UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERIA DE QUIMICA Y METALURGIA ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
PRACTICA Nº 04 DETERMINACIÓN DETERMINACIÓN DE LÍPIDOS
Ayacucho Perú 2013 –
INTRODUCCIÓN Los lípidos son un grupo de substancias, que en general son solubles en solventes orgánicos, tales como cloroformo o éter. Las grasas, junto con las proteínas y los carbohidratos constituyen los principales componentes estructurales de los alimentos. Una parte importante a considerar es el hecho de que su característica de solubilidad es única en los lípidos. La definición de lípidos describe un amplio grupo de substancias que tiene las mismas características y composición estructural similar. No obstante que algunos lípidos, tales como los triacil glicéridos, son muy hidrofóbicos, otros lípidos, tales como los di y monoacilglicéridos tienen tanto partes hidrofóbicas como hidrofílicas en sus moléculas, lo que las hace relativamente solubles en solventes polares. Es importante señalar que los triacilglicéridos son los lípidos con mayor incidencia en los alimentos por lo que los términos delípidos, grasas y aceitesson usados en forma intercambiable.
DETERMINACIÓN DE LÍPIDOS I.
OBJETIVOS
II.
Cuantificar la cantidad de lípidos presente en un alimento.
FUNDAMENTO TEÓRICO 2.1 Lípidos en los alimentos
Fuera de su aporte calórico, los lípidos cumplen importantes tareas bioquímicas: suministro de ácidos grasos esenciales y de vitaminas liposolubles y formación metabólica de acetil coenzima A. Los lípidos comestibles, tanto de origen vegetal como animal, quedan clasificados entro de los llamados lípidos neutros debido a que su estructura química corresponde. Casi en un 100% a ésteres del glicerol; por lo que se les denomina triglicéridos o triacylglicéridos. Además, los lípidos comestibles contienen en pequeña cantidad (0,52%) otros componentes de carácter liposoluble que constituyen el llamado "residuo insaponificable"; está. formado por este) alcoholes alifáticos y sus éteres, pigmentos, vitaminas liposolubles e hidrocarburos, entre los cuales interesa el escualeno: C 30H50, abundante en los aceites de pescado y también de olivas. A su vez, sus propiedades dependen tanto de la composición de los ácidos grasos que los constituyen como de su distribución en la molécula de la glicerina, en lo -que se basa el actual proceso industrial de la transesterificación Los lípidos naturales tienden a agruparse por -medio dé sus .componentes ácidos, de acuerdo a su origen biológico. Así, las grasas de los organismos más primitivos y simples están formadas por una. Mezcla 'compleja del .ácidos grasos, mientras que a medida en que se asciende en la escala biológica, la constitución de la materia grasa llega a ser más sencilla. Componentes ácidos de las materias grasas de origen acuático. Todas las materias
grasas de origen acuático tienen un amplio rango de ácidos grasos, principalmente de la serie insaturada entre 16 y 22 carbono. El principal componente saturado es el ácido palmítico. Componentes ácidos de animales terrestres. Se observa una gran simplificación,
comparada con el caso anterior: los ácidos grasos más importantes son oleico y palmítico. En los rumiantes el ácido esteárico se encuentra como constituyente de los glicéridos en mayor proporción, en lugar del oleico. Los otros constituyentes, en general, pertenecen a la serie del C 18. Componentes ácidos de leche de Mamí feros, principalmente rumiantes. En generar,
disminuye la cantidad de los componentes C 18 para dar lugar a la aparición de ácidos grasos saturados, de bajo peso molecular (C 12, C10, C8, C6, C4), que se sintetizan en su organismo. Componentes ácidos de materias grasas vegetales. En general, se observa una gran simplificación de los componentes ácidos; palmítico y oleico son predominantes. Pero aquí debe mencionarse el linoleico, casi ausente en las materias grasas de origen
acuático y que en algunos lípidos vegetales sobrepasa el 50%, como en los aceites de maíz, soya, girasol, pepa de uva. La presencia de ácido linoleico proporciona cierta inestabilidad, como es el caso Ye los aceites de soya y colza o raps. Hay ciertas familias de plantas que se caracterizan por tener un ácido graso como componente principal; es el caso de las crucíferas, con el ácido erúcico, y de las palmas, con el ácido láurico. En general, se ha relacionado la temperatura del ambiente con la producción de ácidos grasos saturados; a temperatura más elevada hay mayor síntesis de saturados, mientras que en los aceites de pescado predomina la insaturación (WINTON, 1958). Tabla N°01. Tabla peruana de composición de alimentos Alimento Grasa g/100g de porción comestible
Leche
3.50 (COLLAZOS, 1996)
CARACTERÍSTICAS NUTRITIVAS
La composición depende de la variedad de helado. Un helado por término medio tiene la siguiente composición: VALOR NUTRITIVO POR 100 gr. Energía 204 Kcal. 4,5 g Proteínas Lípidos 10,1 g Hidratos de Carbono 24,5 g Calcio 150 mg Hierro 0,2 mg Magnesio 13 mg Cinc 0,4 mg Tiamina 0,05 mg 0,14 mg Riboflavina Ácido fólico 2 mg Vitamina A 48 mg
Siendo mayor el porcentaje de grasa en los helados crema (alrededor del 11%) que en los de leche (3%). Lo mismo sucede con la energía (unas 200 Kcal/100gr en los helados crema frente a las 137 Kcal/100 gr., aproximadamente, de los helados de leche) (HTTP://WWW.MADRIDSALUD.ES/TEMAS/HELADOS.PHP) hora: 12:40pm; fecha: 18 - 10 - 13
2.2 Método s de extracción 2.2.1 Mé todo
y cuantificación
de Sox hlet
Es una extracción semicontinua con disolvente donde una cantidad de disolvente rodea la muestra y se calienta a ebullición, una vez que dentro delSoxhlet (Figura N° 01) el líquido condensado llega a cierto nivel es sifoneado de regreso al matraz de ebullición, la grasa se mide por pérdida de peso de la muestra o por cantidad de muestra removida. ( NIELSEN, 1998).
Figura N° 01. Esquema de extracción Soxhlet. 2.2.2 Método de Goldfish
Es una extracción continua por disolvente donde a la muestra se le hace pasar vapor de disolvente y la grasa se cuantifica por pérdida de peso en la muestra o por grasa removida (NIELSEN, 1998).
Figura N° 02. Esquema de extracción Goldfisch.
2.2.3 Método por lotes (en ba tch)
Se basa en una separación de fases entre dos disolventes no miscibles. Se sabe que la sustancia de interés es soluble en uno de ellos. Posteriormente se separa la fase que se sabe contiene la sustancia y se desecha la otra, se concentra y se obtiene la sustancia. Este método hace uso de la solubilidad intrínseca de la sustancia a separar; es claro que un compuesto polar es soluble en un disolvente polar, por tanto el otro disolvente debe ser no polar (HOFFMAN, 1989). 2.2.4 Método de Bligh-Dyer
El método de Bligh-Dyer así como su modificación por Hanson y Olley proporciona un método rápido para la extracción de lípidos de tejidos y productos alimenticios que contienen una cantidad significativa de agua. El método se basa en la homogenización de la muestra con cloroformo, metanol y agua en proporciones tales que se forme una sola fase miscible con el agua de la muestra. Al añadir alícuotas de cloroformo y agua se logra la separación de fases. El material lípidico se encuentra en la fase no acuosa, mientras que el material no lípidico se encuentra en la fase acuosa. Los lípidos se pueden extraer de dos gramos de muestra seca hasta veinte gramos de muestra húmeda. El contenido de agua de la muestra se ajusta a dieciséis mililitros conservar la proporción de cloroformo, metanol y agua es esencial si se pretende una separación de fases y una extracción cuantitativa d elididos. La ventaja de este procedimiento es que las etapas de filtrado y lavado son eliminadas. Sin embargo no es un método muy cuantitativo y tiene un elevado margen de error para muestras secas de cereales (ROSSELL Y PRITCHARD, 1991). 2.3 Butirómetro para leche.
Los butirómetros de leche deben estar completamente limpios y sobre todo libres de restos de grasa y luego deben ser llenados siguiendo este orden; ácido sulfúrico, leche y alcohol amílico. La leche y el alcohol amílico deben introducirse formando una capa encima de la otra y no deben mezclarse antes de agitar el butirómetro. Después de cerrado, el contenido del butirómetro se mezcla bien agitándolo e invirtiendo el butirómetro varias veces. Ajustar el tapón con cuidado para que se llene la escala pero que no haya líquido en el bulbo. Centrifugar el butirómetro en la centrífuga calentada, calentarlo durante 5 minutos en el baño maría a 65 °C, ajustar la línea divisoria entre la mezcla de ácido sulfúrico y la columna de grasa en una marca de división entera, leer el extremo superior de la columna de grasa en el mecanismo inferior (HART, 1958).
III.
MATERIALES Y MÉTODOS
A) MATERIALES Materiales:
Muestra alimenticia secada previamente: Harina. Papel filtro. Vaso Beaker de 100 ml. Pipeta de 10 ml. Bombilla de extracción.
Peras de decantación. Algodón. Embudo. Probeta de 10 ml. Desecadores.
Reactivos:
Hexano o éter. Alcohol etílico (absoluto). Éter etílico. Éter de petróleo. Cloroformo. Metanol. Etanol (absoluto).
Equipos:
Balanza analítica. Extractor soxhlet. Estufa a 100 – 105°C. Baño maría de 70 – 80°C. Evaporador rotatorio. Licuadora. Agitador magnético con su magneto.
B) MÉTODOS Ensayo N° 01
Extracción por solventes en caliente – Soxhlet. Método de la A. O. A. C.
En este método es necesario usar muestras deshidratadas, usar las muestras usadas en determinación de humedad. 1. El balón del soxhlet debe lavarse y ponerse a secar en la estufa a 110°C por espacio de una hora, sacarlo, enfriar en un desecador y pesar (P 1). 2. Pesar 3 g de muestra y empaquetarlo en papel filtro Wattman N° 02 y luego pesar (P2). 3. El paquete se coloca en el cuerpo del soxhlet. 4. Agregar n-Hexano destilado hasta que una parte del mismo sea sifoneado hacia el matraz. 5. Conectar la cocina a temperatura baja. El hexano al calentarse se evapora (69 – 34.6°C) y asciende hacia la parte superior del cuerpo, donde se condensa por refrigeración con agua y cae sobre la muestra, regresando posteriormente al matraz por el sifón, arrastrando consigo la grasa. El cilo es cerrado y la velocidad de goteo de la n-hexano debe ser de 30 a 40 gotas por minuto. El proceso durante 3 horas. 6. El matraz debe sacarse del aparato cuando contiene poco hexano (momentos antes de que éste sea sifoneado desde el cuerpo). 7. Evaporar el matraz en un desecador con silicagel o estufa a temperatura de 60°C. 8. Pesar el balón que tiene grasa (P 3). 9. Determinar la cantidad de grasa total en 3 g de muestra y expresarlo en porcentaje.
Para la verificación, el cartucho debe secarse en estufa a 100°C y luego ser pesado (P4) y comprobar: % =
Ensayo N° 02
( − ) ()
∗ 100
Análisis de leche (Butirómetro).
1. Transferir 10 ± 0.2 ml de ácido sulfúrico enfriado entre 15.5 y 21.1 °C a un butirómetro de Gerber. 2. Adicionar cuidadosamente 11 ml de leche a no más de 23.9°C (lentamente al principio para evitar mezcla) y 1 ml de alcohol isoamílico. Nunca debe adicionarse el alcohol directamente sobre el ácido. 3. Inserte el tapón y sujetando el butirómetro por los extremos agitar los líquidos totalmente evitando quemarse y especialmente con proyecciones de la mezcla ácida. Cuando la cuajada se halla disuelto por completo continuar la agitación por 10 a 15 segundos para asegurar la total digestión. En casi de leche homogenizada la agitación debe ser un 50% más prolongada. 4. Invertir el butirómetro varias veces para mezclar el ácido remanente en el cuello. 5. Llevar los butirómetros invertidos a la centrífuga a 1000 rpm por cinco minutos. La centrífuga debe estar calentada a no menos de 55°C. 6. Remover los butirómetros y leer inmediatamente el porcentaje de grasa haciendo coincidir la base de la columna con el cero, por medio del ajuste del tapón. 7. Si el número de butirómetro es grande, se pueden colocar en baño maría a 55 – 60°C hasta el momento de efectuar la lectura. De resultar difícil la separación de la grasa se recomienda calentar los butirómetros a 65°C y repetir la centrifugación.
IV
RESULTADOS
RESULTADOS DE EXTRACCIÓN EN FRÍO: PARA EL HELADO: = 3.0016 () = 31.8437 ( +) = 31.9398
% Lípido total =
% Lípido total =
(P − P ) × 4 × 1 0 0 g (muestra)
(31.9398 − 31.8437) × 4 × 100 3.0016
% í = . %
PARA LA LECHE: g de muestra = 3.0043 g
P(v) = 31.8913 g P(v +) = 31.9083 g % Lípido total =
% Lípido total =
(P − P ) × 4 × 1 0 0 g (muestra)
(31.9083 − 31.8913) × 4 × 100 3.0043
% í = . %
RESULTADOS DE ANÁLISIS DE LECHE Y/O DERIVADOS: Muestra de heladoA = 2.6% Muestra de heladoB = 2.1%
Promedio de las muestras A y B = (2.6 + 2.1) %/2 = 2.35%
IV.
DISCUSIONES
V.
El valor determinado de grasa en la muestra de helado de crema (sabor vainilla con salsa de fresa, cobertura sabor chocolate y maní tostado) durante el análisis de lípidos de extracción en frio fue de 12.8065% de grasa, que un porcentaje muy similar que señala la página de web http://www.madridsalud.es/temas/helados.php, alrededor de 11%, Esta variación de porcentaje se debió probablemente por malas mediciones y el inadecuado empleo del método. En la determinación de grasa de la leche por el mismo método (lípidos en extracción en frio) nos da como resultado 2.2634 % de grasa en la leche, lo que difiere bastante a lo señalado en la Tabla de Composición de Alimentos de Collazos (1996) que da como porcentaje de grasa en la leche es 3.50% esto podría deberse a condiciones alimenticias del animal, o errores en los procedimientos de determinación En la determinación de grasas con el Butirometro se obtuvo un valor promedio de 2.35% de grasas contenidas en el helado.
CONCLUSIONES
Los resultados del análisis de grasas en el helado muestra un valor de 12.8065%, superando el valor límite señalado por la página web. Los resultados del análisis de grasas en la leche muestra un valor de 2.2634%, manteniéndose por debajo de lo establecido por Collazos. En la determinación de grasas con el Butirometro se obtuvo un valor promedio de 2.35% de grasas contenidas en el helado.
VI.
RECOMENDACIONES
VII.
Se recomienda utilizar normas o técnicas establecidas, trabajando conforme se establece en la guía de práctica. Se recomiendo manejar con extremos cuidado los reactivos que se emplean en la práctica para así evitar algún accidente.
CUESTIONARIO
1. Explique los fundamentos de los métodos de cuantificación de lípido en alimentos. Análisis de Lípidos.
Los lípidos, junto con las proteínas y carbohidratos, constituyen los principales componentes estructurales de los alimentos. Los lípidos se definen como un grupo heterogéneo de compuestos que son insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos tales como éter, cloroformo, benceno o acetona. Todos los lípidos contienen carbón, hidrógeno y oxígeno, y algunos también contienen fósforo y nitrógeno. Los lípidos comprenden un grupo desustancias que tienen propiedades comunes y similitudes en la composición, sin embargo algunos, tales como los triacilgliceroles son muy hidrofóbicos. Otros, tales como los di y monoacilgliceroles tienen movilidad hidrofóbica e hidrofílica en su molécula por lo que pueden ser solubles en disolventes relativamente polares. Métodos de extracción y cuantificación
El contenido total de lípidos se determina comúnmente por métodos de extracción con disolventes orgánicos (por ejemplo Soxhlet, Goldfish, Mojonnier), sin embargo también puede cuantificarse por métodos de extracción que no incluyen disolventes (por ejemplo, Babcock, Gerber) y por métodos instrumentales que se basan en propiedades físicas o químicas de los lípidos (por ejemplo, infrarrojo, densidad y absorción es rayos X). Método de Soxhlet
Es una extracción semi continua con un disolvente orgánico. En este método el disolvente se calienta, se volatiliza y condensa goteando sobre la muestra la cual queda sumergida en el disolvente. Posteriormente éste es si foneado al matraz de calentamiento para empezar de nuevo el proceso. El contenido de grasa se cuantifica por diferencia de peso.
Método de Goldfish
Es una extracción continua con un disolvente orgánico. Éste se calienta, volatiliza para posteriormente condensarse sobre la muestra. El disolvente gotea continuamente a través de la muestra para extraer la grasa. El contenido de grasa se cuantifica por diferencia de peso entre la muestra o la grasa removida. Método por lotes
Este método hace uso de la solubilidad intrínseca de la sustancia a separar; es claro que un compuesto no polar es soluble en un disolvente no polar (Hoffman, 1989). La extracción se realiza en frío para evitar el daño del material lipídico y por lotes para incrementar la eficiencia. Método de Bligh-Dyer
El método de Bligh-Dyer así como su modificación por Hanson y Olley proporciona un método rápido para la extracción de lípidos de tejidos y productos alimenticios que contienen una cantidad significativa de agua. El método se basa en la homogenización de la muestra con cloroformo, metanol y agua en proporciones tales que se forme una sola fase miscible con el agua de la muestra. Al añadir alícuotas de cloroformo y agua se logra la separación de fases. El material lipídico se encuentra en la fase no acuosa, mientras que el material no lipídico se encuentra en la fase acuosa. Los lípidos se pueden extraer de dos gramos de muestra seca hasta veinte gramos de muestra húmeda .El contenido de agua de la muestra se ajusta a dieciséis mililitros para conservar la proporción de cloroformo, metanol y agua la cual es esencial si se pretende una separación de fases y una extracción cuantitativa de lípidos. La ventaja de este procedimiento es que las etapas de filtrado y lavado son eliminadas. Sin embargo no es un método muy cuantitativo y tiene un elevado margen de error para muestras secas de cereales.
Método de Röse-Gottlieb.
De acuerdo a este método, la separación de la grasa es lograda por amoniaco y etanol con un posterior efecto de deshidratación sobre los fosfolípidos. La grasa es disuelta en éter recién destilado y se añade algo de petróleo de tal suerte que se separen algunos compuestos no lipídicos que se puedan encontrar en la fase etérea. Esta mezcla es completamente inmiscible en agua de manera que mediante una extracción adecuada es simple dejar la grasa en la fase etérea y el residuo graso es pesado. Este método es particular para leche fresca que no
contiene ácidos grasos libres, los cuales en disolución alcalina forman sales de amonio y esto es insoluble en éter. Esta es la razón por la cual esto no se aplica a quesos, los cuales si tienen ácidos grasos libres. Método de Gerber.
Éste, así como los demás métodos volumétricos presentan un carácter un tanto cuanto empírico ya que varios factores afectan la gravedad específica de la grasa separada, variaciones propias de la grasa, ácidos grasos presentes, solubilidad de la grasa en los disolventes, etc. Con estos métodos volumétricos la muestra se sitúa en un butirómetro y se descompone utilizando ácidos o álcalis de manera que la grasa es liberada, esta se separa por métodos mecánicos (centrifuga) y se colecta en el cuello calibrado. Método de Mojonnier
La grasa es extraída con una mezcla de éter etílico y éter de petróleo en un matraz de Mojonnier, la grasa extraída se pone a peso constante y es expresada en porcentaje de grasa por peso. La prueba de Mojonnier es un ejemplo de extracción discontinua con disolvente. Esta extracción no requiere remover previamente la humedad de la muestra.
2. Diferencia entre los métodos. Método de Soxhlet
La determinación de grasa, o extracto etéreo por el método de Soxhlet, nos permite estimar el tiempo de almacenamiento de un producto alimenticio con base en el contenido de grasa, ya que un alimento que contenga una alta cantidad, sufre el proceso de oxidación o acidez. Método de Goldfish
El contenido de grasa se cuantifica por diferencia de peso entre la muestra o la grasa removida. Método por lotes. La extracción se realiza en frío para evitar el daño del material lipídico y por lotes para incrementar la eficiencia. Método de Bligh-Dyer
El contenido de agua de la muestra se ajusta a dieciséis mililitros para conservar la proporción de cloroformo, metanol y agua la cual es esencial si se pretende una separación de fases y una extracción cuantitativa de lípidos. La ventaja de este procedimiento es que las etapas de filtrado y lavado son eliminadas. Sin embargo no es un método muy cuantitativo y tiene un elevado margen de error para muestras secas de cereales.
Método de Röse-Gottlieb.
Este método es particular para leche fresca que no contiene ácidos grasos libres, los cuales en disolución alcalina forman sales de amonio y esto es insoluble en éter. Esta es la razón por la cual esto no se aplica a quesos, los cuales si tienen ácidos grasos libres. Método de Gerber.
Con estos métodos volumétricos la muestra se sitúa en un butirómetro y se descompone utilizando ácidos o álcalis de manera que la grasa es liberada, esta se separa por métodos mecánicos (centrifuga) y se colecta en el cuello calibrado. 3. Ventajas y desventajas de los métodos. Método Extracción con un solvente Continuo (BUTT)
Limitaciones
Solventes inflamables Debe trabajarse sobre muestra seca o de muy baja humedad, menos de 8%. Discontinuo (SOXHLET) Extracción incompleta, usa Éter etílico, éter de petróleo, alta temperatura, no puede alcoholes usarse para estudio de Automático (FOSS-LET FAT ANALYZER) ácidos grasos. No se puede aplicar a alimentos sometidos solvente Tetracloroetileno. a algún tratamiento térmico ni a leche y derivados lácteos. Extracción con mezcla de solventes Hidrólisis acida previa a la extracción No se recomienda ocupar el con solventes: Éter etílico, éter de extracto lipídico en el estudio petróleo de ácidos grasos aunque algunos autores lo emplean. No recomendable en alimentos ricos en azúcares, productos lácteos. Hidrólisis alcalina previa a la Equipo especial con tubos y extracción con solventes: Éter etílico, centrifuga adecuada. éter de petróleo. Alternativa: usar embudos de decantación. Método de Folch, Bligh y Dyer Cierto costo en solventes. ReCloroformo-Metanol extracción para purificación, debe conocerse el % de humedad Debe conocerse el % de humedad del alimento para ajustarla al 80%. Métodos volumétricos Carbonización selectiva con H2SO4 Equipo especial concentrado Otros métodos Dispersión de la 1uz. Milkotester. Equipo especial Near Infrared Reflectance (NIR) Equipo especial de alto costo. Requiere calibración NMR Equipo especial de alto costo. Requiere calibración
Ventajas y aplicaciones
Semillas oleaginosas, cubos de caldo saborizantes. Algunas sopas deshidratadas. Algunos tipos de derivados cárneos, frutas y verduras, algunos productos azucarados. Derivados cárneos
Método rápido, de amplia aplicación en diversos tipos de alimentos. Trabaja sobre muestra fresca. Debe aplicarse a todo alimento sometido a algún tipo de procesamiento o tratamiento térmico. Método de elección para leche y productos lácteos. Extracción en frio, aplicable prácticamente a todo alimento. El extracto se puede usar para determinación de ácidos grasos, esteroles, etc. Son métodos rápidos. Rápido. Se usó mucho para leche y derivados lácteos. Rápido. Leche cruda Cereales. Leche. Semillas oleaginosas. Método muy rápido.
VIII.
BIBLIOGRAFÍA
COLLAZOS, Carlos y otros, 1996. Tabla periódica de los alimentos.
HART F. L.; Análisis moderno de los alimentos; Acribia. Zaragoza (España), 1991.
PEARSON, D. 1986. Técnicas de laboratorio en el análisis de alimentos. Edit. Acribia-Zaragoza-España. WINTON A.L. Y WINTON K. LV. 1958 “Análisis de
edición.
alimentos Hispanoamericanas. 2º
