UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SAN SIMON FACULTAD: CIENCIAS Y TECNOLOGIA CARRERA: INGENIERIA DE ALIMENTOS
MATERIA
: LABORATORIO DE ANALISIS DE ALIMETOS
DOCENTE
: GIANNINI ZALLOCCO MARIA ESTHER
GRUPO
:3
FECHA
: 01 / IV / 09
COCHABAMBA - BOLIVIA
DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE GRASA (EXTRACTO ETEREO) 1.
INTRODUCCION:
Los constituyentes grasos de los alimentos consisten en diversas sustancias lipidas. El contenido de grasa se puede considerar como compuestos delípidos libres, o sea, aquellos que pueden ser extraídos con disolventes como éter de petróleo y éter dietílico, mientras que los lípidos combinados necesitan disolventes tales como alcoholes para su extracción La determinación de grasa o extracto etéreo por el método de soxlet, nos permite estimar el tiempo de almacenamiento de un producto alimenticio con base al contenido de grasa, ya que un alimento que contenga una alta cantidad, sufre el proceso de oxidación o acidez El método se basa en la homogeneización de alimentos húmedos con metanol y cloroformo en proporciones tales que forman una fase sencilla miscible con el agua en los alimentos, que al adicionar posteriormente cloroformo y agua se separan dos fases con los materiales lípidos en la capa de cloroformo. 2. OBJETIVOS
Obtener la grasa de un alimento homogeneizado mediante extracción directa con disolventes en frío con solventes por soxhlet. Extraer los lípidos de un alimento con solventes orgánicos. Conocer la técnica de extracción como método de separación y purificación de sustancias integrantes de una mezcla.
3. FUNDAMENTO TEORICO Los lípidos son insolubles en el agua y menos densos que ella. Se disuelven bien en disolventes no polares, tales como el éter sulfúrico, sulfuro de carbono, benceno, cloroformo y en los derivados líquidos del petróleo. Se encuentran lípidos, tanto en vegetales como en los animales. Muchos vegetales acumulan considerables cantidades de lípidos en los frutos y semillas. Los animales tienen grasa en las diferentes partes de su cuerpo, especialmente entre la piel y los músculos, en la médula de los huesos y alrededor de las vísceras. Hay lípidos sólidos, denominados grasas, y líquidos denominados aceites. El término grasa se emplea para aquellas mezclas que son sólidas o semisólidas a temperatura ambiente, en tanto que el término aceite se aplica a mezclas que son líquidas a temperatura ambiente. Existen diferentes familias o clases de lípidos, pero las propiedades distintivas de todos ellos derivan de la naturaleza hidrocarbonada de la porción principal de su estructura. Los lípidos desempeñan diversas funciones biológicas importantes, actuando: 1) Como componentes estructurales de las membranas, 2) Como formas de transporte y almacenamiento del combustible catabólico, 3) Como cubierta protectora sobre la superficie de muchos organismos, y 4) Como componentes de la superficie celular relacionados con el reconocimiento de las células, la especificidad de especie y la inmunidad de los tejidos.
Algunas sustancias clasificadas entre los lípidos poseen una intensa actividad biológica: se encuentran entre ellas algunas de las vitaminas y hormonas. Aunque los lípidos constituyen una clase bien definida de biomoléculas, veremos que con frecuencia se encuentran combinados covalentemente o mediante enlaces débiles, con miembros de otras clases de biomoléculas, constituyendo moléculas híbridas tales como los glucolípidos, que contienen lípidos y glúcidos, y las lipoproteínas que contienen lípidos y proteínas. En estas biomoléculas las propiedades químicas y físicas caracterí sticas de sus componentes están fusionadas para cumplir funciones biológicas especializadas. CLASIFICACION DE LOS LIPIDOS Se ha clasificado a los lípidos de diferentes maneras. La clasificación más satisfactoria es la que se basa en las estructuras de sus esqueletos. Los lípidos complejos, que se caracterizan porque tienen ácidos grasos como componentes, comprenden a los acilglicéridos, los fosfoglicéridos, los esfingolípidos y las ceras, que difieren en la estructura de los esqueletos a los que se hallan unidos, por covalencia, los ácidos grasos. Reciben, también, el nombre de lípidos saponificables porque producen jabones (sales de los ácidos grasos) por hidrólisis alcalina. El otro gran grupo de lípidos está constituído por los lípidos sencillos, que no contienen ácidos grasos y no son, por lo tanto, saponificables, entre ellos tenemos a los terpenos, esteroides y prostaglandinas. Los lípidos constituyen uno de los grupos importantes en que se clasifican los alimento. Para que se cumpla su rol, que es principalmente energético, deben sufrir en el organismo animal las transformaciones que delinearemos a continuación. Sobre los cuerpos grasos actúan las lipasas, de las que la gástrica tiene poco efecto, ella actúa en el estómago cuya reacción es ácida. La lipasa pancreática, que actúa en el intestino, provoca la saponificación de los lípidos (los desdobla en ácido graso y glicerina). Su acción se vé favorecida por el medio alcalino del intestino y por la bilis. Los hidratos cuando están diluidos emulsionan los cuerpos grasos, o sea que los dividen en finas gotitas en el seno del agua. El medio alcalino del intestino es débil y no llega a formar jabones. Si la cantidad de bilis es insuficiente la absorción de los ácidos grasos es lenta o deja de producirse, porque las sales biliares convierten los ácidos grasos de insolubles en solubles y, por lo tanto, capaces de atravesar la mucosa intestinal. Mientras dure este pasaje por la pared intestinal, los ácidos grasos vuelven al estado de grasa (ésteres) y van al torrente circulatorio. Los lípidos se oxidan en los tejidos convirtiéndose en dióxido de carbono y agua, de allí su poder energético. Los lípidos no oxidados que han sido tomados en los alimentos o que hayan sido producidos por el organismo se acumulan en el tejido adiposo, alrededor del corazón, los riñones, el hígado, etc. Los organismos animales producen lípidos a partir de otros alimentos como el azúcar, el almidón, en esto se fundamenta la ceba de vacunos, cerdos, etc. GRASA CRUDA: se nombra así porque no solo se obtiene la grasa, sino todo lo que sea soluble en éter, como son: aceites esenciales, colesterol, ceras, carotenoides, clorofila, etc. Se han utilizado otros disolventes (cloroformo, tetracloruro de carbono, sulfuro de carbono, etc.) pero el rendimiento y la composición de los extractos resultantes difieren algo del que se obtiene con éter etílico. La determinación se lleva a cabo sobre una muestra previamente deshidratada en estufa para eliminar su contenido en agua. Se utilizan dos tipos de extractores: LOS CONTINUOS (underwrites, knorr, golfish o bailey-walker) LOS INTERMITENTES (soxhlet y sus modificaciones). Este ultimo es mas eficaz, aunque una desventaja es la de utilizar cantidades considerables de disolvente. METODOS UTILIZADOS: De extracción directa con disolventes De extracción por solubilizacion
volumétricos. Método de extracción directa con disolventes: el contenido en lípidos, los cuales son fundamentalmente grasas neutras (triglicéridos) y ácidos grasos libres, se pueden determinar en los alimentos por extracción del material seco y reducido a polvo con una fracción ligera del petróleo o con éter dietilico en un aparato de extracción continua o intermitente. El tipo bolton o baley-walker: da una extracción continua debido al goteo del disolvente que no se condensa sobre la muestra contenida en un dedal que es un filtro poroso alrededor del cual pasa el vapor caliente del disolvente. El tipo Soxhelt: da una extracción intermitente con un exceso de disolvente recientemente condensado. La eficacia de estos métodos depende del pretratamiento de la muestra como de la selección del disolvente. Método de extracción por solubilizacion: Los lípidos asociados pueden ser liberados si la muestra del alimento se disuelve completamente antes de hacer la extracción con disolventes pola res. La disolución del alimento se puede lograr por hidrólisis acida o alcalina. La extracción alcalina da res ultados muy exactos, lo que hace que la técnica sea muy recomendable. La separación del disolvente que contiene la grasa extraída de las muestras solubilizadas por acido o álcali puede facilitarse con aparatos de extracción adecuados como tubos con sifón o frascos lavadores o por tubos especialmente diseñados que permiten la decantación. Métodos volumétricos: Estos consisten en disolver la muestra con acido sulfúrico y separar la grasa por centrifugación en tubos de vidrio calibrados especialmente. En EUA se usa el método de BADCOCK y en los países europeos el método de GERBER es el usado comúnmente en las determinaciones de rutina de grasa en leche y productos lácteos. Procedimientos generales para la extracción de lípidos Para la cuantificación y extracción de lípidos se pueden utilizar diferentes métodos: Extracción húmeda (Babcock, Gerber, Roese-Gottlieb); Extracción seca (Intermitente, Continua); Extracción en frío. En el caso de la la determinación de grasa serealiza por extracción seca por lo tanto mencionaremos acerca de este metodo Extracción Seca.
Se debe secar antes la muestra, se aplica a cualquier tipo de alimento, ya sea de origen animal ó bien de origen vegetal y el solvente utilizado debe ser anhidro. Para llevar a cabo esta determinación el material seco se sujeta a una extracción continua (Método de Goldfish) o intermitente (Método de Soxhlet) con un solvente adecuado. El contenido de grasa reportado por ambos métodos se denomina grasa cruda o extracto etéreo (cuando el solvente utilizado es éter de petróleo o éter etílico) y representa el contenido de lípidos extraíbles, siendo la distribución de éstos muy variable. La determinación de extracto etéreo o grasa cruda es un procedimiento de extracción sólidolíquido. Depende de la solubilidad diferencial en un solvente líquido particular de dos o más componentes presentes en el material sólido , uno de los cuales es o mucho más soluble o se extrae más rápidamente que los otros. Si la diferencia en solubilidad y velocidad de disolución es suficientemente
grande y si la mezcla está tan finamente dividida que cada partícula del constituyente más soluble se expone a la acción del solvente, el tratamiento de la muestra con una cantidad suficiente del solvente produce una fase líquida que contiene todos los componentes solubles y una fase residual sólida que contiene los componentes insolubles, sin embargo la separación de los componentes solubles de los insolubles nunca es completa porque el extracto usualmente contiene una cantidad variable de los componentes menos solubles, así como tampoco hay una demarcación definida entre la solubilidad de los componentes. Extractor Soxhlet: Es un tipo de material de vidrio utilizado para la extracción de compuestos, generalmente de naturaleza lipídica, contenidos en un sólido, a través de un solvente afín Descripción: El condensador está provisto de una chaqueta de 100 mm de longitud, con espigas para la entrada y salida del agua de enfriamiento. El extractor tiene una capacidad, hasta la parte superior del sifón, de 10 ml; el diámetro interior del extractor es de 20 mm y longitud de 90 mm. El matraz es de 500 ml de capacidad. Esta conformado por un cilindro de vidrio, vertical de aproximadamente un pie de alto y una pulgada y media de diámetro. La columna está dividida en una cámara superior e inferior. La superior o cámara de muestra sostiene un sólido o polvo del cual se extraerán compuestos. La cámara de solvente, exactamente abajo, contiene una reserva de solvente orgánico, éter o alcohol. Dos tubos vacíos, o brazos corren a lo largo, a un lado de la columna para conectar las dos cámaras. El brazo de vapor, corre en línea recta desde la parte superior de la cámara del solvente a la parte superior de la cámara del sólido. El otro brazo, para el retorno de solvente, describe dos U sobrepuestas, que llevan desde la cámara de la muestra el solvente hasta la cámara de solvente. El soxhlet funciona cíclicamente, para extraer las concentraciones necesarias de algún determinado compuesto. Éste funciona de la siguiente forma: Cuando se evapora el solvente sube hasta el área donde es condensado; aquí, al caer y regresar a la cámara de solvente, va separando los compuestos, hasta que se llega a una concentración deseada. Esto puede ocasionar problemas con algunos compuestos, que con los ciclos llevan a un rompimiento, como lo es el ámbar. Extracción continúa . Se emplea un aparato denominado Goldfish. Este método se caracteriza
porque el solvente está en contacto continuo con la muestra, se emplea un dedal poroso (de Alundum), el cual va a contener a la muestra. El dedal mas la muestra se coloca en el vaso de Goldfish, se adiciona el solvente y se monta en el aparato de extracción. Los solventes a utilizar pueden ser éter, hexano o acetona, controlando el calentamiento para evitar que se volatilice el solvente. Este método es recomendado para productos cárnicos y pescados. Extracción intermitente. Se emplea el aparato Soxhlet, el cual es de vidrio con uniones
esmeriladas para evitar la pérdida de vapores del solvente a utilizar. En este método , durante el calentamiento el solvente se evapora pero es condensado y recogido en el lixiviador que posee un sifón de tal manera que al llegar a un determinado nivel el solvente en el lixiviador cae al matraz nuevamente, de ahí su nombre, ya que el solvente está en forma discontinua en contacto con la muestra. Cada vez que el solvente cae, extrae la grasa.
Los solventes que se emplean son iguales al del Goldfish (éter de petróleo, hexano, éter dietílico). Este método es más recomendado para cereales y semillas. Puede a plicarse a otro tipo de alimentos, como los cárnicos, aplicando un pretratamiento adecuado a la muestra, solvente y tiempo de extracción.
Recomendaciones para la aplicación del método
1. Naturaleza del material que va a ser extraído a. Velocidades comparativas a las que los componentes pasan a la solución b. Efecto de un componente sobre la solubilidad de otro c. Tamaño de partícula del material a extraer. Con respecto a este punto aún cuando se considera que entre menor sea el tamaño de partícula más eficiente será la extracción, para esta determinación no se recomienda una muestra finamente molida ya que puede pasar a través del poro de los dedales utilizados. Con el fin de evitar este error se recomienda envolver la muestra en un papel filtro, como se muestra en la figura, antes de colocarla en el dedal d. Cantidades relativas de los componentes más y menos solubles 2. Naturaleza del solvente a. Difusibilidad b. Poder de disolución 3. Superficie ofrecida al solvente 4. Velocidad a la que circula el solvente a través del dedal de extracción 5. Cantidades relativas de solvente y material a extraer Grasa por hidrólisis. En ciertos alimentos como huevos, productos de panificación, levaduras, harinas de pescado, etc., la extracción directa con éter no extrae toda la grasa ya sea porque el éter no penetra suficientemente las partículas para extraer toda la grasa o porque la grasa se encuentra combinada con otros constituyentes como las proteínas o los carbohidratos y no está libre. Por ello es necesario llevar a cabo una desintegración del alimento calentando con ácido el cual además hidroliza las proteínas y al almidón, destruye las paredes celulares y libera la grasa, siendo así más fácil su extracción. 4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Determinación de grasa (extracto etereo) En un vaso tarado pesar aproximadamente 2 gr de muestra en la balanza analítica con la ayuda de una espátula Medimos 50 ml de HCl diluido en una probeta y echamos al vaso que contiene la muestra y llevamos a hervir a la hornilla por un tiempo estimado de 30 minutos Pasado ese tiempo bajamos y dejamos enfriar esto para que nuestra grasa se quede en el papel filtro, mientras tanto preparamos el equipo de filtración (papel filtro, embudo, vaso de precipitado para recibir el filtrado y una varilla para evitar pérdidas) Durante el filtrado vamos lavando con agua destilada la grasa que quede en el papel filtro, esto para eliminar el acido. Para comprobar si nuestra muestra está bien lavada verificamos usando un indicador como el rojo de metilo en el agua desechada durante el lavado, posteriormente cuando ya la muestra este neutralizada lo llevamos a la mufla a 130 °C Preparamos con el papel de filtro un paquete de tal forma que la muestra quede segura. Y la colocamos el paquete en la cámara de extracción.
Pese el balón vacío, en el cual posteriormente se depositará la grasa, anote el peso. Fije el balón a la parte inferior del Soxhlet en forma segura, con la finalidad de evitar la fuga del éter etílico. Por la parte superior del Soxhlet vierta el éter de petróleo hasta que por diferencia de presión baje a través del cuello del Soxhlet al balón, luego añada éter etílico hasta cubrir el paquete 150 ml. Fije bien el Soxhlet a la parte inferior del refrigerante. Empezamos la extracción durante cuatro horas a 35 °C, evitando todo tipo de fuego tal como mechero, cigarrillo encendido, etc., por esta razón se utiliza hornilla debido a que el éter de petróleo es altamente inflamable. Controle que el flujo de agua en el refrigerante no se interrumpa, si esto ocurriese, detener la extracción hasta que se regule el flujo adecuado del agua. Después de las cuatro horas de extracción recuperamos el solvente a medida que se condense en la cámara de extracción. El paquete de la muestra se guarda para su posterior análisis de fibra. Evite que la grasa depositada en el balón se queme, deje enfriar el balón conteniendo la grasa para luego colocarlo en la estufa durante una hora, con la finalidad de que el éter etílico se evapore completamente y sólo se tenga grasa. Después de estar una hora en la estufa, deje enfriar a temperatura ambiente. Pese el balón conteniendo la grasa y anote el peso. 5. DATOS: Determinación de grasa (extracto etereo) # grupo Masa muestra de api Masa balón vacio (g) (g) 3 2.2202 102.3732
Masa balón + grasa (g) 102.4257
6. CALCULOS
Donde: B = Peso del balón vacío. BG = Peso del balón más la grasa. W=Peso de la muestra.
7. RESULTADOS:
8. CONCLUSION: A través de este proceso analítico fue posible determinar la cantidad en porcentaje de extracto etereo. el resultado obtenido se encontró satisfactorio ya que en un alimento no debe haber mucho porcentaje de grasa, por otra parte hemos podido considerar los aspectos teóricos de este tipo de extracción ya que se aprovechan las propiedades del solvente (eter) para una extracción mas completa y de excelencia en cuanto a pureza del extracto final, y por lo tanto este método nos proporciona la facilidad de calcular la fracción grasa de la muestra. Además de que se aplico conocimientos de anteriores lab oratorios en cuanto al manejo de los materiales 9. CUESTIONARIO: Qué finalidad tiene la hidrólisis acida previa a la extracción etérea? Los lípidos asociados pueden ser liberados si la muestra del alimento se disuelve completamente antes de hacer la extracción con disolventes polares. La disolución del alimento se puede lograr por hidrólisis ácida o alcalina. En el método ácido (proceso de Werner-Schmidt) el material es calentado en baño de agua hirviente con ácido clorhídrico para romper las proteínas y separar la g rasa como una capa que flota sobre el líquido ácido Porque utilizaría éter etílico como solvente de extracción? Los disolventes orgánicos éter de etílico utilizado tiene alta capacidad de solvatación hacia la sustancia que se va a extraer y un bajo punto de ebullición para facilitar su eliminación posterior ya que es un disolvente activo (selectiva) se emplea para separar mezclas de compuestos orgánicos en función de la acidez, de la basicidad o de la neutralidad de éstos. En la disolución usando álcali (método de RoseGottlieb), el material se trata con amoníaco y alcohol en frío y la grasa se extrae con una mezcla de éter y petróleo ligero. El alcohol precipita las proteínas que se disuelven en el amoníaco; entonces las grasas pueden ser extraídas con éter. El petróleo ligero es entonces adicionado ya que reduce la proporción de agua y consecuentemente también las sustancias no grasas solubles, tales como la lactosa en el extracto. La extracción alcalina da resultados muy exactos, lo que hace que la técnica sea muy recomendable.
