Alimentos : Humedad,Cenizas Y Proteínas

Liceo Politécnico Ciencia y Tecnología

Módulo: Alimentos : Humedad,Cenizas y Proteínas

Prof: Enrique Torres Plaza

Nombre:_____________________________Curso_________

Determinación de cenizas en alimentos

La cantidad de cenizas representa el contenido total de minerales en los alimentos. La determinación del contenido de cenizas puede ser importante por varias razones:

Son una parte del análisis próximo para la evaluación nutricional. Las cenizas son el primer paso en la preparación de una muestra de alimentos para análisis elemental específico.

La determinación del contenido de cenizas sirve para obtener la pureza de algunos ingredientes que se usan en la elaboración de alimentos tales como: azúcar, pectinas, almidones y gelatina.

El contenido de cenizas se usa como índice de calidad en algunos alimentos como mermeladas y jaleas. En estos productos el contenido de cenizas es indicativo del contenido de frutas en los mismos: por lo tanto, se le considera como un índice de adulteración, contaminación o fraude.

Es importante en productos de cereales porque revela el tipo de refinamiento y molienda. Ejemplo una harina de trigo integral (todo el grano) contiene aproximadamente 2% de cenizas; mientras que la harina proveniente del endospermo tiene un contenido de cenizas de 0,3%. Quiere decir que la mayoría de las cenizas están en las cáscaras. Se puede esperar un contenido de cenizas constante en productos animales, pero de otra fuente como las plantas, este puede ser variable.

Se usa como índice de calidad en el vinagre. Hay normas al respecto. En algunos productos no sólo porque se establece el contenido de cenizas total sino además, el % de esa ceniza soluble en agua, en ácido y también la alcalinidad que presenta.

Las cenizas contienen los elementos inorgánicos, mucho de los cuales son de interés nutricional como es el caso del calcio, fósforo, etc.

Cuando en algún producto alimenticio hay un alto contenido de cenizas se sugiere la presencia de algún adulterante inorgánico. El método más común para determinar cenizas es la calcinación en mufla a temperaturas entre 500 y 600oC. Para determinar cenizas en azúcar se han recomendado métodos basados en la conductividad eléctrica (vía húmeda).

El contenido de cenizas en carnes oscila entre 0,8 - 2% en base húmeda. En frutas y hortalizas está comprendido entre 2 - 12%.

Los elementos minerales en los alimentos se encuentran en combinaciones orgánicas e inorgánicas. Las sales inorgánicas, tales como: fosfato, carbonato, cloruro, sulfato, nitrito de sodio, potasio, calcio, son comunes. También pueden encontrarse presentes sales de ácidos orgánicos: málico, oxálico, acéticos, péptico, etc., Por otra parte ciertos elementos minerales pueden encontrarse formando complejos de moléculas orgánicas. A veces en la determinación de cenizas es conveniente mezclar el producto con arena como por ejemplo leche.

Métodos Usados en la Determinación de Cenizas

Existen tres métodos para la determinación de cenizas que son:

Calcinación (vía seca)

Oxidación húmeda(digestión).

Cenizas a baja temperatura(cenizas plasma)

Calcinación

Se refiere a la determinación de las cenizas en una mufla a temperaturas que oscilan entre 500 y 600oC. El agua y sustancias volátiles son evaporadas, mientras que las sustancias orgánicas son incineradas en presencia del oxigeno del aire para producir CO2 y óxido de nitrógeno. La mayoría de los minerales son convertidos a óxidos, sulfato, fosfato, cloruro y silicato. Los elementos tales como: Fe, Se, Pb y As, pueden volatilizarse parcialmente con este procedimiento, es por ello que otros métodos se deben usar como paso preliminar para análisis elemental específico. Las ventajas de este método son:

Es un método seguro y no requiere adición de reactivos y sustancias del blanco.

Se requiere de una pequeña atención sólo para evitar la formación de llamas y ello se logra subiendo la temperatura lentamente hasta aproximadamente 200oC. Después que se ha quemado la materia orgánica, se continua subiendo la temperatura hasta aproximadamente 500oC.

Usualmente se pueden manipular varios crisoles a la vez y las cenizas resultantes se pueden utilizar para muchos análisis como: determinación, de elementos químicos, cenizas insolubles en ácido y solubles e insolubles en agua.

Entre sus desventajas tenemos:

El largo tiempo que se requiere para la incineración (12-18 horas o toda la noche).

La pérdida de elementos volátiles y las interacciones entre los componentes minerales y los crisoles. Entre los elementos que se pueden perder por volatilización tenemos: As, B, Cd, Cr, Fe, Pb, Hg, Ni, P, V, y Zn.

Oxidación húmeda(Digestión húmeda)

Es un procedimiento en el cual se oxidan las sustancias orgánicas usando ácidos y agentes oxidantes o sus combinaciones. Los minerales son solubilizados sin volatilización. Las cenizas húmedas son preferibles a menudo a las cenizas secas como una preparación para un análisis elemental especifico La necesidad de vigilancia constante y la posibilidad de altos valores del blanco, hacen al método menos adecuado para el trabajo de rutina. El procedimiento consiste en oxidar la muestra en presencia de ácido nítrico, sulfúrico, perclórico y peróxido de hidrógeno, proporcionando calor hasta lograr la destrucción de toda la materia orgánica y que aparezcan humos blancos. Los ácidos se pueden usar en diferentes combinaciones, teniendo cuidado con el perclórico que es explosivo.

Este método es muy aplicado a muestras con alto contenido en grasas(carnes y derivados). La oxidación húmeda posee ventajas frente a la calcinación en seco, ya que se utilizan temperaturas más bajas (menos de 350oC) y hay poca probabilidad de pérdida de los elementos por volatilización. El tiempo de la oxidación es corto.

Entre sus desventajas se tienen:

Se toma virtualmente todo el tiempo del operador.

Se usan reactivos corrosivos y solamente se puede manipular un pequeño número de muestras.

Cenizas a baja temperatura (cenizas plasma)

Se refiere a un tipo especifico de método de cenizas secas en la cual los alimentos son oxidados en un vacío parcial por oxígeno naciente, formado por un campo electromagnético. Las cenizas así son obtenidas a una temperatura mucho más baja que con la mufla, previniendo la volatilización de muchos elementos. Las estructuras cristalinas usualmente permanecen intactas. La mayor desventaja es la pequeña capacidad para las muestras y lo caro del equipo.

Debido a que ciertos alimentos poseen alto contenido de minerales, el contenido de cenizas se hace importante. Se puede esperar un contenido constante de cenizas de productos de animales, pero de otras fuentes como las plantas, este puede ser variable.

Contenido de Cenizas en los Alimentos

El contenido de cenizas de la mayoría de los alimentos frescos raramente es mayor de 5%. Aceites puros y grasas generalmente contienen poca cantidad o nada de cenizas. Los productos tales como tocino puede contener 6% de cenizas y la carne seca de res puede poseer un contenido tan alto como 11,6% (base húmeda. Grasas, aceites y mantequillas varían de 0,00 a 4,09%; mientras que productos secos varían de 0,5 a 5.1%. Frutas, jugo de frutas y melones contienen de 0,2, a 0,6% de cenizas; mientras que las frutas secas contienen de 2,4 a 3,5%. Harinas y comidas varían de 0,3 a 1 .4%.

El almidón puro contiene 0,3% y el germen de trigo 4,3%. Se podría esperar que el grano y sus derivados con salvado tendrían un contenido superior. Nueces y derivados contienen de 0,8 a 3,4% de cenizas; mientras que a carne, aves y alimentos marinos contienen entre 0,7 y 1,3% de cenizas.

Análisis de cenizas

Preparación de las muestras: Entre 2 y 10 g de muestra son generalmente usados para determinar cenizas. Para este propósito, la molienda o trituración probablemente no alterarán mucho el contenido de cenizas; sin embargo si estas cenizas son un paso previo para la determinación de minerales se debe tener cuidado ya que puede haber contaminación por micronutrientes ya que los molinos son hechos de metal, el uso repetido de materiales de vidrio pueden ser fuente de contaminación; el agua también puede ser fuente de contaminación, por ello es conveniente usar agua destilada desionizada.

Los materiales de las plantas son generalmente secados antes de la molienda por los métodos de rutina. La temperatura de secado es de pequeñas consecuencias para las cenizas. Sin embargo la muestra puede ser usada para determinaciones múltiples (proteína, fibra, etc.). Los materiales de las plantas con 15% o menos de humedad pueden ser incinerados sin secado previo.

Los productos de animales y especias requieren tratamiento previo a la incineración porque su alto contenido en grasas, humedad o azúcar pueden producir pérdidas de muestra.

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