Determinación de la Composición Centesimal y Valor Nutritivo en Alimentos

Valor Nutritivo y Normalización de la Composición

CC: Valor nutritivo, normalización de la composición y etiquetas nutricionales.

Determinación de Agua (Humedad)

• Agua libre: Cantidad de agua disponible para reaccionar químicamente con otras sustancias y provocar el crecimiento bacteriano.
• Agua ligada: Se encuentra combinada con otros elementos y no afecta al crecimiento bacteriano.

La determinación del agua es importante para: el establecimiento de la composición centesimal, la detección de fraudes, determinar la estabilidad y características de la conservación, y conocer la cantidad de productos que no es agua.

Método Gravimétrico (Físico)

Consiste en calentar el alimento a 100 ºC y observar la cantidad de agua que pierde.

1. Tarar la cápsula pesamuestras.
2. Pesar, triturar y homogeneizar la muestra.
3. Desecar la muestra en estufa.
4. Enfriar en desecador.
5. Repetir hasta obtener un peso constante.
6. Calcular el % de materia seca (ms) y, por diferencia, el % de humedad (H).

Hay que tener en cuenta: La higroscopicidad de la muestra, no usar productos que desprendan sustancias volátiles a 100 ºC, ni productos muy húmedos o muy ricos en grasa.

Método Dean-Stark (Físico)

Se basa en calentar un alimento con un disolvente orgánico volátil. El agua es arrastrada por los vapores del disolvente y se separa en el condensador.

1. Pesar la muestra en un balón de destilación.
2. Añadir al balón el disolvente orgánico (con punto de ebullición cercano al del agua, menor densidad que el agua e inmiscible en ella).
3. Destilar hasta que el volumen de agua se mantenga constante.
4. Cálculo del % de agua.

Método Karl-Fisher (Químico)

Es un método volumétrico (yodometría) que se basa en la siguiente reacción REDOX:

I2 + SO2 + H2O → 2HI + SO3

El agua actúa como el reactivo limitante; el dióxido de azufre no puede reducir el yodo si no hay presencia de agua. El punto final de la reacción se determina de forma colorimétrica o potenciométrica.

Cenizas (Cendres)

Se define como el residuo inorgánico que queda después de la incineración completa de la materia orgánica (MO: CO₂ + H₂O; MI: Cenizas).

1. Pesar la muestra en una cápsula de porcelana.
2. Carbonizar lentamente con la llama.
3. Introducir en mufla a 550 ºC hasta que las cenizas queden blancas o grises.
4. Enfriar en desecador.
5. Pesar.

Determinación de Proteínas: Método Kjeldahl

Este método determina la concentración de nitrógeno presente en el alimento para, posteriormente, transformar el %N en concentración de proteínas a través de un factor de conversión.

1. Digestión

Consiste en convertir el nitrógeno de los compuestos orgánicos en nitrógeno amoniacal. Esto se consigue mediante un tratamiento con H₂SO₄ concentrado + Temperatura + Catalizador.

(CxHyOz)-NH2 + H2SO4 → (NH4)2SO4 + CO2 + SO2 + H2O

2. Destilación

Su objetivo es desprender el nitrógeno en forma de amoníaco. Se realiza haciendo reaccionar el (NH₄)₂SO₄ con una base fuerte (NaOH) + Temperatura + Destilación.

(NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3 + 2H2O

El NH₃ destilado se recoge sobre una disolución ácida de concentración y volumen exactamente conocidos en un matraz recolector:

NH3 + HCl → NH4Cl + HCl (exceso)

Determinación de Grasas

Se realiza mediante una extracción directa discontinua con disolventes orgánicos. El disolvente se calienta y condensa sobre la muestra; esta queda sumergida en el disolvente y se van extrayendo las sustancias solubles mediante los diferentes sifoneados. Una vez finalizada la extracción, se elimina el éter del matraz utilizando un rotovapor.

Método de Gerber

Específico para la determinación del contenido de grasa en la leche. Se utiliza un butirómetro con H₂SO₄ para digerir las proteínas y liberar las grasas. El alcohol amílico favorece la separación de la grasa y la protege del ácido. Finalmente, se separa la grasa por centrifugación y se lee directamente el % de grasa en la escala del butirómetro.

Determinación de Azúcares: Método de Luff-Schoorl

Se utiliza para determinar los azúcares reductores siguiendo estos pasos:

• Eliminar las proteínas y grasas por precipitación con los reactivos de Carrez.
• Situar los azúcares en un medio alcalino utilizando el reactivo de Luff-Schoorl: R-CHO + Cu2+ → R-COOH + Cu2O.
• El Cu²⁺ en exceso se hace reaccionar con una solución de yoduro potásico formando I₂: 2Cu2+ + 4I- → 2CuI + I2.
• Valorar el I₂ liberado con tiosulfato de sodio.
• Paralelamente, se realizará un blanco con agua destilada.

Determinación del Zumo

Dada la complejidad de la estequiometría de la reacción de los azúcares con el ion cobre, se utilizarán tablas específicas para determinar los miligramos de glucosa correspondientes.

Determinación de Fibra: Método de Lueende

La fibra sucia representa las sustancias vegetales no digeribles por los humanos tras el proceso digestivo. El método simula la digestión humana mediante las siguientes etapas:

1. Hidrólisis ácida: Digestión de la muestra durante 30 minutos con H₂SO₄.
2. Hidrólisis básica: Digestión de la muestra durante 30 minutos con NaOH (HOH).
3. Extracción con acetona: Una vez finalizadas las hidrólisis, se procede al secado en estufa y pesado.
4. Incineración (cenizas): Para determinar el residuo mineral final.