Análisis de los alimentos: No solo determina los componentes, como grasas, proteínas, Carbohidratos y compuestos especiales, sino también parámetros globales de componentes mayoritarios y minoritarios que se determinan de manera sencilla, por métodos fisicoquímicos y se utilizan para evaluar y caracterizar los distintos productos. Entre las determinaciones generales se presentan las siguientes:1.1. Densidad: es la masa de su unidad de volumen (g/ml).1.1.1. Determinación picnométrica de la densidad relativa, aplicaciones: Bebidas, jugos de frutas, vino, cerveza, bebidas alcohólicas.Fundamento: La densidad relativa d 20/20 se determina picnométricamente. (Densidad relativa a 20 grados C. de un líquido y la del agua pura a 20 grados C.)1.2. Determinación de agua: 1.2.1. Determinación de agua por el método Karl-Fischer.Aplicaciones: Alimentos en general, especialmente aquellos productos con un contenido bajo en agua, como grasas o aceites.

Fundamento: La muestra homogeneizada se suspende o disuelve en solución metanólica de dietanolamina/dióxido de azufre y a continuación se valora volumétricamente con la disolución metanólica de yodo. El punto final de la valoración se determina electrométricamente por el método de “dead stop”, parada total. Valoración con corriente de polarización:Amperometría, con dos electrodos indicadores.1.2.2. Determinación de agua por destilación azeotrópica.Aplicación: Alimentos no homogéneos, voluminosos, tales como verduras secas, repollo ácido.Fundamento: La muestra se destila, añadiendo toluol o xilol. El azeótropo toluol/agua (Kp. 84 C) O xilol/agua (Kp. 92 C) se separa debido a la reducida densidad del toluol o del xilol , tras la condensacin. El agua arrastrada se mide al terminar la destilación.1.3. Determinación de la sustancia seca: Sustancia seca es la suma de todos los componentes no volátiles. Se determina generalmente por el secado de la muestra y pesada del residuo.; por medida de la refracción o de la densidad. La diferencia entre el contenido de la sustencia seca y el 100% se denomina contenido de agua.

1.3.1. Determinación gravimétrica de sustancia seca.Aplicaciones: Alimentos en general.Fundamento: La muestra se seca directamente, o triturada con arena de mar en una estufa desecadora normalmente a 102 +/- 2 de temperatura Si se utiliza vacío, bastan unos 70 C, hasta pesada constante, calculándose el resíduo por diferencia de peso.1.3.2. Determinación refractométrica de sustancia seca.Aplicaciones: Miel, crema de azúcar invertido (miel artificial)Fundamento: El índice de refracción de una muestra líquida o fundida se mide a 40 C. por medio de un refractómetro y se calcula el porcentaje de sustancia seca.1.3.3. Determinación picnométrica del contenido en sustancia seca.Aplicaciones: Miel, mermelada.Fundamento: El comportamiento densitométrico del extracto de la muestra frente a agua destilada a 20 C (densidad relativa d 20/20) se determina picnométricamente. A partir de este valor el porcentaje de sustancia seca de la muestra se calcula con la ayuda de las fórmulas establecidas por medio de tablas.

1.4. Determinación e investigación de cenizas. 1.4.1. Determinación del residuo de incineración por incineración directa o contenido de cenizas.Aplicaciones: Alimentos en general.Fundamento: Se calcina/incinera la muestra (en caso necesario tras su desecación) a 550 C. en la mufla y se calcula el residuo de incineración por diferencia de peso.1.4.2. Determinación de cenizas solubles en ácido (contenido en arena)Aplicaciones: Alimentos, principalmente hortalizas.Fundamento: El residuo de la muestra obtenido por incineración a 550 C. se trata con ácido mineral diluído. La fracción insoluble se calcula por diferencia de peso, después de su filtración y nueva incineración. Este residuo se denomina contenido en arena, aunque además de

óxido de silicio se encuentran otras sustancias insolubles.1.4.3.Determinación del tipo de harina de cereal.Aplicaciones: Harinas de cereal, cereales.Fundamento: La harina se carboniza primero en el Mechero de Bunser y a continuación se incinera a 900 CEl residuo de incineración se obtiene por pesada y se refiere a sustancia seca.1..4.4. Determinación de la alcalinidad de las cenizas:Aplicaciones: Jugos de frutas, bebidas a base de jugos de frutas, vino.Fundamento:La muestra se evapora hasta sequedad y después se quema a 550 C. El residuo se recoge en ácido sulfúrico de molaridad conocida y se calienta. Después de enfriar, se determina el exceso de ácido con hidróxido

Sódico.1.5. Contenido en fibra bruta/dietética.1.5.1.Determinación de la fibra bruta según “Scharrer-Kurschner” Aplicaciones : Alimentos de origen vegetal: Fundamento: La muestra se tritura y en su caso se desengrasa; se trata con una mezcla ácida, se filtra, el residuo se lava con etanol y éter, se seca y se pesa. Después de incinerada se resta el contenido en cenizas del peso que se había obtenido.1.5.2. Determinación de la fibra dietética orgánica insoluble:Aplicaciones: Alimentos a base de cereales.Fundamento: La muestra se desmenuza, se desengrasa

si es necesario; se trata con disolución detergente neutra y alpha-amilasa y se filtra. El residuo se seca y se incinera a 500-520 C. El contenido en fibra dietética insoluble se obtiene por diferencia de pesada antes y después de la incineración. Medida de pH: (Análisis instrumental)La medida de pH tiene una gran variedad de aplicaciones, incluyendo los alimentos, procesos industriales,incluyendo la investigación . y el desarrollo. El pH es una medida de la acidez o alcalinidad en una solución. El valor del pH nos indica la relativa cantidad de iones hidrógenos contenidos en una solución. Cuanto mayor sea la concentración de iones hidrógenos, más ácida será la solución y menor el pH. En esta relación el pH es definido como el negativo del logaritmo de la actividad de hidrógeno.

Un sistema estandar de medida de pH consiste de tres elementos:

1) Electrodo de pH2) Elemento de compensación de temperatura.3) Medidor o controlador de pH.Definición de pH: El valor de pH de una solución es

el negativo del logaritmo de su actividad de iones hidrógeno (a) que es el producto de la concentración de iones hidrógeno [H+] y el coeficiente de actividad de hidrógeno (gH+) a esa concentración.

pH= -log = -log H+ [H+]En agua pura y en soluciones diluídas la actividad

H+ puede ser considerada la misma como la concentración de H+

pH = -log H+ [H+] = -log [H+]Las medidas de pH de una solución nos da el grado de acidez o alcalinidad relativa de la ionización del agua. El agua pura se disocia para dar 10^–7 M de [H+] y [OH-] a 25 C; entonces el pH del agua es 7 el punto de su neutralidad

pH agua = -log [H+] = -log 10 ^-7 = 7La mayoría de medidores de pH están en el rango de 0 a 14. Soluciones con un alto [H+] mayores que el agua (pH menores de 7) son ácidos y con soluciones con un menor [H+] que el agua (pH mayores que 7) son básicos o alcalinos.

Super acido neutro baseAcido (agua pura)

0 2 4 10 12 14.00 pH

+414 mV +177 mV 0 mV -177 mV -414 mV

Medida del pH: La medida del pH involucra la comparación del potencial de la solución con desconocido [H+] al potencial de referencia conocida. Los medidores de pH convierten la relación de voltaje entre media celda de referencia y media celda sensora a valores de pH. Actualmente la mayoría de los electrodos son una combinación de electrodos de medias celdas de referencia y sensoras en el mismo cuerpo. Media celda de referencia : Contiene un conductor (usualmente plata con cubierta de cloruro de plata , sumergida en una solución con un conocido [H+]) . El potencial entre el conductor interno y la solución es constante, dando una referencia de potencial estable.Media celda de sensor: (Se le llama media celda de medida) Está hecha de un vidrio no conductor (o epoxi) un tubo sellado a una conductiva membrana de vidrio.

Como la media celda de referencia, la media celda sensora también tiene un conductor sumergido en una solución electrolítica amortiguadora que asegura voltajes constantes en la superficie de entrada de la membrana de vidrio y del conductor sensor. Cuando el electrodo de pH es sumergido en la solución para ser medida, un potencial es establecido en la superficie de la membrana del sensor de vidrio. Si la solución desconocida es neutra, la suma de los voltajes fijados en la superficie de entrada de la membrana de vidrio y sobre el conductor sensor, aproximadamente igualan el voltaje sobre la superficie de salida de la membrana de vidrio y de la media celda de referencia. Este resultado tiene una diferencia de potencial de 0 mV y un valor de pH de 7. En soluciones ácidas o alcalinas, el voltaje en la superficie de la membrana de salida cambia proporcionalmente al cambio en los [H+]. El medidor de pH detecta el cambio en

potencial y determina el [H+] de la solución desconocida por medio de la ecuación de Nernst:

E = E* + 2.3RT log desconocido [H+] nF interno [H+]Donde: E = diferencia total de potencial (mV)

E*= potencial de referencia R = constante de gas T = temperatura en grados Kelvin n = número de electrones F = constante de Faraday

[H+] = concentración ion hidrógeno

Compensación de temperatura en medidor de pH:El pH de una solución es función de su temperatura. La salida de voltaje del electrodo cambia linearmente en relación con los cambios en pH y la temperatura de la solución determina la pendiente de una gráfica. Una unidad de pH corresponde a 59.16 mV a 25 grados C., el voltaje estandar y la temperatura con que fue calibrado son referenciados. El voltaje del electrodo decrece a 54.20 mV/unidad de pH a100 C. Como los valores de pH son dependientes de la temperatura, algunas aplicaciones son requeridas en la compensación para asegurar la estandarización de los valores de pH. Medidores y controles con compensación automática (ATC) reciben una continua señal del elemento de temperatura y automáticamente corrigen el valor del pH basado en la

temperatura de la solución. Hay compensadores de temperatura manuales que requieren el uso de la temperatura de entrada.

Grasas y Sustancias acompañantesLas grasas verdaderas o triglicéridos se forman en el metabolismo vegetal y animal y desde el punto de vista fisiológico tienen un elevado valor calórico. Un gramo de grasa es igual a 9.3 Kcal. La determinación cuantitativa del contenido graso de un alimento se hace por extracción con un disolvente.

Extracción directa y método de SoxhletAplicaciones:Alimentos en general, se exceptúan en aquellos en los que la grasa está recubierta (productos lácteos, ver 2.2)Obtención de la fracción de grasa libre para posterior caracterización.Fundamento: La muestra anhidra se extrae con éter dietílico y con

Aparato de extracción de Soxhlet

éter de petróleo y después se determina gravimétricamente el extracto seco, del que se habrán eliminado los disolventes.Cálculo: El % de grasa se calcula por medio de la fórmula siguiente:

G[%] = m1 -m2 x 100 MEn donde m1 = peso del matraz vacío

m2 = peso del matraz con grasa después secado M = peso de la muestra Extracción por tratamiento ácido: método de Weibull-Stoldt.Aplicaciones: Alimentos en general. En caso de productos lácteos ver 2.2, obtención de la fracción grasa total de la muestra para posterior caracterización.

Fundamento: La muestra homogeneizada se trata con ácido clorhídrico y la grasa se separa por filtración. El resíduo obtenido se lava con agua caliente neutra, se seca y se extrae con el dispositivo de Soxhlet y el extracto se pesa una vez desecado.Cálculos: La misma fórmula que el Método de Soxhlet.Determinación del contenido de grasa de la leche y productos lácteos:Extracción por tratamiento áciddo, Método de Rose-Gottlieb:Aplicaciones: Leche, leche semidescremada, leche en polvo, leche condensada azucarada y sin azucarar, crema y crema batida, y suero.Fundamento: Las proteínas se eliminan por tratamiento de la muestra con amoníaco, extrayéndose la grasa liberada con disolventes orgánicos. Después de destilar los solventes, la grasa aislada se seca y se pesa.Cálculos: La misma forma que el Método de Soxhlet.Método de Gerber:Aplicaciones: Leche con un contenido graso del 1 al 8 % y leche ácida.Fundamento: Se trata la proteína de la leche en el butirómetro con

Ácido sulfúrico en caliente, separándose por centrifugación la grasa liberada. La adición de alcohol amílico facilita la separación de fases y desppués de centrifugar, el contenido de grasa se lee directamente en la escala de este aparato.Caracterización de grasas y aceites:Determinación de indice de acidezAplicaciones: Grasas vegetales y animales y ácidos grasos. El índice de acidez (IA) representa la cantidad en miligramos de hidróxido de potasio necesario para la neutralización de los ácidos grasos libres presentes en 1g de grasa. Fundamento: Se disuelve la muestra en un disolvente orgánico y los ácidos presentes se titulan con una disolución de hidróxido de potasio frente a la fenolftaleína. Cálculos: IA = a x C x 56.1

MRef: a = ml de Hidróxido de Potasio Gastados C = Concentración de Hidróxido de Potasio en mol/litro. M = Peso de la grasa en gramos. 56.1 = Masa Molar del KOH

En caso de muestras sin ácidos minerales a partir del IA se calcula el porcentaje de ácidos grasos libres (FFA) .

FFA [%] = IA x MAG x 10056.1 x 1000

MAG = Masa molar del ácido graso mayoritario o masa molar media de los ácidos grasos totales.M ácido aoléico = 282M ácido palmítico = 256M ácido láurico = 200

xDeterminación del Indice de Peróxido:IPO = Indice de Peróxido. Es una medida del oxígeno unido a las grasas en forma de peróxidoRepresenta la cantidad determinada de oxígeno activo de 1 Kg de muestra y se representa como 1/8 de mmol/Kg, multiplicado por el IPO por la masa equivalente del oxígeno (=8) se obtienen los miligramos de oxígeno activo por Kg de muestra.

Cálculos :IPO = (a – b) x C x 1000

P

a = ml. de tiosulfato sódico gastados en ensayo principalb = ml. de tiosulfato sódico gastados en ensayo en blancoC = concentración mol/l de la solución de tiosulfato de sodio utilizadaP = peso de la muestra en gramos

Determinacián de Indice de Yodo:Aplicaciones: Grasas vegetales y animales. El Indice de Yodo (II) es una medida del grado de insaturación de una grasa.Definición: El Indice de Yodo representa la cantidad de Yodo elemental ligado por 100 g de grasa o ácidos grasos.Fundamento: La grasa disuelta se mezcla con un exceso de Bromo. La cantidad de Bromo que no se adiciona a los dobles enlaces (ecuación 2.1) oxida una disolución de yoduro a yodo (ecuación 2.2) que se determina por valoración de una disolución de sulfato de sodio (ecuación 2.3). La reacción se hace en la oscuridad.Cálculos:

II = (b – a) x C x 126.91M x 10

b = ml. de disolución tiosulfato de sodio (0.1 mol/l ) gastados en el ensayo en blanco.a = ml de solución patrón de tiosulfato de sodio (0.1 mol/l) gastados en el ensayo principal.

C = concentración de la disolución patrón de tiosulfato de sodio en mol/lM = Peso de grasa en g.126.91 = masa atómica del yodo.

Clasificación de Grasas y Aceites:Indice de Yodo TipoEjemplo< 100 no secante Aceite oliva (84) 100 a 140 semisecante Aceite girasol (132)>140 secante Aceite linaza (186)

Butirómetro, Gradilla de Tubos de Ensayo y Centrífuga. Método de Gerber

Análisis InstrumentalProcedimientos Opticos/Espectroscópicos

Estos procedimientos en Qumica Analítica tienen una base común: La interacción de materia y energía en forma de radiación. El intervalo de la radiación entre microondas-rayos X, se entiende por luz. Sólo la parte visible del espectro electromagnético, longitud de onda, de 400 a 800 nm. Los procedimientos utilizados en el Análisis de Alimentos usan las siguientes interacciones:-Absorción de radiación por la materia: espectroscopía UV/Vis, fotometría, espectroscopía IR y AAS.-Emisión de radiación por la materia: fotometría de llama.-Rotación de luz lineal polarizada por la materia: polarimetría.-Refracción de la luz por la materia: refractometría.

Espectroscopía ultravioleta/visible – FotometríaFundamento: En el intervalo UV – Vis, cuando atraviesa una muestra se absorbe, bajo ciertas condiciones.Obtención de espectros UV/Vis: Los espectros se determinan en disoluciones muy diluídas. (1 mg. de muestra/100 ml. solución). Disolventes: agia, etanol

o hidrocarburos. La muestra disuelta, sin burbujas, se pasa a una cubeta (de quarzo, vidrio o material sintético). Espesor, 1 cm. y se tapará si la muestra es muy volátil. La cubeta se coloca en el haz problema. En los aparatos con dos haces, en el de referencia se coloca una cubeta de igual espesor con una solución patrón de disolvente puro, o se deja el rayo de referencia sin modificar; y a esto se le llama “medida frente al aire”. El especto UV-Vis. Muestra de manera gráfica la extinción en función de la longitud de onda.Interpretación de los espectros: A partir del número e intensidad de las bandas se determina la composición de una sustancia desconocida. Existen colecciones de espectros comparados, de correlaciones empíricas y tablas de correlación las cuales pueden utilizarse.lLey de Lambert-Beer: En soluciones diluídas, la concentración c de la molécula absorbente y la transparencia T de la muestra frente a la radiación UV-Vis es:

Donde

T = transparencia de la muestra a longitud de onda lamdaI T = Intensidad de la radiación después de atravesar la muestra Io = Intensidad de la radiación antes de atravesar la muestra

(referencia)e = Coeficiente de absorción decimal molar a longitud de onda c = Concentración de las moléculas absorbentesd = Espesor de la cubetaLa extinción E es el logaritmo decimal de la transparencia y parámetro directamente proporcional a la concentración c y que por lo general se mide directamente en el espectro UV – Vis:

Esta relación lineal, válida para soluciones diluídas, es la base de los análisis fotométricos y se usa tambiénen la cuantificación de las enzimas.

Fotometría: La evaluación cuantitativa de los espectros UV – Vis se basa en la Ley de Lambert-Beer. No se hacen en todo el espectro sino sólo en longitudes de onda de máxima absorción. Se mide la extinción de disoluciones con la muestra a investigar en concentraciones exactas (Patrón o estándar). Se construye la curva patroón (Recta patrón). Muchas veces se grafica: E = f(c) .Por interpolacin, con ayuda de la curva patrón y a partir del valor de extinción de la muestra, se calcula la concentración del compuesto buscado, ya sea matemáticamente o gráficamente. Existen los fotómetros de 1 y 2 haces. En los de 1 haz, antes de cada medida, se elimina la absorción del disolvente por comparación con 1 blanco. En los de 2 haces, la absorción propia del disolvente se elimina automáticamente, comparando las intensidades de la muestra y de la referncia. En la figura siguiente se representa esqumáticamente la estructura de un fotómetro de 2 haces.

Aplicaciones: La espectroscopía UV/Vis sirve en forma de fotometría para determinar los componentes de los alimentos y sus aditivos. Es necesario una transformación química, con reactivos adecuados, para obtener productos coloreados que después se medirán fotométricamente en el intervalo de la luz visible. Existen casos en que los compuestos se miden directamente. La fotometría es base de la cuantificación de los análisis enzimáticos.Cálculos: El debilitamiento de la intensidad de la radiación por absorción, se mide y se refiere a un patrón (curvas patrón) o métodos relativos. Los cálculos se realizan a partir de una curva patrón (con la extinción en función de la concentración) que es una recta en virtud de la ley de Lambert-Beer realizándose las medidas frente a un blanco.Nota: La fotometría difiere de la colorimetría: La colorimetría se basa en comparación de colores y la fotometría lo hace por absorción de radiación o en la transparencia a la radiación. El método fotométrico usa luz monocromática. Si es incompleta, la absorción, respecto a la concentración, no será lineal.La espectroscopía trabaja en un rango del espectro de la manera siguiente: UV con un rango de longitud de onda de 200 a 400 nm; visible (Vis) de 400 a 750 nm e infrarrojo de 750 a 300000.

Espectroscopía InfrarrojaEsta se basa entre la interacción de la radiación electromagnética y la materia. En el espectrómetro IR la muestra gaseosa, líquida o sólida disuelta o preparada se expone a una radiación policromática cuya energía está en el intervalo IR. De esta manera se provocan vibraciones de las moléculas de la muestra. Las moléculas pasan debido a la absorción de quantos de luz desde un estado de vibración base al primer estado de vibración excitado cuando la frecuencia de los quantos de luz corresponden a la de la vibración en cuestión (Condición de Resonancia) Las frecuencias de la radiación absorbida y así de la vibración de la molécula de la muestra se determinarán por el espectro IR. Estos muestran la transparencia de la muestra a la radiación electromagnética dependiendo de la frecuencia o del número de onda.Como fuente de radiación IR se utiliza la Barra de Nernst, varilla de óxido de circonio y otros óxidos o un Globar, varilla de carburo de silicio. Ambas trabaman a una temperatura de 1900 o 1500 grados Kelvin. Existe el espectrofotómetro IR muy simple de operar y de mantenimiento, con menú de autoayuda para seguir cada paso en la operación. Usa botones de control para la operación de todos los parámetros y da una rápida toma de datos. Diseño óptico de alta energía y un detector DTGS (Deuteriated-tri-glycide sulfate) muy sensible da excelente resolución sobre todo el rango infrarrojo.

s, Se obtiene un máximo rendimiento con un rápido escaneo completamente manejado por un microprocesador. La pantalla muestra simultáneamente la longitud de onda, la transmitancia y absorbancia, tipo de escaneo, tiempo de escaneo y una respuesta de tiempo en segundos. Usa un fácil escan software para Windows para ver y guardar el espectro y recoger y almacenar los datos. Para interfase de una computadora via bidireccional RS232 o conectar opcionalmente a un CD de resultados.

Espectrofotometría de Absorción AtómicaMide la absorción de resonancia de la energía radiante (energía luminosa por los átomos). Si unos átomos se excitan, térmica o eléctricamente, emitirán la energía absorbida en forma de un espectro de emisión. Si la excitación se hace con energía luminosa, los átomos absorberán cantidades de luz definidas exactamente, o sea de una sola frecuencia y se verá su espectro de absorción. La absorción atómica obedece la ley de Lambert – Beer. El espectrofotómetro tiene los siguientes componentes: Fuente de luz, que envía el espectro del elemento de interés; una célula de absorción en donde se forman los átomos por disociación térmica de la muestra a investigar (Llama a temperatura adecuada); un monocromador para división espectral de la luz, con rejilla de salida, que selecciona la

línea de resonancia; un receptor que mide la intensidad de radiación; un intensificador y un indicador en que se lee la absorción. Las unidades análogas y de microprocesador dan un magnífico rendimiento analítico comprobado. Los bajos límites, simples y rápidos métodos hacen que este espectrofotómetro sensible sea ideal para análisis de medio ambiente, toxicología y laboratorios de control de calidad, incluyendo los de alimentos. Por medio de una amplia selección de ancho de banda, cumple con todos los métodos de la EPA. Los controles permiten un ajuste opcional de todos los parámetros: Alineamiento de lámpara y quemador, flujo de gas, niveles de salida de luz y modos operativos de análisis. Tiene una pantalla para leer la absorción, concentración o emisión. Su durabilidad y seguridad son un valor agregado a este instrumento. El quemador de cabeza de titanio está guardado en una cámara de polietileno de alta densidad para prevenir la corrosión. La seguridad del quemador cierra el sistema para prevenir un arranque si el gas inadecuado es conectado en este quemador. Entre sus accesorios incluye 27 lámparas de los más comunmente elementos que se analizan tales como aluminio, antimonio, arsénico, bario, cadmio, calcio, cromo, cobalto, cobre, oro, hierro, plomo, litio, magnesio, manganeso, mercurio, molibdeno, niquel, fósforo, platino, potasio, selenio, siliciio, plata, sodio, titanio y zinc.

Algunas características del espectrofotómetro análogo: Da lecturas directas en absorbancia, emisión o concentración su sistema óptico estable permite un rápido paso de las muestras. Permite su regreso a cero automático y corrección de curvas. Tiene una resolución del paso de la banda de 20 A a 2 A Pueden intercambiarse las lámparas para un específico análisis elemental. Su rugosidad y fácil uso es perfecto para análisis repetitivos. La combinación de un sistema estable de rayo óptico y la alta sensibilidad permiten una rápida exactitud en los análisis. La sensibilidad aumentada del quemador hacen de él ideal para analizar más elementos como el arsénico y el selenio.Espectrofotómetro de Microprocesador: Tiene incorporado una biblioteca con métodos de análisis para mós de 60 elementos, software precargado en condiciones de operar, generación de reportes directos para una impresora o computadora. Tiene un sistema de corrección del historial del deuterio. Una torre de 3 lámparas para un cambio más fácil entre elementos. Esta unidad de microprocesador tiene todas las ventajas del modelo análogo más un poderoso sistema de software para gráficas para métodos de selección, fijación, calibración, análisis, manejo de la muestra, y está diseñado para un alto rendimiento y flexibilidad para laboratorios con mucho volumen de trabajo. Incluye quemador de aire/acetileno, incorporada corrección del historial del deuterio, métodos de biblioteca, paquete de software y 6 pies de cordón eléctrico. Los dos tipos tienen un ancho de banda de 0.2, 0.7 o 2 nm seleccionable.

Longitud de onda: 190 a 900 nm.Quemador de cabeza de titanio para aire/acetileno.Aplicaciones: La espectrofotometría de absorción atómica resulta adecuada para determinar rápidamente los distintos metales pesados.Cálculos: El debilitamiento de la intensidad de los rayos se mide por absorción de resonancia y se refiere a la correspondiente a un estándar (Referencia) (Método Relativo). Los cálculos se realizan sobre una curva patrón (Extinción en función de la concentración) que es una recta debido a la Ley de Lambert-Beer. Para eliminar interferencias, la muestra se divide en 3 alícuotas o también 4; con ellas, y un volumen determinado, se preparan las curvas patrón de concentración creciente del elemento a determinar. Una de las fracciones se diluye con agua hasta el mismo volumen. Después de mezclar todas las partes, tendrán una matriz con la misma composición; se representan los valores de todas las extinciones frente a las concentraciones correspondientes y se obtiene una curva patrón que no pasa por el origen, sino que corta al eje de las extinciones en un punto (Igual extinción de la disolución sin adición de patrón). Por extrapolación de la curva patrón obtenida se lee el contenido del elemento a determinar en la muestra.

Espectrofotómetro de absorción atómica análogo

Espectrofotómetro de absorción atómica de microprocesador

s

Fotometría de LlamaEsta debe llamarse Fotometría de Emisión de Llama. La emisión y la absorción es característica de cada elemento; la emisión es específica de los metales alcalinos, no es necesaria la separación de éstos antes del análisis (sodio: 589 nm; potasio: 767 nm) La emisión de llama se basa en que los electrones más externos de los átomos individuales pasan a un estado de energía más elevado por acción de la llama caliente y al vovler a su estado fundamental emiten radiaciones de luz de longitudes de onda característica (espectro de líneas). La intensidad de la radiación es proporcional a la concentración del elemento, y se pueden obtener resultados cuantitativos. Funcionamiento: La muestra se coloca de manera adecuada en la fuente de radiación de la llama del aparato; por inmersión directa en una llama turbulenta (atomización directa) o en una llama laminal, previa atomización en una cámara ( atomización de cámara). En la figura se puede ver la aspiración de la disolución de una placa y se atomiza en forma continua y uniforme, mediante el aire a presión, en un compresor incluído en el fotómetro, para ser quemado en una llama de regulación fina y constante. La intensidad de la radiación emitida se mide con ayuda de un detector (fotocélula, fotoelemento, etc.) Una vez recogida, por un sistema de espejo cón cavo/condensador y después pasar un

Filtro (metálico de interferenncia).Aplicaciones: El número de elementos medibles depende de la temperatura de la llama. Una llama normal de gas/aire es de alrededor de 1800 grados C Basta para excitar los electrones externos de los metales alcalinos y alcalinotérreos, con excepción del magnesio. Para excitar los demás metales es necesaria una llama más caliente (acetileno/aire = 2200 C; hidrógeno/aire = 2800 C. Generalmente se utiliza acetileno/aire. La temperatura de la llama depende de la composición del gas, de la velocidad de flujo, de la forma del quemador y de la forma de alimentación de la muestra problema. Por la facilidad para excitar los metales alcalinos y alcalinotérreos, éstos pueden determinarse por este método a concentraciones muy bajas.En Análisis de Alimentos, ésta se prefiere para la determinación de sodio y potasio. Las muestras se incineran a 500 C y a continuación se recogen en ácido clorhídrico diluído. Las muestras como las de jugos de frutas se utilizan directamente. Cálculos: Además de los cálculos indicados en el 5.6.1., por patrón externo o proceso de aproximaciones sucesivas, se recomienda eliminar la influencia de la matriz, mediante la adición de un estándar, así: Se llenan varios matraces con la disolución a analizar, excepto uno. En los demás se

ponen distintas cantidades de la disolución patrón o de referencia, con el elemento en cuestión, se enrasan los matraces hasta el mismo volumen, con agua destilada. Si los datos se trasladan a un sistema de coordenadas, (ordenadas: unidades de escala medidas; abscisas: concentración del elemento añadido) y se extrapola la recta, (en el intervalo de valores negativos) hasta el punto de corte con la abscisa, éste indicará la concentración buscada. El intervalo de concentraciones de sodio y potasio es de 1 a 10 microgramos/ml. El rango de detección del sodio es de 0.002 microgramos/ml, y para el potasio 0.05.

Fotómetro de llama:Componentes: Bomba, fuente de gas, regulador, estándar de calibración, soluciones limpiadoras.

Fotómetro de llama.

El fotómetro de la figura anterior se utiliza para determinaciones rutinarias. Es de fácil mantenimiento; es muy rápido y da resultados exactos. Por seguridad tiene un sistema automático de interrupción de la alimentación de gas, si la llama llegara por algún momento a extinguirse. Mide en los rangos de 0 a 199.99 ppm, La sensibilidad para el sodio y potasio incluye filtros de 3 a 100 ppm, litio y calcio, filtros, de 5 a 100 ppm y bario, filtro, de 100 a 200 ppm; estabilización de lectura 8 seg.; lectura de 3 dígitos y relación de aspiración de 2 a 6 ml/min; aire requerido: 6 litros/min a 14 psi y libre de humedad y combustible: propano, butano o mezcla de propano/butano a 30 psi o gas natural de 3 a 10” WG.

Algunas Aplicaciones de EspectrofotometríaAnálisis Tipo ApliicacionesInvestigación endurecimiento Acidos grasos trans aceites y grasas comestibles Espectroscopía IR IR a 960-980cm ¹ Determinación Fotométrica de Contenido de Pectina Fotometría 525nm Alimentos en gral.Determinación Fotométricade Acido Tartárico Fotometría 530nm jugos de frutas

prod. lácteosvinosprod. de levadurasdulces

Determinac. Fotometrica de Fotometría a 310, Alimentos grasos vitamina A (Retinol) 325, 334 nm Preparados multi-

vitamínicos

Análisis TipoAplicaciones___Determ. Fotométrica de Actividad amilásica Fotometría a 565nm mielDeterm. de sodio y potasio Fotometría de llama jugos de frutasDeterm. de calcio y Espectrofotómetro de magnesio absorción atómica jugos de frutasDeterm. Fotomet. de hierroEspectrofotómetro agua

a 510nm agua mineral

Métodos Rápidos de AnálisisEstos métodos se utilizan con mucha frecuencia en la industria de alimentos, pues son muy rápidos y fáciles y tienen una exactitud bastante parecida a los métodos estándar y han sido desarrollados por empresas muy serias.Método para Análisis de Aguas.Dureza total de agua. Está dada por el contenido de sales de calcio, magnesio, estroncio y bario. Se expresa en ppm de carbonato de calcio. Aplicaciones: Agua subterránea y superficial, agua de bebida, agua mineral y agua de calderas. El pH del agua deberá estar entre 6 y 8. En caso contrario se puede ajustar con una solución de hidróxido de sodio o ácido clorhídrico.Procedimiento: Chequee que el método a utilizar sea de dureza total con Merckoquant. Lave el recipiente de la muestra con el agua de la muestra. Inyecte, con la jeringa, dentro del recipiente 5 ml de la muestra de agua; agregue y agite 3 gotas del reactivo H-1: la muestra se volverá de color rojo en presencia de dureza. Ponga la pipeta de titulación floja en la botella del reactivo H-2. Lentamente vaya sacando el pistón de la pipeta hasta la posición más baja hasta el nivel inferior de la orilla del pistón, (hasta la marca 0 de la escala). Quite la pipeta de titulación. Suavemente vaya adicionando la solución sobre la muestra mientras agita, hasta que el color cambie de rojo a gris – violeta a verde.

Espere unos pocos segundos después de adicionar cada gota. Lea el resultado en la correspondiente escala de la pipeta de titulación. La lectura que está expresada en mmol/l. (calcio + magnesio).Conversión: 1 mmol/l. (calcio + magnesio) = 100.1 ppm de carbonato de calcio.Base del método: Los iones calcio y magnesio reaccionan con un indicador para formar un compuesto complejo de color rojo. El indicador es liberado de este compuesto por titulación con una solución de Tritriplex III (sal de disodio dihidratado del ácido etilen dinitrotetracético) Al final de la titulación, el punto final es cuando el color cambia a verde. La dureza total es determinada del consumo de la solución de titulación.

Determinación de cloro en agua:Sirve para la determinación de cloro libre y cloro total en el agua.Base del método: En una solución débilmente ácida, el cloro libre reacciona con la DPD (dipropil-p-phenilendiamina) para formar un color violeta-rojizo. En presencia de yoduro de potasio, también el cloro ligado es medido por esta reacción. La concentración de cloro es medida semicuantitativamente por comparación visual del color de la solución medida por comparación con colores de un disco.

Aplicaciones: Agua de piscinas, agua de bebida, agua servida.Procedimiento: El procedimiento que se describe para determinación de cloro libre y cloro total puede ser empleado con una sola muestra. El cloro ligado puede ser calculado de los resultados de estas dos determinaciones.Los recipientes se van a llamar: de mano derecha y contendrá la muestra y se colocará atrás del disco de colores y de mano izquierda con el blanco y se colocará atrás del disco de colores. Ambos deberán llenarse con 6ml de agua inyectados con la jeringa.En el recipiente de la muestra colocaremos una microcucharadita de reactivo Cl2-1 y se agitará vigorosamente hasta que el reactivo esté completamente disuelto. Deje sin mover por 1 minuto: Medida de la solución A. Deje que el comparador tenga la suficiente luz y rote el disco hasta que las soluciones del color de la muestra y del blanco sean iguales. Lea el resultado A (cloro libre). Agregue 2 gotas del reactivo Cl2-2 a la muestra y agite; déjelo sin mover por 1 minuto: Medida de la solución B. Deje que el comparador tenga la suficiente luz y rote el disco hasta que las soluciones del color de la muestra y del blanco sean iguales. Lea el resultado B (Cloro total).

Cálculo del contenido de cloro ligado: Este se hace por la fórmula siguiente:

Cloro ligado = Resultado B – Resultado A.

Nota: Todos los resultados de las determinaciones de cloro están en ppm.

PolarímetroPrincipio: La polarimetería mide la rotación de la luz polarizada, cuando ésta pasa a través de un fluido ópticamente activo. La medida de la rotación puede ser usada para calcular la concentración de una solución; especialmente como azúcares, péptidos, y aceites volátiles. Un polarímetro consiste en una fuente de luz polarizada, un analizador y un círculo graduado para medir el ángulo de rotación, y tubos para muestras.La luz polarizada pasa a través del tubo de la muestra y exhibe una rotación angular a la izquierda ( - ) y a la derecha (+). En el lado opuesto al polarizador está el analizador. Usan campos visuales que están manualmente ajustados por el operador para medir el ángulo de rotación óptica.El polarímetro ofrece una alta exactitud donde la precisión es crítica en la determinación de la concentración de las muestras. Existen polarímetros manuales donde el operador puede ver y leer los valores de una Escala de Vernier.Los polarímetros automáticos y semiautomáticos tienen una pantalla digital. Los polarímetros pueden medir un ángulo de rotación (*), una escala internacional de azúcar (*Z) o ambos.Aplicaciones: Los polarímetros son ampliamente usados para analizar

productos farmacéuticos, químicos, aditivos de alimentos, perfumes y azúcares. Estos pueden ser usados para determinar el contenido de azúcar en caña y remolacha, para determinar la cantidad de lactosa en leche, para examinar aceites volátiles, alcaloides y para analizar harinas de granos.Para determinar la concentración se usa la siguiente ecuación:

C = 100 x a L x [a]

C = Es la concentración de la muestra en porcentaje.

L = Es el largo del tubo de la muestra en decímetros

[a] = Es la potencia específica rotatoria (medida en grados de ángulo de rotación), se encuentra en libros de referencia.

a = Angulo de rotación observadoEjemplo: Una solución de azúcar de caña es polarizada en un tubo de muestra de 200 mm y da un ángulo de rotación de +15.0 grados. La potencia rotatoria específica del azúcar de caña pura es +66.5 grados. Usando la ecuación anterior, la concentración de la muestra C sería:

C = 100 x 15.0 = 11.28%2 x 66.5

Escala Internacional de Azúcar: (*Z)Su estándar fue desarrollado por la Comisión Internacional para uniformar los Métodos de Estandarización de la medida del Nivel de Sacarosa.

Sacarosa pura: (26 gramos)Fueron disueltos en agua para dar 100 ml de solución. Los siguientes cálculos determinan el contenido de Sacarosa:a (valor observado) = 34.626 * = 100*Z, entonces:

1*Z = 0.34626* y 1* = 2.8880*ZSi el polarímetro no presenta el *Z, el contenido estándar de Sacarosa puede ser usado como 26.0% (peso/volúmen) de solución de sacarosa en un tubo de muestra de 100 mm y multiplicando el ángulo de observación observado por 2.8880 para convertirlo en la Escala Internacional de Azúcar (*Z).

Polarímetro Manual

Este polarímetro sirve para determinar concentraciones de azúcares, perfumes y otras soluciones ópticamente activas. El polarizador y el analizador tienen instalado un filtro polarizador. El filtro es hecho con 2 degadas piezas de disco de cuarzo que produce un campo dividido de vista a través de la pieza ocular. La pieza ocular, instalada al analizador, ha sido hecha a 15 grados de la horizontal para usarlo convenientemente y que sea cómodo. El tipo de luz usada en el analizador determina el ángulo de media sombra, la luz de sodio tiene un ángulo de 8 grados y la luz de mercurio tiene 9.5 grados. Estos polarímetros tienen una lámpara de halógeno de laarga vida que inmediatamente puede usarse la unidad cuando el switch está encendido. El polarímetro acepta tubos de muestra de 220 mm de largo. Está incluída la unidad de luz, lámpara, cubierta de polvo, filtro de interferencia y tubo de muestra de 100 mm. La longitud de onda para sodio debe ser de 589 nm para azúcares y de mercurio de 546 nm para productos farmacéuticos.

CROMATOGRAFIA

Son procesos de separación basados en que las sustancias a separar se reparten en dos fases de forma multiplicativa (Repetida). Una de las fases es fija (Fase Estacionaria) y la otra se mueve (Fase Móvil). Durante la separación, la móvil atraviesa a la estacionaria. La estacionaria es un sólido (adsorbente, sorbente) o un líquido. La móvil es un gas insoluble o un líquido invisible con la fase estacionaria. Y en una nueva variante, un gas supercrítico, es decir (se denomina SFC = Supercritical Fluid Chromatography). La clasificación de la cromatografía se hace según los siguientes principios:a) Clasificación según la constitución física del soporte.-Cromatografía en papel (Paper Chromatography)-Cromatografía en capa fina (TLC = Thin Layer Chromatography )-Cromatografía en columna. (CC = Column Chromatography)-Cromatografía gaseosa (GC = Gas Chromatography)

b) Clasificación según la combinación de los distintos tipos de fases (4 posibilidades) :-Cromatografía líquido – líquido (LLC = Liquid – liquidi - Chromatography).-Cromatografía gas – líquido (GLC = Gas – liquid - Chromatography).-Cromatografía gas – sólido (GSC = Gas – solid - Chromatography).-Cromatografía líquido – sólido (LSC = Liquido – solid – Chromatography).

c) Clasificación por tipo de separación:-Cromatografía de reparto : LLC, GLC y algunas variantes de la cromatografía en gel.-Cromatografía de adsorción: GSC. LSC y variantes de la cromatografía iónica

Otros conceptos adicionales: Sorbente = molécula adsorbente; Sorbato = molécula absorbida.

Cromatografía en capa fina (TLC):Es un procedimiento rápido, sencillo, para separar mezclas para identificar/caracterizar o para determinar semicuantitativamente, por lo que frecuentemente se utiliza como un procedimiento de selección (Screening). La separación entre una fase estacionaria y otra móvil; en la TLC el eluyente (Fase móvil) se desplaza en una fina capa de solvente (Fase estacionaria) transportando los componentes individuales de la mezcla de sustancias más o menos lejos, dependiendo de su solubilidad y/o su comportamiento frente a la adsorción. El proceso separativo transcurre en un sistema abierto, la placa separativa plana. El recorrido particular de cada sustancia (Valor rf) se emplea para su identificación). Generalmente se usa el procediminto ascendente, introduciendo el borde inferior de la placa cromatográfica en el solvente, que será succionado por las fuerzas capilares del recubrimiento de la superficie de la placa.Aparatos y materiales: (Generaliades):-Cubeta cromatográfica (Tapa hermética), denominada cubeta normal (N profundidad espacio para el gas 3mm).-Placas de cromatografía (Preparadas por uno mismo o ya fabricadas o láminas)

Pipetas de microlitro (o capilares de punto de fusión)Recipiente de vidfrio, con pulverizador (Opcional: Campana para rociar)Probeta o matraz Erlenmeyer con tapón (Para preparar y mezclar la fase móvil).SecadorPlantilla para TLC o regla.En caso necesario: lámpara UV para comprobar fluorescencia).

Placas Cromatográficas y Sorbentes:Constan de un soporte liso, inerte (Placas de vidrio, láminas de aluminio o de fibra) sobre las que se dispone el sorbente formando un espesor homogéneo (0.25mm) dependiendo de la separación a realizar, será de: Sílica gel, óxido de aluminio, poliamida, celulosa, etc. o mezclas. Se mezcla el sorbente en polvo con agua para formar una suspensión viscosa que se aplicará sobre la placa. Existen placas preparadas comercialmente, con una consistencia y homogeneidad de recubrimiento mejores para trabajos semicuantitativos. En HPLC, (High Performance Liquid Chromatography) se utilizan materiales de fase inversa, en la Cromatografía de capa fina, se utilizan materiales normales, p.ej. Silica gel (Ver tabla 8,1,)

Además de las placas normales (20 x 20 cm. de tamaño) muchos fabricantes tienen placas con solvente de grano fino y homoégeneo (HPTLC = High Performance Thin Layer Plate). Estas últimas se caracterizan por una capacidad de resolución superior y tiempo de separación más corto.Hay placas de TLC que tienen zona de concentración (zona de carga), que tiene 2cm de ancho de barro de diatomeas o de un gel de sílice de tamaño de poro muy grande, de manera que durante el desarrollo de la placa en esa zona, no hay separación cromatográfica. Los componentes cargados se concentran en una estrecha banda en la línea de partida (línea divisoria entre la zona de concentración y sorbción) siendo posible cargar grandes volúmenes y obtener una buena separación de esta manera.

Carga de las DisolucionesLas disoluciones de muestra y de los patrones se cargan con pipetas de microlitro sobre la placa de TLC, el punto medio de la mancha debe estar a 1.5 cm aproximado de los bordes inferior y los laterales y una separación entre 1 – 2 cm de una mancha a otra (Ver Fig. 8.1 a). Los volúmenes (V) dependen de la concentración de las disoluciones, se cargan entre 1 – 10 microgramos de sustancia por mancha. Si la concentración de la sustancia a analizar fuera desconocida, la muestra debe cargarse varias veces en volúmenes crecientes y claramente diferentes.Los volúmenes mayores se cargan varias veces, secando entre una y otra (con aire frío o caliente, aire a presión o con nitrógeno) evitando que las manchas se extiendan. En determinaciones cuantitativas con placas convencionales se cargan volúmenes aproximados de 0.5 – 1.0 microlitros/mancha.Volúmenes mayores de 5 microlitros deben evitarse. En las placas de HPTLC 0.5 microlitros es el volumen límite de carga.Desarrollo : El eluyente, cuya composición depende de cada problema, se pone en la cubeta cromatográfica por lo menos 30 minutos antes de principiar la separación hasta una altura de 0.5 cm. La cubeta se cerrará con su tapa para que se sature con los vapores del disolvente. Para que la saturación sea mejor se recubre la cubeta con papel secante.

Para desarrollar la placa, su extremo inferior se introduce en el eluyente y se vuelve a cerrar la cubeta inmediatamente. Verificar que las manchas cargadas deberán estar completamente por encima del nivel del eluyente.El eluyente se ve impelido hacia arriba por capilaridad a través del recubrimiento. El recorrido, dependiendo de la separación, será de 5 a 15 cm máximo y el tiempo dependerá del sorbente, del espesor del mismo y de la composición del eluyente. El recorrido óptimo es generalmente de 10 cm.Cálculos Cromatograma de Capa Fina. Después del desarrollo del cromatograma, se saca la placa de la cubeta Y (marcar el frente). Secar cuidadosamente al aire con un secador. La posición de las manchas se determina: Por su color propio, por su fluorescencia, por disminución o amortiguación de la fluorescencia (si la placa tiene un indicador) por reacción química: La placa, una vez seca, se rocia total o parcialmente con un determinado reactivo y aparecerán coloraciones características o una fluorescencia particular.La identificación de cada una de las manchas se realiza de acuerdo con su color y del denominado Valor rf (factor de retención, también factor Rf o hRf ( = Rf x 100) es decir el cociente entre el recorrido de la sustancia y el del eluyente (ver Fig 8 – 1 b) :

rf = ls [cm] - lL[cm] siendo ls y lL los indicados en laa Fig. 8 –

1.

Para conseguir la identificación, los colores propios o como consecuencia del revelado, y los rf, se comparan con las sustancias de referencia, obtenidos en las mismas condiciones de desarrollo y tinción. Como control se realizan, adicionalmente, los cromatogramas mixtos, la disolución problema y la sustancia de referencia se cargan en una misma mancha.

Cromatografía Bidimensional en Capa Fina: Se combinan 2 pasos de la cromatografía monodimensional, de la manera siguiente: Primer Paso: Cargar la muestra en una esquina de la placa y desarrollarla en sentido ascendente.Segundo Paso: Girar 90 grados la placa desarrollada y seca, de manera que la mezcla, ya separada parcialmente, se encuentre en el orden inferior, a continuación se desarrolla en sentido ascendente, con un segundo eluyente.Aplicaciones: La TLC se realiza cuando se quieren hacer evaluaciones cualitativas rápidas. Las cuantitativas son posible por acoplamiento de equipo necesario (unidades de carga, scanners) En estos casos es mejor recurrir a las placa HPTLC

Análisis de Aceites y Grasas.Determinación de Punto de Nube (Cloud Point) en Oleína de Palma:Principio: El punto de nube es la temperatura que, a las condiciones de este test, una nube es inducida en la muestra causada por la primera etapa de cristalización.Aparatos: a) Erlenmeyer de muestra de aceite.

b) Termómetro en el rango de 2°C a 68° C. c) Baño de agua con hielo picado, sal y agua,

dependiendo de la temperatura requerida. La temperatura del baño de agua no deberá ser menos de 2 y mós de 5 ° C. que el del punto de nube de la muestra.Procedimiento: La muestra debera ser completamente seca antes de empezar el test. Caliente de 60 a 75 g. de la muestra a 130 ° C solo antes de iniciar el test. Ponga aproximadamente 45 ml. De la grasa calentada en un Erlenmeyer. Ponga el Erlenmeyer en el baño de agua. Empiece a enfriar el Erlenmeyer en el baño de agua, agitando suficiente, usando el termómetro para mantener la temperatura uniforme. Cuando la muestra haya alcanzado la temperatura de aproximadamente 10 °grados C arriba del Cloud Point, empiece a agitar constante y rápidamente en un movimiento

Circular para prevenir un sobreenfriamiento y solidificación de cristales en los lados y en el fondo del Erlenmeyer. A partir de este punto ya no quite el termómetro de la muestra porque éste puede introducir burbujas de aire que pueden interferir con la determinación. Mantenga el Erlenmeyer en una posición que el nivel alto de la muestra en el Erlenmeyer y el agua del baño de agua sean iguales. Saque el Erlenmeyer del baño y lea la temperatura. El Erlenmeyer debe ser inspeccionado regularmente. El punto de nube es la temperatura en que la porción del termómetro sumergido en el aceite ya no es visible cuando se ve horizontalmente a través del Erlenmeyer.

Prueba de Frío para aceites refinados y winterizados para ensaladas.Procedimiento: Llene un Erlenmeyer con 4 oz (o 100 ml) de aceite. Póngale un tapón y séllelo con parafina. Póngalo completamente sumergido en una cubeta que contenga hielo finamente picado y adiciónele agua hasta llegar a lo más alto del Erlenmeyer. Mantenga la cubeta llena sólidamente con hielo removiendo el exceso de agua y adicionando el hielo cuando sea necesario. Después de 5.5 horas saque el Erlenmeyer y examine el aceite visualmente. Si éste está adecuadamente winterizado, la muestra será brillante, clara y límpida.

Proteínas, Péptidos y AminoácidosLas proteínas son compuestos altamente polimerizados que están formados por aminoácidos. También se unen a componentes no protéicos (proteidos) Para su clasificación ver Fig. 3.1. Las proteínas son los nutrientes más importantes, junto con los lípidos y los carbohidratos. Esto no se debe a su función energética, sino porque son necesarios por su naturaleza nitrogenada, para la síntesis de compuestos propios del organismo en la estructura de las membranas, junto con los lipoides, como licoproteidos en funciones de lubricación, y como nucleidos que posibilitan la síntesis de las proteínas propias del organismo, así como la formación de cromosomas y la división celular.El valor nutritivo de las proteínas alimentarias depende de su digestibilidad, la que depende de su composición de aminoácidos. El contenido de aminoácidos esenciales ( de los aproximadamente 30) solo 8 (+2) son esenciales. Determina el valor biológico, su mayor aprovechamiento fisiológico de una proteína por parte del organismo. Rige la ley del mínimo: Si la oferta de aminoácidos esenciales es demasiado limitada, el conjunto del rendimiento de las reacciones de síntesis dependerá del aminoácido que esté en la menor cantidad (aminoácido limitante). Los aminoácidos limitantes más importantes son la lisina (en cereales y papas) y la metionina (carne y leche).

La tabla 3.1 nos da el contenido protéico y el valor nutritivo de los alimentos más importantes que aportan proteínas. El valor nutritivo se expresa en unidades NPU (Utilización de proteína neta). El ideal del NPU es 100 (proteína ideal).

Caracterización de Proteínas:Las proteínas tienen una estructura molecular extraordinariamente compleja. El análisis de los compuestos es complicado. Sólo estudiaremos cómo determinar las proteínas y cómo caracterizarlas con más detalle.Reacciones de detección:Pruebas que se realizan directamente en el material a investigar:-Reacción de Biuret: Los polipéptidos,( la mínima unidad de reacción es el tripéptido) reaccionan con una disolución diluída de sulfato cúprico, dando una coloración azul característica.-Reacción de la ninhidrina: Es un reactivo de grupos amino y carboxilo y proteínas y péptidos, dando un color azul en condiciones adecuadas. Nota: La prolina y la hidroxiprolina dan coloraciones amarillo-rojizas.-Reacción de las xantoproteínas: Si se añade ácido nítrico concentrado en presencia de aminoácidos aromáticos se forman nitroderivados de color

amarillo.-Reacción con Sulfuro de Plomo: Al agregar una disolución de acetado de plomo en medio fuerte alcalino, se observa una coloración negra (presencia de compuestos protéicos azufrados).

Posibilidades de Purificación y Enriquecimiento: Las proteínas precipitan reversiblemente en medio acuoso con disolventes como etanol y acetona o con sales neutras (sulfato de amonio). Al variar el pH y la concentración salina, se fraccionan distintos tipos de proteínas.Reacciones de precipitación con ácidos o sales de metales pesados provocan la desnaturalización de la proteína. No adecuadas para el aislamiento de enzimas.Péptidos y proteínas se separan de impurezas por Cromatografía en Gel. La más utilizada es la filtración en gel.Por medio de ultracentrífugas se aprovecha la velocidad diferencial de sedimentación de las proteínas para su purificación.Por electroforesis, proteínas y péptidos se separan debido al pH y a su carácter anfótero, por ser portadores de carga según su movilidad en campo eléctrico.Las cromatografías de intercambio iónico y de afinidad se utilizan en la

purificación, enriquecimiento y determinación de proteínas, péptidos y aminoácidos.

Posibilidades de Identificación (Análisis Estructural):Después del aislamiento de una proteína o péptido de la muestra se necesita un análisis estructural para identificarla. Este nos da la información cualitativa y cuantitativa de aminoácidos que constituyen la molécula y qué cantidad de estos aminoácidos existen en la misma. También en qué orden (secuencia) se encuentran estos aminoácidos dentro de la molécula de la proteína.Al hacer la hidrólisis ácida de la proteína y después una separación cromatográfica de la mezcla de aminoácidos en sus componentes (análisis de aminoácidos) de la cantidad de cada aminoácido se deduce su proporción en la proteína. La determinación de secuencia se realiza por combinación del análisis de los grupos funcionales terminales, por identificación de los restos aminoacídicos situados en los extremos de la cadena peptídica (degradación de Sanger, degradación de Edman, determinación del residuo en el carbono terminal por degradación enzimática) e hidrólisis parcial.

Determinación de ProteínasLa cuantificación se basa en los distintos principios. a) Determinación del contenido de nitrógeno (Método de Kjeldahl)b) Reacción química de enlace peptídico y medida fotométrica

(Método de Biuret).c) Reacción química de determinados aminoácidos de la proteína y

posterior medida fotométrica. (Determinación con reactivo Folin-Ciocalteu para tirosina)

d) Meduda absorción ultravioleta (Determinación de aminoácidos aromáticos triptofano, tirosina y fenil-alanina; máximo de absorción alrededor de 280 nm)

e) Medida de turbidez por floculación de la proteína disuelta por un precipitante de proteínas.

El método de Kjeldahl es el que más se usa en el análisis de alimentos.

Determinación del contenido protéico total: determinación de nitrógeno por el método de Kjeldahl.Aplicaciones: Alimentos en general. Fundamento: El alimento se oxida con acido sulfurico concentrado,en presencia de una mezcla catalizadora( sales/oxidos metalicos, que trasportan oxigeno naciente; el sulfato de potasio eleva el punto de ebullicion). Del sulfato amonico formado se libera amoniaco por tratamiento alcalino y este se trasporta con ayuda de una corriente de vapor, a un recipiente con acido borico y se realiza su titulacion con una solucion valorada de acido clorhidirico. El contenido de proteina de la muestra se calcula del contenido medio de nitrogeno de la proteina asi:Valoracion: El derstilado se valora con acido nitrico hasta el primer viraje( de verde a azul) y despues gota a gota hasta el segundo viraje( de azul a incoloro)Blanco: se realiza con los mismos reactivos.Calculos: Proteina P={ (a-b)* 1.4008*F}/MEn donde a= gasto ml de HCl (0.1 mol/litro) en muestra b= gasto ml de HCl (0.1 mol/litro) en blanco F= Factor de tabla 3.3

Harinas: Análisis QuímicoAnálisis Microscópico: Sirve para establecer la naturaleza de una harina, si está pura o mezclada con otras o con sustancias extrañas.Fundamento: Reconocimiento de los granos de almidón (Cada uno de los cuales presenta características propias según el vegetal de donde procede y en el reconocimiento de los elementos especiales de las cutículas de las semillas. El microscopio: Es el soporte y la parte óptica (véase Fig. 2). El soporte del microscopio consta de una base de superficie plana Z, un brazo B que sostiene el tubo y lleva los mecanismos de enfoque, uno rápido movido por botones laterales y otro micrométrico, también movido por botones laterales; una platina P que puede ser giratoria o no sobre la que se ponen las preparaciones microscópicas. Encima de la platina se encuentra el tubo t corredero en sentido vertical dentro de una envoltura metálica g que se coloca en la debida posición mediante el revólver r y que en el extremo opuesto lleva el ocular oc. La longitud del tubo se hace de manera que entre el plano del objetivo y el plano del ocular haya una distancia de 160 o 170 mm. Forman parte de los elementos ópticos del microscopio: El objetivo, el ocular y el aparato de iluminación.

El objetivo ob constituye el elemento óptico más importante que forma en el microscopio la imagen real del objeto. Los objetivos tienen características propias: Longitud focal equivalente, que mide la distancia entre el centro óptico de las lentes del objetivo y sus focos. Angulo de abertura del que dependerá la luminosidad del objetivo. Capacidad resolutiva, capacidad de distinguir distinta y separadamente las líneas y puntos que en el objeto están próximos y de reproducir en la imagen microscópica la estructura íntima del preparado. Poder de penetración, facultad del objetivo para mostrar diversos planos superpuestos.El ocular oc transforma ern el microscopio la imagen real del objeto que da el objetivo en imagen virtual.Actualmente cada objetivo lleva ujn número, por ejemplo 60 x, que significa que el objetivo aumenta 60 veces el objeto observado.En la práctica, el aumento del sistema están indicados para el objetivo y el ocular. Para un sistema óptico indicadp 60 x 6 = 360 aumentos.El aparato de iluminación tiene por el fin proyectar sobre el objeto microscópico los rayos luminosos recogido por el espejo debajo del condensador.

Preparaciones del material:Preparaciones ordinarias: Las harinas, se agrega 1g de la misma en un vaso cónico y se añaden unos 50 ml de agua destilada, agitando con una varilla de vidrio. Tome una gota de agua con la varilla y déjela caer en el punto central del portaobjetos. Se coloca el cubreobjetos sobre la gota y se observa con el microcopio. Si se trata de pequeños fragmentos y pedazos de salvado, se lleva al punto central del portaobjetos y con una pipeta se agregan una o dos gotas de una mezcla de agua y glicerina en la proporción 70-30 y la gota formada se cubre con el cubreobjetos.Preparaciones estables: Puede sustituírse el agua por agua, goma arábiga y sacarosa, en partes iguales y añadiendo una cantidad de ácido fénico o también incluyendo el material deshidratado con tratamientos de alcohol y xilol en bálsamo de Canadá.Mediciones con microscopio:Las dimensiones del objeto que se observa estan expresadas en micras. Esta se hace con el micrómetro ocular; en su parte esencial está formada por un pequeño disco de cristal de unos 13 mm de diámetro, sobre el que está fotografiada una escala de 10 mm de anchura dividida en 100 partes. El disco se coloca siempre en el ocular No. 2 (6 x) sobre el adecuado diafragma colocado sobre el mismo plano en que se forma la imagen del objeto. Asi el observador ve la imagen del objeto y la escala graduada del

disco, aumentada por la lente frontal del ocular. Las dimensiones de la escala del disco micrométrico (6 x) son las mismas a pesar de que se aumente el aumento del objetivo. Por eso el valor de las divisiones de la escala del micrómetro ocular varía según el objetivo empleado. Por lo tanto elmicrómetro ocular no es suficiente para medir las dimensiones reales de un objeto. Para que pueda servir, hay que compararla con una escala de valor conocido mediante el micrómetro objetivo. Este estíá constituído por una delgada lámina de vidrio sobre la que está fotografiado un intervalo de 2 mm dividido en 200 partes, por lo que cada división de la escala representa 0.01 mm, es decir, 10 micrones. La lámina se coloca sobre el portaobjetos y se coloca en la platina del microscopio con un portaobjetos corriente. Supongamos la determinación del valor micrométrico del objetivo 7 (60 x) la longitud del tubo es 160 mm. Se introduce en el tubo del microscopio con el objetivo 7 el ocular 2 (6 x) conteniendo el disco micrométrico, Se coloca el micrómetro objetivo en la platina y se gira el ocular moviendo ligeramente el micrómetro objetivo. Se hace que coincida un trazo de la escala del primero con un trazo de la escala del segundo. A lo largo de las dos escalas, se nootará que cada división del micrómetro objetivo corresponde a 3 divisiones del micrómetro ocular. Como cada división del micrómetro objetivo representa 10 micras se deduce que una longitud del micrómetro objetivo queda cubierta por 3 divisiones del micrómetro ocular, o sea 3.3 micrones.

Modo de operar:Si se quiere determinar las dimensiones de un gránulo, según la

preparación que se ha indicado anteriormente, se coloca éste sobre la platina y se enfoca empleando el sistema óptico 7 + oc 2 girando el ocular que contiene el disco y desplazada la preparación se hace de manera que el borde del gránulo coincida con un trazo de la escala micrométrica. Se cuentan las divisiones de la escala que ocupa el gránulo hasta su borde externo y si, por ejemplo, fueran 20, sabiendo que para el objetivo 7 cada intervalo vale 3.2 micrones, se obtiene que el gránulo es 3.2 x 20 = 60 micrones.

Características microscópicas generales de los almidones:a) Tamaño: Los gránulos grandes tienen un diámetro superior a 30

micrones (papa), medianos, entre 20 a 30 micrones (trigo, maíz, centeno, cebada), pequeños si es de 10 micrones o menos (arroz, avena, etc.)

b) Forma: Ordinariamente forma globosa, que puede ser lenticular (centeno, trigo y cebada); alargada a manera de concha (papa); con forma de riñón, (leguminosas); poliédrica (maíz, trigo, arroz y avena); polimorfa (yuca, etc.)

c) Hilo: Existe en todos los tipos de almidón. En unos es visible (féculas, centeno, maíz y leguminosas; en otras casi invisible (trigo); invisible (avena y arroz).

d) Estratificación: Disposición de capas dispuestas concéntricamente alrededor del hilo.e) Agrupamiento: Pueden ser simples (trigo, centeno, maíz) o compuestos por la unión de 2 o 3 gránulos simples (arroz, avena, yuca)En las láminas I, II, III, IV, V, VI, y VII están las microfotografías con aumentos de 450 diámetros de la Química Analítica Aplicada de Villavecchia, Tomo II.

Alimentos FGelatina 5.55Leche, productos lácteos 6.38Carne, pescado,huevos 6.25Frutos secos, semillas oleaginosas 5.40Verduras, frutas y derivadosCereales 6.25Maiz,leguminosas 6.25 Nota Formula cálculos : M= peso en g de muestra1.4008= 1ml. Solucion valorada de HCL(0.1 mol/litro), corresponden a 1.4008 mg de nitrógeno.

Determinación de azúcares por medio de Cromatografía Líquida de Alta Resolución HPLCFundamento: Después de una dilución o preparación previas, los azúcares se separan cromatográficamente por medio de HPLC en una fase amídica. La detección se realiza con un detector RI.Procedimiento: Aparatos y materiales: Cromatógrafo de líquidos con detector RI y registrador o integrador, jeringa de vidrio de 25 microlitros, filtro de membrana de anchura de poro de 0.5 micrómetros, cristalería especial.Reactivos: Acetonitrilo para el análisis de resíduos filtrados a través de membrana y agua bidestilada para HPLC filtrada a través de membrana.Determinación: La preparación de las muestras se realiza de acuerdo a su contenido de grasa y proteína. En muchos casos es suficiente tratar la muestra con agua caliente, eliminar el resíduo insoluble por filtrado y

completar a un determinado volumen. Después de revisar la dilución adecuada puede inyectarse la muestra directamente en la columna de HPLC. En el caso de alimentos con un contenido de grasa y proteína elevados, la grasa se elimina con eter de petróleo. La proteína se elimina por clarificación de la muestra tratada con agua caliente con los reactivos de Carrez I y II. Las disoluciones claras como jugos de frutas se inyectan directamente en el cromatógrafo previamente diluídas. La concentración de cada azúcar debe ser de 1 a 5% para un volumen de 10 microlitros.Parámetros de HPLC: Columna de separación LiChrosorb-NH2, 5 micrómetros, 200 x 4.6 mm; eluyente, acetonitrilo/agua 8 + 2 (v/v); flujo 2.5 ml/min.; temperatura de 20-22 grados C.; volumen de inyección 10 microlitros.Cálculos: Los picos del cromatograma se identifican por los tiempos de retención de la sustancia de referencia. La cuantificación se lleva a cabo con patrón externo con las sustancias correspondientes. Las disoluciones patrón para el trazado de la curva patrón deben ser acuosas del 1 al 5%. Para realizar los cálculos se utilizan la altura de pico o la superficie. Ver gráfica 4.2

ss

El análisis sensorial es una ciencia que surge durante la Segunda Guerra Mundial. El gran auge se produce cuando la industria alimenticia comienza a preparar las raciones alimentarias para los soldados, y se ve la necesidad de que estas sean apetecibles. Es en ese momento cuando se desarrollan distintas técnicas y se avanza sobre la normalización y el conocimiento de la percepción humana.

Analisis sensorial de los alimentos. Se utilizan los sentidos del gusto, olory tacto, cuando el alimento se preuba. Es compleja la sensacion resultado de la interaccion de nuestros sentidos que son usadas como medida de la calidad del alimento. El panel de laboratorio se usa para determinar: Los mejores procesos, adecuadas variedades de materias primas, cocimiento preferido y temperaruras de proceso,efecto de substituir un ingrediente por otro, mejor condicion de almacenamiento,efectos de insecticidas y fertlizantes sobre el flavor del alimento,efecto del aliemento del animal en el flavor y calidad de la carne, tamano de piezas y su importancia, efecto del color sobre la aceptabilidad,Adecuadas recetas para nuevos productos y comparacion con productos del competidor.

"flavor" se entiende la integración de sensaciones de olor, sabor y textura, esdecir, todo lo que se experimenta por nariz y por boca.

Consiste en la descripción de las propiedades sensoriales (parte cualitativa) y su medición (parte cuantitativa). "Es el más completo. Para la primera etapa tratamos de ver qué nos recuerda y cómo se describe cada olor (por lo general usamos sustancias químicas).

A medida que transcurre el entrenamiento, la persona reconoce ese olor e inmediatamente lo describe. Es decir, se agiliza el proceso mental 'estímulo respuesta'". En esa fase se comienza a trabajar con el producto que será objeto de la evaluación, y se desarrolla un vocabulario de ocho a quince palabras para describirlo.

En tanto, la segunda parte está basada en aprender a medir. "Aunque inconscientemente vivimos calculando distancias y medidas, en este caso hay que formalizarlo y hacerlo consciente, y es aquí donde empieza el entrenamiento con escalas. Por ejemplo, ante un

jugo con olor a mandarina, se mide la intensidad de ese olor en una escala del 0 al 10".

Es utilizado para comprobar si hay diferencias entreproductos, y la consulta al panel es cuánto difiere deun control o producto típico, pero no sus propiedadeso atributos. "Se hace un juicio global. Por ejemplo,ante una muestra A y una B, se pregunta cuál es lamás dulce, o ante A, B y C, donde dos son iguales yuna tercera es diferente, cuál es distinta".

También llamado test hedónico, en este caso se trabajacon evaluadores no entrenados, y la pregunta essi les agrada o no el producto. "El consumidor debeactuar como tal. Lo que sí se requiere, según la circunstancia,es que sea consumidor habitual del productoque está en evaluación". Contrariamente, a losevaluadores que realizan control de calidad nunca seles consulta si el producto es de su agrado. "Tienenque decir si son distintos, si no difieren, si son dulces,si son amargos. El hedonismo se deja aparte, porqueellos actúan como un instrumento de medición".

Tipos de Tests:Test de diferencia: si existe direncia entre 2 o mas muestras. Si le gusta o no le gusta al panelista.Test de preferencia: determina la preferencia de la poblacion y necesita mas personas en el panel. El total de punteo de un panel entrenado se puede utilizar para predecir los punteos obtenidos de un panel de 100 a 160 personas no entrenadas.Muestras y su preparacion: muy poca informacion debe darse a los pane-Listas.Temperatura de muestras: deben estar a una temperatura uniforme.Uniformidad de muestras: deben preparase uniformente.Codigos: Las muestras deben ser codificadas y numeradas 1,2,3 o A, B. C etc.Numero de muestras: debe considerarse para una misma sesion:La naturaleza del producto: no mas de 6 helado.La intesidad y complejidad: no mas de 20 muestras en arvejas o duraznos enlatadosSin decrecimiento en el panelista su habilidad de discriminacion.Experiencia del panelista: Un profesional en te, vino o café (catador) puede evaluar mas de 100 muestras en un dia.

Orden de presentacion

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Orden de presentacion: puede influenciar a panelistas. Al azar equilibra esos efectos.Panelistas: Por razones economicas usar personal del personal. Tienen que tener buena salud, mejor si no fuman ( en el caso que fumen no pueden fumar entre 1 0 2 horas antes del test), No corelacion hay entre edad y sensibilidad, integridad personal, habilidad de concentracion,curiosidad intelectual, deseo de gastar tiempo.Seleccion del panel: los panelistas deben ser seleccionados por su habilidad de detectar diferencias.Numero de panelistas: Las fuentes de variacion in test sensoriales y masPanelistas, se balancean. 4 panelistas es el minimo, pueden usarse 8 o 10.Condiciones de test,El cuarto, debe tener condiciones para que los panelistas esten separados.Paredes con luces grises neutra o off-white, Las luces del los cubiculos color blanco fluorescentes, tambien Rojo fluorescente.

oHora del test: tarde en la manana y a mediado .

Hora de test: tarde en la manana y a a mediados de la tarde es mejor.Envases: deben ser limpios,sin olor y sin sabor.Procedimeintos del Test: Los panelistas deben ser informados sobre el metodo a usar en cada muestra en cada test. Use pinzas para remover pan blanco, apio, manzanas, o agua para remover todos los trazas de flavor en boca entre muestras. El agua debe ser a temperatura ambiente.Cuestionario: Debe ser lo mas simple. La persona que analice los Los resultados debe usar tablas separadas.Muestra de custionario y ejemplo de analisis: Anexo 1 test triangularDe Analisis de diferencia.

Fecha: Panelista:Producto:Instrucciones: de las 3 muestras, 2 son iguales. Separe solo por olor diferente:Muestra: Chequee el olor314628542Indique el grado de diferencia entre ls muestras iguales y la otra solo por olor.Poco Moderado Mucho Extremo

Aceptabilidad:Es mas aceptable la unica: Son mas aceptables las 2:Comentario:Test y analisis estadistico:Puntajes: A B C DPulpa fruta: 91 91 91 91 Jugo Limon 4.7 4.7 4.7 4.7Azucar 1.58 1.56 1.36 1.16Aceite 1.4 1.4 1.4 1.4Antioxidante 0.04 0.04 0.04 0.04

Calificaciones: 1 excelente, 2 muy bueno, 3 Bueno, 4 Regular,5 MaloY 6 Muy Malo.Puntajes: A B C D Total Panelista 1 2 2 3 8 P1 1 2 3 3 9 P2 1 2 2 2 7 P3 1 2 2 3 8 P4 1 2 2 2 7 P5Total 5 10 11 13 39

Factor correccion: 1521/20= 76.05 Ss muestras: (1/5) (25+100+121+169)-76.05=6.95 Ss panelistas: (1/4)( 64+81+49+64+49)-76.05= 0.70

Total ss: 1+1+1+1+1 4+4+4+4+4+ 4+9+4+4+4 9+9+4+9+4 5 20 25 35 85-76.05= 8.95

Variables df ss MSMuestras 3 6.95 2.32 F* 5.41

Panelistas 4 0.70 0.18 F** 9.12

Error 12 1.30 0.11Total 19 8.95No hubo diferencia significativa entre muestras.