoácidos, carbohidratos, sales, ácidos orgánicos, cetonas, aldehídos y alcoholes. Muy volátil y altamente flamable. Tiende a formar peróxidos explosivos.
4.
PRINCIPIO
Después de saponificada la grasa se hace una extracción del material insaponificable con éter etílico o con éter de petróleo, purificando la capa etérea mediante lavados con agua y NaOH. El disolvente se evapora y se seca el residuo obtenido. A este residuo se le resta la cantidad en gramos de ácidos grasos libres presentes, obtenidos mediante una valoración con un álcali; y este valor corresponde al material insaponificable.9
5.
PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
La muestra a ensayar debe ser limpia y brillante; en caso contrario se calienta al baño maría hasta unos 15ºC por encima de la temperatura de completa 8 9
ITURBE CHIÑAS FRANSISCA A. “Departamento de Alimentos y Biotecnología”. UNAM. Ibit pág. 1 (2).
fusión; si a esa temperatura la muestra continua turbia se añade Na2SO4 anhidro se agita y se filtra manteniendo la muestra fundida durante la filtración. 6.
MATERIALES Y EQUIPOS
o
Baño maría u otra fuente de calentamiento
o
Balanza analítica (preferentemente con sensibilidad de 0.0001 g.)
o
Matraz Erlenmeyer o matraz Soxlet, de 125 ml y 250 ml provisto de refrigerante a reflujo.
o
Embudos de separación de 500 ml.
o
Sifón
o
Micro bureta.
o
Espátula
o
Estufa eléctrica con regulador de temperatura (105°C).
o
Desecador
o
Vaso de precipitados
o
Equipo usual de laboratorio.
7.
REACTIVOS
Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser analíticos, a menos que se indique otra cosa. Cuando se hable de agua, se debe entender agua destilada. o
o
o
Agua Solución acuosa de Hidróxido de Potasio (KOH) al 50 % Alcohol etílico al (95%).
o
Fenolftaleína.
o
Solución al 1% de fenolftaleína en alcohol etílico del 95%
o
Solución de KOH en solución etanólica 1 M: 60gm de KOH en 50ml de agua y diluir hasta 1000 con etanol al 95%.
o
Éter de petróleo o éter dietílico.
8.
PROCEDIMIENTO
a.
Pesar 5 ± 0,01 g de la muestra preparada y colocar en un matraz Erlenmeyer o matraz Soxhlet.
b.
Agregar 30 ml de alcohol y 5 ml de solución de hidróxido de potasio. Al
matraz se le adapta el refrigerante en posición de reflujo y se calienta suavemente durante 60 minutos o el tiempo necesario hasta completar la saponificación. c.
Transferir el contenido del matraz a un embudo de separación, lavar el matraz primero con agua caliente y luego con agua fría, hasta obtener un volumen aproximado de 80 ml. Lavar el matraz con éter de petróleo o éter dietílico y añadir al embudo de separación, lavar con 50 ml de alcohol etílico, luego con agua caliente y con agua fría hasta obtener un volumen aproximadamente de 80 ml.
d.
Se tapa y se agita vigorosamente durante 1 minuto hasta la separación de 2 capas; se deja reposar hasta que las capas estén completamente definidas. Se usa el sifón para eliminar la capa superior sin que se incluya nada de la capa inferior.
Cuando se utilice éter dietílico, realizar un mínimo de cuatro extracciones o hasta que la prueba de reacción negativa (veáse nota 1).
NOTA 1: En la prueba de reacción se realiza otra extracción, ésta se evapora separadamente. Se pesa el residuo y cuando de menor de 0,005 g. se da por terminada las extracciones. e.
Transferir las fracciones a un embudo de separación de 500 ml el cual contiene 5 ml de alcohol etílico al 10% para minimizar la posibilidad de pérdida del éter de petróleo (veáse nota 2).
NOTA 2: En algunos casos siete extracciones no son suficientes, por lo tanto debe realizarse otra extracción, ésta se evapora separadamente. Se pesa el residuo y cuando éste sea menor de 0,005 g. se descontinúa la extracción. f.
Lavar los extractos combinados en un embudo de separación 25 ml de alcohol etílico al 10%, agitar vigorosamente, y eliminar la capa de alcohol después de cada lavado. El lavado se suspende cuando la solución del lavado esté neutra a la fenolftaleína. Se debe tener cuidado en no eliminar nada de la capa etérea.
g.
Transferir el extracto etéreo a un vaso de precipitado, previamente tarado y evaporar a sequedad en un baño de vapor. Completar el secado hasta peso constante preferentemente en una estufa de vacío a 75 ºC – 80 ºC y a una presión interna no mayor de 200 mmHg o en una
estufa de aire a 105 ºC, a intervalos de 15 min. Enfriar en un desecador y pesar. h.
Una vez pesado el residuo se disuelve con 50 ml de alcohol etílico (95%), calentar (aproximadamente 50 ºC), previamente neutralizado en presencia del indicador hasta la aparición del color rosado y titular con la solución de hidróxido de sodio 0,02 N hasta la aparición del mismo color.
9.
NORMA
El presente trabajo contiene disposiciones que constituyen requisitos de la Norma Venezolana (COVENIN 635-81) y de la Norma Mexicana (NMX-K-3061972). Como todas las normas estan sujetas a revisión, y los alcances de las mismas se establecen para la determinación específica de materia insaponificable en aceites y grasas vegetales o animales.
10.
CÁLCULO
El contenido de materia insaponificable en tanto porciento se calcula con la siguiente fórmula: G2 = V x N x 0.282 Materia Insaponificable en % = Donde: G2 = Gramos de ácidos grasos en el extracto. V = Volumen de la solución de hidróxido de sodio empleado en la titulación de los ácidos grasos, en ml. N = Normalidad de la solución de hidróxido de sodio. G1 = Peso del residuo, en gramos. G = Peso de la muestra empleada, en gramos.
11.
OBSERVACIONES
En algunos casos siete extracciones no son suficientes, por ello debe
hacerse una serie de extracciones adicionales y evaporarlas separadamente, hasta que en una se obtenga un residuo menor de 0.005 g.
El ensayo se debe realizar generalmente por duplicado y los valores
obtenidos deben concordar dentro del 0.1% aproximadamente.
12. •
BIBLIOGRAFÍA A.O.C.S. American Oil Chemists. Method TK 1a-64T Unsaponiable
material.
•
A.O.A.C. Association of Official Analytical Chemist. Ed. XVI, Vol. 2, Cap.
41, pág. 29, 1995. •
ITURBE CHIÑAS FRANSISCA A. “Departamento de Alimentos y
Biotecnología”. UNAM. México. •
MEDINA M. GILMA B. “Aceites y Grasas Comestibles”. Universidad de
Antioquia- Departamento de Farmacia y Bromatología. •
NMX-K-306-1972. Método de prueba para la Determinación de Materia
Insaponificable en Aceites y Grasas Vegetales o Animales. •
NORMA VENEZOLANA. Aceites y Grasas Vegetales. Determinación de
la Materia Insaponificable. •
Artículo
sobre
“Grasas
y
Aceites”
[http://docencia.udea.edu.co/qf/grasas/material-inso.html]. •
ENCICLOPEDIA ENCARTA. “Saponificación”. Microsoft Encarta 2009.
Microsoft Corporation, 2008.
