HIDRATOS DE CARBONO

TÉCNICAS ANALÍTICAS

Alimento azucarado

densimetría

-Sustancia seca o agua refractometría

extracto seco

-Sales minerales incineración

-Nitrógeno Kjeldahl-Nitrógeno Kjeldahl

-Azúcares

polarimetría

cuprometría

cromatografía naturaleza de intercambio iónico azúcares

enzimáticos

isotópicos

azúcares totales

Para una apropiada selección de métodos se debe considerar:

-sensibilidad

-especificidad

-posibles interferencias

-tiempo de análisis y preparación de muestra

-complejidad

Etapas previas

-conocimiento del tipo de H. de C. presentes (historia previa,

literatura)

-extracción

-purificación

DENSIDAD

Se determina para controlar la genuinidad de productosgeneralmente líquidos (leche, vinos, aceites, etc).

Ej.:densidad de leches a 15ºC = 1.028-1.035

y como índice de concentración de soluciones, siempre que sey como índice de concentración de soluciones, siempre que secuente con una tabla o gráfico de correlación (ej.: solucionesazucaradas o alcohólicas).

Se suele informar como “densidad relativa” utilizando un liquidode referencia, que casi siempre es agua.Se debe controlar la temperatura: 15ºC,el control de la temperatura debe estar dentro del +/- 1ºC.

HIDROMETRIASSe trabaja con cuerpos flotantes convenientemente lastrados

para el rango de densidad a medir. Esta técnica se basa en elprincipio de Arquímedes: cuanto más se sumerge el flotadormenor es la densidad del líquido. Es muy rápida pero esmenos exacta que la picnometría o la balanza de Mohr-Westphal , y requiere un volumen mayor de muestra (eldiámetro de la probeta que contiene la muestra debe ser porlo menos, el doble del diámetro del hidrómetro o flotador). Setrabaja a temperatura normalizada.trabaja a temperatura normalizada.

Ejemplos: “alcoholímetros” y “lactodensímetros”

Los “sacarómetros” miden concentración de solucionesazucaradas en escalas Balling o Brix (porcentajes de sacarosacorrespondientes a mediciones de densidad hechas a 15ºC o17.5ºC respectivamente).

Las concentraciones de componentes medidas con hidrómetrosson sólo aproximaciones.

REFRACTOMETRÍA

INDICE DE REFRACCION.

Se mide para estudiar la genuinidad de ciertos alimentos(aceites, mieles) y para efectuar controles rápidos en procesosde elaboración. Por ejemplo, la hidrogenación de un aceite ola concentración de una mermelada se controlan conmediciones refractométricas puesto que hay una relaciónlineal entre el índice de refracción (IR) y el índice de yodo deun aceite, y entre el IR y la concentración de sólidos solublesen una mermelada.

Se trabaja con refractómetros tipo Abbé a temperaturaSe trabaja con refractómetros tipo Abbé a temperaturanormalizada y sobre soluciones límpidas. En alimentos quepresentan materia en suspensión (ej.: puré de tomate) sehace necesaria una previa centrifugación para separar la fasesólida. Si se trata de grasas se procede a fundirlas y se hace lalectura a 40ºC (con equipo termostatizado).

Algunos refractómetros tienen una escala sacarométrica queexpresa, aproximadamente, el porcentaje de sólidos solublespresentes en soluciones azucaradas ( la escala está calibradacon soluciones de sacarosa pura).

grados Brix (° Bx): concentración de sólidos solubles

Una solución de 25 ° Bx contiene 25 g de sacarosa por 100 g de

líquido.

En 100 g de solución hay 25 g de sacarosa y 75 g de agua.

Los grados Brix se cuantifican con un sacarímetro (que mide la

densidad de líquidos) o con un refractómetro.

POLARIMETRÍA

Aplicación analítica

Sustancias con un carbono asimétrico que pueden existir en dos

formas que son imágenes especulares rotan el plano de vibración de

la luz polarizada

POLARIMETRÍAPOLARIMETRÍA

sustancias ópticamente activas

La magnitud de la rotación debida a una sustancia dada depende

de su concentración

POLARIMETRÍA

Leyes de la polarimetríaLeyes de la polarimetría

1- La rotación es directamente proporcional a la concentración de la solución y a la longitud del tubo analizador.

a = l . c a = l . P/V

2- En las sustancias ópticamente activas sólidas la desviación es proporcional al espesor.

3- La desviación depende de la temperatura (20 ºC)

4- La desviación depende de la longitud de onda ( luz de Na )

5- En una mezcla de sustancias ópticamente activas cada una actúa independientemente siendo la desviación igual a la suma de las desviaciones de cada una.

6- El poder rotatorio de las soluciones en algunos casos no es estable sino hasta después de cierto tiempo ( mutarrotación )

De las cuatro primeras leyes se deduce:

l = 1 dma

D

20 = a . l . P/V cuando P = 1g a D

20 = a

V = 1 cc. a : desviación específica

-Si conocemos el poder rotatorio específico de una sustancia podemos conocer su PESO NORMAL:conocer su PESO NORMAL:

a = a . l . P a = m . P V

m

m : cte para una sustancia operando con iguales tubos y un volumen de 100 cc.

PESO NORMAL : de una sustancia es la cantidad de sustancia que

disuelta en agua y llevada a 100 ml desvía lo mismo que una lámina

de cuarzo de 1 mm. de espesor, es decir 21º 66

Peso normal para sacarosa: 16,269 gramos (escala francesa)

Ejemplo : Lectura de una solución de Sacarosa de concentración incógnita

21º66 .........................................16,269 gr. de sacarosa 21º66 .........................................16,269 gr. de sacarosa Ej.: 20º .......................................x = 15,04 g de sacarosa

Ejemplo : Sacarosa de pureza desconocida

Se pesa 16,269 g de sacarosa incógnita y se disuelve en 100 ml

21º66 ..............................................100% sacarosaEj.: 19º ...............................................x = 86% sacarosa

CUPROMETRÍA

CUPROMETRÍACUPROMETRÍA

Método: Fehling - Cause – Bonans

Fundamento:

funciones aldehído ó cetona libres reducen el OCu (H+ ó OH-)Reacción no estequiométrica (estandarizar rigurosamente)

Reactivo de Fehling:

.Tartrato doble de Na y K (con (OH)2Cu) solución azul ) .Tartrato doble de Na y K (con (OH)2Cu) solución azul )

. NaOH

. CuSO4

.Ferrocianuro de KNaOH con CuSO4 Cu (OH)2

con compuesto reductor

2 Cu (OH)2 Cu2O + 2 H2O + O

ferrocianuro de K disuelve ppdo rojizo de OCu2

mejor observación del punto final

CROMATOGRAFÍA

Se utilizan para fraccionar, identificar y cuantificar componentes de los alimentos.

Ejemplos de aplicación:-Sobre papel : azúcares.-En capa delgada (TLC): esteroles, aminoácidos, vitaminas.-En capa delgada (TLC): esteroles, aminoácidos, vitaminas.-En columna: pigmentos.-En fase gaseosa (GLC clásica o con columna capilar): aromas,

composición ácidos grasos de una grasa, esteroles.-En fase liquida a alta presión (HPLC): azúcares, colorantes, aceites

esenciales, antioxidantes, vitaminas, triglicéridos. La HPLC además de ser altamente sensibles resulta ideal para analizar compuestos termolábiles y de baja volatilidad.

HPLC

Es un método de separación y purificación de compuestos

químicos disueltos en solventes acuosos u orgánicos.

El principio básico de la separación es la diferente afinidad del

compuesto en estudio por la fase estacionaria, lo cual

produce una diferencia en el tiempo que el compuesto en

estudio tarda en atravesar la columna de separación.

La fase móvil es impulsada a través de la columna a altaLa fase móvil es impulsada a través de la columna a alta

presión y una vez que abandona la columna pasa a través de

un detector que podrá ser de Absorción UV, índice de

refracción, etc.

Para detectar azúcares se pueden usar columnas cuyo grupo

activo sea amino o bien columnas C18.

M É T O D O S E N Z I M Á T I C O SM É T O D O S E N Z I M Á T I C O S

-basados en la alta especificidad de enzimas.

-en la práctica dependen de la pureza de la enzima.

-alta sensibilidad, comparable a cromatografía.

Algunos ejemplos de su uso en la valoración de azúcares:-Glucosa:-Glucosa:

Glucosa + H2O + O2 glucosa oxidasa ácido glucónico + H2O2

H2O2 + leuco-cromogeno peroxidasa cromógeno + H2O

M É T O D O S I S O T Ó P I C O SM É T O D O S I S O T Ó P I C O S

-Análisis del isótopo de Carbono estable

Ej.: Diferencia entre azúcar de caña y de remolacha.

(sacarosa con distintas vías fotosintéticas para fijar CO2 de la atmósfera)

Aplicaciones:

-clasificación de plantas según su fijación de CO2

-estudio de dietas

-paleoantropología

-adulteraciones (ej.: HFCS en jugos,miel)

Williams & Olmstead (1935) “el residuo que queda después dela extracción de los tejidos vegetales con soluciones ácidas yalcalinas diluidas”

Fibra dietaria

Algo de historia

Hipsley (1953): “la suma de celulosa, hemicelulosas y lignina dela dieta. Una mezcla de polisacáridos de la pared celular ylignina”.

Burkitt, 1971 encuentra la significación fisiológica de la ingestade fibra: mejora función intestinal. Observaciones en poblaciónde Africa.

Primera definiciónPrimera definición

“Con la denominación de fibra se suele designar a los “Con la denominación de fibra se suele designar a los componentes de los alimentos vegetales que son resistentes componentes de los alimentos vegetales que son resistentes a la digestión en el tracto gastrointestinal humano por no a la digestión en el tracto gastrointestinal humano por no disponer de la enzimas necesarias”disponer de la enzimas necesarias”

Trowell H Trowell H Am J. Clin Nutr.Am J. Clin Nutr. 25:926, 1972.25:926, 1972.Trowell H Trowell H Am J. Clin Nutr.Am J. Clin Nutr. 25:926, 1972.25:926, 1972.

Incluye criterio fisiológicoIncluye criterio fisiológico

La fibra dietaria promueve efectos fisiológicosbeneficiosos como disminución del tránsito intestinal,aumento peso de las heces; fermentación colónica y/odisminución del colesterol sanguíneo y/o laglucosa/insulina pos prandial.

Fuentes de fibra: vegetales, la mayoría de los cereales. Alimentos ricos en Fibra soluble frutas, avena, cebada y porotos.

IFST (Institute of Food Science and

Technology Information Statement (2007)

www.ifst.org

Fibra Insoluble: celulosa, algunas hemicelulosas y lignina.

Fibra soluble: β glucanos, pectinas, gomas mucílagos y algunas hemicelulosas.

TIPOS DE FIBRA

Valor energético de la Fibra: 2KCal/g (8KJ) Fermentescible en un 70%

(Taller Técnico FAO Energía de los Alimentos, factores de conversión, 2007)

Según el sistema de determinación, los métodos pueden dividirse en tres categorías:

1. Métodos gravimétricos

METODOLOGÍA

1. Métodos gravimétricos

2. Métodos colorimétricos

3. Métodos C.G.L.

1) Los métodos gravimétricos se subdividen en:

a) Fibra cruda

b) Métodos con detergenteb) Métodos con detergente

c) Métodos enzimáticos

a) El método de fibra cruda según A.O.A.C.

“el material que se pierde por ignición delresiduo seco remanente de la digestión de lamuestra con H2SO4 1,25% e NaOH 1,25% bajo

condiciones específicas.”condiciones específicas.”

Esta fibra está constituída por celulosa,cantidades variables de lignina y lospentosanos que resistieron la doble hidrólisis.

b) Método con detergente. Van Soest

ADF (acid detergent fiber)

usa un detergente catiónico en medio ácido.

Determina celulosa y lignina, aunque suele haber

restos de hemicelulosas y pectinas.

NDF (neutral detergent fiber)

utiliza un detergente aniónico en medio neutro

La diferencia entre ADF y NDF son las hemicelulosas

dosadas por este último.

Se pierden componentes solubles de la fibra dietaria

d) Métodos enzimáticos.

i. Para fibra insoluble: mide el residuo insoluble después de digerir el alimento con enzimas proteolíticas y amilolíticas.

ii. Para fibras insolubles y solubles: tratan de recuperar ii. Para fibras insolubles y solubles: tratan de recuperar la fibra soluble por precipitación con EtOH (la técnica más común) o por ultra filtración.

Si bien hay notables progresos en este tipo de métodos los errores suelen deberse a los restos de proteínas y/o almidón que quedan sin digerir.

Metodologías analíticas para la determinación de Fibra

* * Fibra cruda: digestión ácida y básica. Valores bajos. Muy drástico.

* FDN : Van Soëst: Celulosa, hemicelulosa, lignina. No determina FS. Interferencia Alm. Grasa

* FDA: Van Soëst y Goering, mayormente FI,

Lignina y celulosa

* Enzimático gravimétrico: (Hellendorn) Amilasa, proteasa. Incluye * Enzimático gravimétrico: (Hellendorn) Amilasa, proteasa. Incluye lignina y prods Maillard

* A.O.A.C. Prosky et al. (982.25); Modifs 991.43; 997.85 Enzimas, corrige por proteínas y cenizas, Sirve para FS y FI.

* AOAC 997.08 Fructanos (Hoebregs,1997) extracción agua hirviente, hidrólisis con amilasa e inulinasa; azúcares por cromatografía con resinas aniónicas/amperometría

* AACC, 2000 para oligosacáridos resistentes y polidextrosa.

Valores de Fibra según Tablas y Métodos de determinación (g%)

Alimento Tabla Latinoamericana Alemana

Fibra Cruda Enzimático

Pan 0.5 FT 2.5; FS 0.6; FI 1.9

Zanahoria 1.0 FT 3.4; FS 1.5; FI 1.9Zanahoria 1.0 FT 3.4; FS 1.5; FI 1.9

Soja (poroto seco) 5.7 FT 15.2; FS 6.6; FI 8.6

Salvado de trigo 13.8 FT42.4; FS 2.1;FI 40.3

Arroz (blanco) 0.2 FT1.4; FS 0.9; FI 0.5

Avena arrollada 0.3 FT 5.4; FS 1.8; FI 3.7

Lenteja seca 3.2 FT 10.6; FS 3.9; FI 6.7

HIDROXIMETIL FURFURAL

El hidroximetilfurfural (HMF) es uno de los compuestos formadopor la degradación de los productos azucarados, enparticular por deshidratación de la fructosa. Su aparición en lamiel está directamente relacionada con alteraciones decolor (Lee, 1988) y el desarrollo de sabores y olores extraños.

Esta conjunción de factores hace que el contenido dedicho aldehído sea considerado uno de los parámetros decalidad más a tener en cuenta, concretamente en la miel parauna eficiente alimentación.

HIDROXIMETIL FURFURAL

Este compuesto aparece en forma espontánea y natural en lamiel debido al pH ácido, agua y a la composición rica enmonosacáridos (fructosa y glucosa), aumentando suconcentración con el tiempo y otros factores.Entre éstos, los que influyen en la velocidad de formación delHMF, se encuentran: aumento de la temperatura, siendo elfactor que más influyeHMF, se encuentran: aumento de la temperatura, siendo elfactor que más influye

Estudios realizados en mieles provenientes de zonas más cálidashan demostrado que las mismas poseen un mayor contenido deHMF. también hay que considerar la acidez del material: lasmieles más ácidas experimentan un aumento de HMF en funcióndel tiempo.Otros factores que repercuten en menor grado son: humedad,presencia de algunos minerales (K, Ca, Mg) y contenido enaminoácidos (alanina, ácido aspártico, etc.).

HIDROXIMETIL FURFURAL

El método permite determinar HMF, el cual es un producto de deshidratación de los monosacáridos presentes en la miel, que sirve como indicador de la longevidad de la miel. como indicador de la longevidad de la miel. Este método permite cuantificar HMF en mieles de diverso origen (mieladas, mono o multiflorales) y determinar si estas cumplen con las normas de calidad establecidas.

FUNDAMENTO

Se realiza una precipitación para eliminar las

proteínas y polisacáridos de alto peso molecular y obtener una fracción limpia. La muestra esy obtener una fracción limpia. La muestra es

determinada por la diferencia de lectura de absorbancias a 284 y 336 nm, por medio de la

destrucción de HMF con Bisulfito de sodio, lo que evita que interferentes en la muestra generen una lectura errónea.