ALIMENTO

VOLATIL POR SECADO (HUMEDAD)

MATERIA SECA

INORGANICA (CENIZAS)

ORGANICA SOLUBLE EN DISOLVENTES ORGANICOS (GRASA O LIPIDOS)

CON NITROGENO (PROTEINAS) NO GRASO SIN NITROGENO (CARBOHIDRATOS)

DIGERIBLES

NO DIGERIBLES (FIBRA)

LIPIDOS GRASA GRASAS Y ACEITES GRASA CRUDA

GRASAS Y ACEITES Grasas ------- Estado físico sólido a TA Tejido adiposo de animales Glóbulos grasos de leche Grasa de coco Aceites ---- Estado físico líquidos a TA Semillas (oleaginosas) Vegetales ricos en lípidos (palma, aceituna) Aceite de pescado

¿PARA QUE DETERMINARLOS? •Etiquetado Mayor fuente de energía y nutrientes lipídicos (vitaminas, ác. grasos esenciales) •Características fisicoquímicas Sabor, textura, palatabilidad y apariencia •Factores económicos y legales Identidad, costos, especificaciones •Calidad, procesamiento y estabilidad

¿QUE SE NECESITA SABER? • Concentración total • Tipo de lípidos • Propiedades fisicoquímicas: cristalización, punto de fusión, punto de humo, reologia, densidad, color, etc. • Organización estructural

Definición: Grupo de compuestos naturales fácilmente solubles en disolventes orgánicos Incluyen: Ácidos grasos y sus derivados, carotenoídes, terpenos, esteroles y ácidos biliares, entre otros. 95 a 99% de los lípidos están formados por triglicéridos. GRASA CRUDA, EXTRACTO ETÉREO

LÍPIDOS LIBRES •Grasas neutras y ac. Grasos libres, esteroles, vitaminas liposolubles, pigmentos, etc. LÍPIDOS COMBINADOS •Asociados a proteínas y carbohidratos o LIPIDOS NEUTROS •Glicéridos y ceras LIPIDOS POLARES •Fosfolípidos, glucolípidos, etc. DERIVADOS •Esteroles y sus ésteres, carotenoides, terpenos, etc.

LIPIDOS NEUTROS

CERAS

LIPIDOS POLARES

X = Colina

+

“Lecitina”

-CH2-CH2-N-(CH3)3

DERIVADOS

Colesterol

Trigo (Triticum sp.)

Aceitunas (Oleaeuropa)

Carne

Aguacate (Persea americana)

PRODUCTOS REFINADOS •Mantequillas •Aceites •Mantecas, sebos

CUANTIFICACION • No hay un solo método aplicable a la determinación. • Los métodos llamados de extracción están más cerca de un método general. • Los métodos de determinación de grasa son empíricos. • Las variaciones en los métodos de análisis producen resultados variables. a) el método empleado en la preparación de la muestra b) la integridad del material lipídico y la cantidad de ciertos componentes no grasos

La determinación del material lipídico implica tres operaciones, independientemente del origen de la muestra o del método: •Tratamiento preliminar de la muestra, incluyendo o no secado*, molienda, digestión* o cualquier combinación de éstos. •Separación de la grasa por fusión, extracción o por separación centrífuga. •Valoración de la grasa (gravimétrica o volumétrica).

SECADO (principalmente para métodos por extracción) •Las muestras secas pueden ser molidas o subdivididas con mayor facilidad. •El agua impide una extracción completa y eficiente si se emplean éter etílico o éter de petróleo como disolventes. •El secado ayuda a separar la grasa de las células de los tejidos de la carne y de sus productos. •Las emulsiones pueden romperse parcialmente, de forma que la grasa es más accesible y más fácil de extraer.

MOLIENDA •Homogeneización •Incrementar superficie de contacto con los disolventes o reactivos •Reducción de la distancia de difusión •Disolvente •Lípidos

METODOS PROPUESTOS 1. EXTRACCION (Diferente a proceso*) • Solventes • Procedimientos 2. FISICOS • Fusión 3. OTROS • Digestión-separación

1. EXTRACCION. Es el mas utilizado, para la mayoría de los alimentos. En harina de pescado: éter de petróleo hexano heptano éter etílico disulfuro de carbono ciclohexano benceno* cloruro de metileno tricloroetileno cloroformo* acetona

9%

16%

La exactitud depende de la solubilidad de los lípidos en el disolvente usado.

SELECCIÓN DEL DISOLVENTE El disolvente debe ser capaz de: •Extraer todo el material lipídico •Ser selectivo •Evitar la degradación del material extraído •Funcionar a temperaturas que permitan el adecuado manejo de los extractos •Preferiblemente seguro para el ambiente

Éter de Petróleo (Bencina, nafta) PE. 3580ºC, disuelve únicamente grasas, aceites y ceras. Los ác. grasos hidroxilados y sus glicéridos son prácticamente insolubles. Solubiliza menos glicéridos de grasas que de aceites. Extrae impurezas no polares (clorofila y compuestos resinosos). Extremadamente flamable. Mezcla de hidrocarburos, principalmente C5 C7, con 45 a 90% de C6

Éter Etílico (Éter dietílico, éter sulfúrico, éter anestésico). PE 35ºC. Solvente para la mayoría de los lípidos. Mayor solubilidad de esfingomielinas, cerebrósidos y lecitina. Se satura con 1.2% de agua a 20ºC. Disuelve más impurezas como a.a., carbohidrátos, sales, ác. orgánicos, cetonas, aldehidos y alcoholes. Muy volátil y altamente flamable. Tiende a formar peróxidos explosivos.

Cloroformo. PE 61ºC. Extrae más lípidos que el éter etílico. Extrae más impurezas que el éter etílico. Se descompone formando HCl en presencia de agua. Sensible a la luz. Recientemente se demostró que es muy tóxico. Esta siendo substituido, principalmente por diclorometano. Cloruro de metileno (Diclorometano, dicloruro de metileno). PE. 40-41ºC. Extrae la mayoría de los lípidos. Se usa como desengrasante. No es inflamable ni explosivo. Aparentemente es menos tóxico que el cloroformo.

Disulfuro de carbono. PE. 46ºC. Es un solvente más poderoso, solubiliza todos los lípidos. Altamente flamable. Extremadamente tóxico. Se descompone con facilidad. Menos utilizado. Ciclohexano. PE 78-81ºC. Disuelve lípidos con ác. grasos de cadena larga. Usado para extraer aceites esenciales. Solvente de resinas y lacas. Líquido flamable. Benceno. PE. 79.6ºC. Disuelve bien aceites, grasas, ceras, esteroles y fosfolípidos. También disuelve impurezas (compuestos orgánicos, colorantes y resinas). Es muy tóxico, su uso esta siendo limitado. Altamente flamable.

Tricloro etiléno. PE 83-87ºC. Usado en la industria para extraer grasas, aceites y ceras. Extrae resinas, plásticos, pinturas, barniz. Es un anestésico potente. Poca toxicidad. Acetona. PE 56.1ºC. Miscible en agua. Solubiliza muchas impurezas hidrosolubles. Muy volátil. Altamente flamable. Se usa para extracciones iniciales. Otros. Alcohol etílico. CO2 fluido supercrítico*. Mezclas de disolventes y alcoholes.

PROCEDIMIENTOS 1. Intermitentes • Muestras secas o húmedas • Uno o varios disolventes • Con o sin calentamiento • Semi-automatizado (Soxhlet) 2. Continuos • Muestras secas • Un disolvente • Semi-automatizado (Goldfish)

1)PROCEDIMIENTOS INTERMITENTES • Están basados en la mezcla de la muestra (seca o no) y el disolvente • Con agitación (y calor) se facilita la extracción y el material lipídico es separado con el disolvente. • La operación se repite cuantas veces sea necesario. • Los lípidos se cuantifican gravimétricamente una vez evaporado el disolvente (en todo el extracto o en una alícuota).

“EN BATCH” •La muestra, generalmente seca, se coloca en un vaso o matraz y se adiciona el disolvente o mezcla de disolventes (relación muestra/disolvente) •La difusión del disolvente al interior de la muestra y del disolvente-lípidos hacia el exterior se acelera con agitación •Puede o no usarse calentamiento •El extracto es recuperado por decantación, filtración o centrifugación •Se realizan extracciones consecutivas hasta recuperar todos los lípidos, colectando juntos los extractos •El disolvente se elimina por evaporación y se pesa

MÉTODO DE BLIGH Y DYER (FOLCH) Desarrollado para alimentos muy húmedos que no pueden ser secados, como carnes y pescados. •Ajustar la humedad de la muestra •Homogeneizar con cloroformo (diclorometano)-metanol en proporción miscible (2:1) •Agregar cloroformo (diclorometano) y agua para producir la separación de las fases •Recuperar la fase cloroformica (diclorometano), con el material lipídico •Eliminar el disolvente y pesar

METODO DE SOXHLET Puede considerarse Semicontinuo •La muestra seca y molida, en un recipiente poroso, es colocada en la cámara de extracción •El disolvente se coloca en un matraz (de peso conocido), se ajusta la cámara de extracción y sobre ésta un condensador •El matraz se calienta y el disolvente se evapora y condensa sobre la cámara de extracción

•Cuando el disolvente, que realiza la extracción por contacto con la muestra, llega al nivel de los vasos comunicantes, se descarga •El disolvente se evapora y condensa, quedando los lípidos en el matraz •Después de las descargas necesarias, del matraz se elimina el disolvente y los lípidos se pesan

VENTAJAS: •Semi-automatizado (Equipos) •El disolvente se reutiliza •Mas eficiente •La muestra no sufre cambios* DESVENTAJAS •Los lípidos se encuentran en continuo calentamiento •Material de vidrio especializado

2. PROCEDIMIENTOS CONTINUOS •El disolvente fluye a través de la muestra realizando la extracción •El extracto es recuperado en un recipiente de peso conocido y una vez evaporado el disolvente, los lípidos se pesan

EXTRACCION “EN COLUMNA” •El empaque de la columna es la muestra sólida (sola o con un material inerte) •El disolvente se hace pasar continuamente, realizándose la extracción •La cuantificación es gravimétrica, después de eliminar el disolvente (de todo el extracto o de una alícuota). •Puede o no utilizar calentamiento

Empaque: Muestra

METODO DE GOLDFISH •La muestra sólida es colocada en un recipiente poroso •El recipiente es colocado en un soporte que lo ubica bajo un condensador •El disolvente se coloca en un recipiente (de peso conocido) que es ajustado en el equipo semi-hermético y es sometido a calentamiento •El disolvente se evapora y condensa sobre el recipiente conteniendo la muestra, y al caer por gravedad la atraviesa, extrayendo los lípidos •El disolvente nuevamente se evapora, condensa y extrae los lípidos, manteniéndose los lípidos en el recipiente inferior •Una vez extraídos todos los lípidos, el disolvente es eliminado por evaporación y los lípidos se pesan

EXTRACCION CON FLUIDOS SUPERCRITICOS •Se utiliza principalmente CO2 a elevadas presiones para que sea un líquido (600 bars, 72.8 Atm), a 80-100ºC •Se comporta como un disolvente no polar, que puede ser modificado •Se hace pasar a través de la muestra empacada en una columna y se recupera en un recipiente de peso conocido •Cuando la presión disminuye se volatiliza y se elimina sin dejar residuos, pudiendo pesarse directamente los lípidos extraídos

2. FUSION •Carne y algunos productos cárnicos. Lípidos libres •Programa de temperaturas (Microondas) •Humedad •Grasa •Proteína + Cenizas •Oficial (AOAC) •No utiliza disolventes •Resultados comparables con secado y extracción •Rápido •Caro y requiere calibración

3. METODOS POR DIGESTION-SEPARACION. • Fueron desarrollados originalmente para leche y productos lácteos (glóbulos de grasa) • Involucran la desestabilización de los sistemas • Utilizan ácidos y/o bases • El material lipídico es separado y cuantificado a)Extracción con disolventes, evaporación y pesado b)Centrifugación y determinación del volumen de lípidos

A)EXTRACCIÓN. ROSE-GOTTLIEB Y MAJONIER (MOJONNIER) “Solubilización” de la muestra por hidrólisis ácida o alcalina y posterior extracción con éter. • Ácida: HCl 6 M en un baño de agua hirviente y separación extracción con éter etílico o mezcla de éteres. Para leche deshidratada y quesos se recomienda un tratamiento con amoniaco previo Poco recomendable para productos con alto contenido de azúcar.

•Alcalina: Amoniaco y alcohol en frío y posterior extracción con mezcla de éteres (Rose-Gottlieb) Es recomendable para productos lácteos o con alto contenido de azúcar.

1. Muestra + ácido o base

5. Recuperar extracto

2. Disolvente

4. Centrifugar o reposar 3. Homogeneizar

6. Evaporar el disolvente y pesar

B) DIGESTION CENTRIFUGACION. (“extracción” sin disolventes) GERBER (EUROPA) Y BABCOCK (USA) •Recipientes calibrados (butirómetros) •Ácidos fuertes (Sulfúrico*, acético, perclórico) Hidroliza parcialmente a las proteínas, genera calor y “rompe” la membrana del glóbulo de grasa •Alcohol isoamílico (Gerber) Aparentemente previene la carbonización de los azúcares. •Centrifugación para separar la grasa y lectura en la escala No se miden fosfolípidos (solubles en la fase acuosa o la interfase)

Butirómetros Gerber

Babcock

CARACTERIZACION 1. IDENTIDAD Y COMESTIBILIDAD AGUA PUNTO DE FUSIÓN RELACIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO ÍNDICE DE SAPONIFICACIÓN COMPOSICIÓN DE AC. GRASOS PUNTO DE HUMO PUNTO DE IGNICIÓN PUNTO DE COMBUSTIÓN COLOR

PESO ESPECIFICO ÍNDICE DE REFRACCIÓN ÍNDICE DE YODO MATERIAL INSAPONIFICABLE

2. DEGRADACIÓN (CALIDAD) ÍNDICE DE ACIDEZ (FFA) ÍNDICE DE PERÓXIDOS ÍNDICE DE TBA ABSORCION ULTRAVIOLETA, INDICE DE KREIS, PARAANISIDINA 3. IDENTIDAD ACEITE DE SEMILLA DE ALGODÓN ACEITE DE CACAHUATE ACEITE DE AJONJOLÍ ACEITE DE OLIVA ACEITE DE PESCADO

AGUA EN GRASAS Y ACEITES Indicador de estabilidad. Hidrólisis. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA Aceites. Filtración Grasas. Fusión y filtración DETERMINACIÓN 1. Muestras con 1% o mas. Arrastre con tolueno, xileno o heptano. 2. 0.05 - 1%. Karl-Fisher

PESO ESPECIFICO Relación masa del lípido/masa del agua. Relación directa con el estado de instauración e inversa con el peso molecular. DETERMINACIÓN •Temperatura constante (20°C) •Método picnómetro. Cuantificación de la masa de volúmenes iguales de agua y aceite. •Si la determinación se realiza a T ≠ 20°C Sumar o restar 0.00064/°C

PUNTO DE FUSIÓN Indicativo de composición de ac. grasos (tamaño y saturación) Nombre

Estructura

Láurico Palmítico

CH3(CH2)10COOH

Esteárico Oleíco Linoléico Linolénico

CH3(CH2)16COOH

CH3(CH2)14COOH CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH

Araquidónico CH (CH ) (CH=CHCH ) (CH ) COOH 3 2 4 2 4 2 2

Pfusión ºC +44 +63 +70 +16 -5 -11 -50

DETERMINACIÓN 1. MÉTODO DE WILEY (AOAC) • Se forma un disco (3/8 in X 1/8 in), que se congela (2 o mas hs) • Suspender el disco en alcohol/agua a la misma densidad que la grasa • Calentar gradualmente • Observar cuando el disco se torna en esfera

2.

MÉTODO DEL CAPILAR

•Llenar un capilar cerrado en un extremo con la grasa fundida (10 mm) •Solidificar 16 hs (4-10°C) •Fijarlo a un termómetro y sumergirlo en un baño que se calienta gradualmente •Observar la temperatura en la que la columna se torna clara

RELACIÓN SÓLIDO-LIQUIDO Prueba industrial. Proceso de hidrogenación de aceites, funcionalidad en procesos, y productos DETERMINACIÓN 1. Dilatometria. • Fundir la muestra y colocarla en un tubo cerrado, calibrado. • Solidificar en condiciones estándar • Calentamiento gradual, en etapas de 5°C, midiendo el volumen • Proseguir hasta fusión de la muestra • Graficar cambio de volumen vs. temperatura

ÍNDICE DE YODO Adición de yodo a dobles enlaces Medida del grado de instauración de los ac. grasos. Constante para cada grasa o aceite. GRUPO

EJEMPLO

CERAS

ÍNDICE DE YODO < 30

GRASAS ANIMALES

MANTEQUILLA, LARDO

30 – 70

ACEITES NO SECANTES

ACEITE DE OLIVO, CACAHUATE, ALMENDRA

80 -110

ACEITES SEMISECANTES

ACEITE DE SEMILLA DE ALGODÓN, AJONJOLÍ, SOYA

80 – 140

ACEITES SECANTES

ACEITE DE LINAZA, GIRASOL

125 – 200

DETERMINACIÓN SIEMPRE INDICAR EL MÉTODO USADO. 1. MÉTODO DE HANUS (AOAC) • Agente halogenante IBr preparado mezclando I2 con Br2 en ac. acético. • Disolver la grasa con un volumen conocido de reactivo de Hanus, en un matraz con tapón (esmerilado) • Dejar reposar en la obscuridad 30 min, exactos • Agregar KI y agua • Titular el halógeno remanente con tiosulfato de sodio, usando almidón como indicador (a) • Elaborar un blanco igual (b)

2. MÉTODO DE WIJS Agente halogenante ICl, preparado mezclando ICl3 con I2 en medio de ac. acético.

R-CH=CH-R + IClexceso

R-CHI-CHCl-R + IClremanente

IClremanente + 2KI

KCl + KI + I2

I2 + almidón + 2Na2S2O3 (azul)

2NaI + almidón + Na2S4O6 (incoloro)

PROCEDIMIENTO • Disolver la grasa con tetracloruro de carbono, en un matraz con tapón (esmerilado) • Agregar el reactivo y dejar reposar en la obscuridad 30 min • Agregar KI y agua • Titular el halógeno remanente con tiosulfato de sodio 0.1N, usando almidón como indicador (a) • Elaborar un blanco igual (b) si (b-a) > b/2 repetir con menos muestra

Saturados

Insaturados

I. Yodo

Mantequilla

63

35

26 – 40

Margarina

40

55

30 – 70

Coco

70

30

25 – 35

Girasol

22

78

110 – 143

ÍNDICE DE SAPONIFICACIÓN Y MATERIAL INSAPONIFICABLE El índice de saponificación refleja el peso molecular promedio de los ac. grasos, en una relación inversa. H2 - C - O - C - R1 O H - C - O - C - R2 O H2 -C - O - C - R3 O Triglicérido

-OH

H2 -C - OH H - C – OH H2 -C - OH Glicerol

-O - C - R1 O + -O - C - R2 O -O - C - R3 O “Jabones” Sales de ac. Grasos

Se define como la cantidad de KOH que se requiere para hidrolizar todos los enlaces éster del triglicérido, en un gramo de muestra.

DETERMINACIÓN • Colocar la grasa o aceite con una solución alcohólica de KOH • Calentar con reflujo durante 1 h, con agitación • Titular en caliente el exceso de álcali con HCl usando fenolftaleina como indicador (a) • Realizar un blanco al mismo tiempo (b) En el residuo se puede extraer el material insaponificable con solventes orgánicos. Si se adiciona un exceso de ácido, se pueden separar los ac. grasos libres, que pueden ser recuperados por extracción con solventes.

COMPOSICIÓN DE ÁCIDOS GRASOS Composición de ác. grasos en %. MANTEQUILL A

COCO

MARGARINA

GIRASOL