ESPECIFICACIÓN DE CONTENIDO DE HUMEDAD Y CENIZAS; PROTEINAS POR EL MÉTODO DE KJELDAHL EN MUESTRA BIOLÓGICA

Humedad Y Cenizas, Muestra Biológica, Método De Kjeldahl, Digestión, Destilación, Titulación.

Resumen: el análisis en el contenido de humedad y cenizas en la muestra biológica del tomate de carne se presenció moléculas y elementos en las muestras, sirvió para procesos posteriores; las cenizas determinaron la cantidad de iones metálicos de la muestra a temperaturas extremas. La identificación de proteínas se dio gracias al método de Kjeldahl, en el cual se observó la cantidad de nitrógeno y proteínas en la muestra de tomate seca, con cierto proceso.

En el laboratorio para determinar la cantidad de humedad y cenizas presente en la muestra biológica se pusieron 15 g de tomate y se calentó a 70ºC por 2 días, en forma teórica se determinó el porcentaje de humedad de la muestra, parte se la sometió a temperaturas máximas de 500ºC para obtener las cenizas. La muestra restante del procedimiento de contenido de humedad fue útil para identificar proteínas por el método de Kjeldahl que consta de tres etapas: digestión, destilación y titulación; se extrae el nitrógeno con ácido sulfúrico concentrado y se calienta la muestra hasta ver un color verde amarillento, se pasa la muestra en el destilador Kjeldahl y se le agrega hidróxido de sodio concentrado hasta ver un tono café, del otro lado se tiene ácido bórico con indicador de Tashiro, una vez pasa la muestra se ve un color azul; el amoniaco liberado se titula con ácido clorhídrico hasta observar un color rosado. Al final se concluye que toda muestra biológica contiene nitrógeno y proteínas en cierto porcentaje.

Introducción:

En la práctica de laboratorio se realizaron dos procedimientos para determinar la cantidad de componentes de la muestra, en la primera parte el contenido de humedad y cenizas en la muestra biológica utilizada por nuestro grupo, en este caso fue el tomate de carne, determinar el porcentaje de humedad y cenizas. En la segunda parte del laboratorio se partió de la muestra seca de tomate y se lo sometió al método de Kjeldahl, para que por medio de sus tres procedimientos de digestión, destilación y titulación, podamos obtener el nitrógeno y el porcentaje de proteínas presentes en los compuestos orgánicos de la muestra biológica.

Por la primera parte del laboratorio se dio la comprensión de que el componente más abundante y el único que casi esta presente en todos los alimentos es el agua. La determinación del contenido de humedad de los alimentos es una de las más importantes y ampliamente usadas en el proceso y control de los alimentos ya que indica la cantidad de agua involucrada en la composición de los mismos. El contenido de humedad se expresa generalmente como porcentaje, las cifras varían entre 60-95% en los alimentos naturales.

En los tejidos vegetales y animales existe dos formas generales: agua libre y agua ligada, como soluto o como solvente; en forma libre, formando hidratos o como agua adsorbida. La determinación de humedad se realiza en la mayoría de los alimentos por la determinación de la pérdida de masa que sufre un alimento cuando se somete a una combinación tiempo y la temperatura adecuada. El residuo que se obtiene se conoce como sólidos totales o materia seca.

Para determinar el contenido de humedad de la muestra se tomó en cuenta la fórmula matemática:

• Contenido de humedad=

Peso de la muestra húmeda-peso de la muestra seca

• Porcentaje de humedad= contenido de humedad x100 / peso de la muestra húmeda

Las cenizas de un alimento son un término analítico equivalente al residuo inorgánico que queda después de quemar la materia orgánica; representan el contenido mineral, es decir el conjunto de nutrientes elementales que están presentes en determinada muestra. El análisis de las cenizas se lleva a cabo por incineración total de la muestra a temperaturas elevadas de aproximadamente 500ºC y la determinación de su masa después del procedimiento realizado a la muestra, permitiendo de igual forma la identificación de iones metálicos presentes.

De igual forma para la determinación del contenido de cenizas en la muestra seca de tomate –muestra biológica- se aplicó la siguiente formula:

• Porcentaje de cenizas=

Peso de cenizas x100/ peso de la muestra seca

Así finalizamos la primera parte del laboratorio determinando el contenido de húmeda y cenizas en las respectivas muestras de acuerdo a su estado y cambio de masa.

Para la segunda parte del laboratorio se continuo trabajando con la muestra seca de tomate obtenida en la primera parte y se aplicó el método de Kjeldahl.

Desde hace más de 100 años se está utilizando el método Kjeldahl para la determinación del nitrógeno en una amplia gama de muestras. La determinación del nitrógeno Kjeldahl se realiza en alimentos y bebidas, carne, piensos, cereales y forrajes para el cálculo del contenido en proteína.

El método Kjeldahl sirve para determinar el contenido de nitrógeno en muestras orgánicas e inorgánicas. También se utiliza el método Kjeldahl para la determinación de nitrógeno en aguas residuales, suelos y otras muestras.

Se basa en la digestión de la muestra en ácido sulfúrico concentrado a ebullición, con la adición de un catalizador. La muestra se digiere hasta disolución y oxidación de la misma. El nitrógeno contenido en la muestra se convierte en Amonio Sulfato.

N, C, H, O + H2S04 calor C02 + H20 + NH4HSO4

Añadiendo un exceso de solución de sodio hidróxido, el ion amonio es liberado en forma de amoniaco, destilado y recogido sobre una solución de ácido bórico o sobre una solución valorada de ácido sulfúrico. El amoniaco recogido es determinado con una solución valorada de ácido o se valora por retroceso con solución de sodio hidróxido de concentración conocida.

NH4HSO4 + NaOH NH3 + Na2S04 + 2 H20

Amoniaco

En este paso la muestra se coloca en el destilador y se le agrega hidróxido de sodio hasta observar en el balón una coloración café oscuro, del otro lado en un erlenmeyer contiene acido bórico mas indicador de Tashiro en el que caerá la muestra a destilar; una vez la muestra final adquiera una coloración azul es llevada al siguiente proceso.

La titulación consta de agregar acido clorhídrico a la muestra obtenida de anión borato hasta ver una coloración rosada inicial. Si aplicamos la fórmula química es:

NH4OH + HCl NH4CI + H2O

El contenido total de proteínas en los alimentos está conformado por una mezcla compleja de proteínas. El resultado del análisis es una buena aproximación del contenido de proteína cruda del alimento ya que el nitrógeno también proviene de componentes no proteicos. Estas existen en una combinación con carbohidratos o lípidos, que puede ser física o química.

En esta técnica se digieren las proteínas y otros componentes orgánicos de los alimentos en una mezcla con ácido sulfúrico en presencia de catalizadores. El nitrógeno orgánico total se convierte mediante esta digestión en sulfato de amonio. La mezcla digerida se neutraliza con una base y se destila posteriormente. El destilado se recoge en una solución de ácido bórico. Los aniones del borato así formado se titulan con HCl (o H2SO4) estandarizado para determinar el nitrógeno contenido en la muestra.

En conclusión las prácticas de laboratorio nos ayudaron a determinar el contenido de componentes biológicos en la muestra de tomate en cada uno de sus diferentes estados de masa. En otras palabras determinamos el contenido de humedad y de cenizas, diferenciando la cantidad de masa resultante en cada procedimiento y el porcentaje presente en este vegetal, la cantidad de agua que presentaba en su estado normal, en su estado seco y en las cenizas recolectadas loe nutrientes que aún quedaban presentes.

En cuanto al método de Kjeldahl determinamos la cantidad de nitrógeno y proteínas en la muestra seca que al ser sometida al procedimiento de digestión, destilación y titulación con los respectivos reactivos y catalizadores añadidos a la muestra nos comprobaron la existencia de estos en la muestra biológica. Siguiendo el procedimiento mostrado en las guías, se logró una exitosa practica de laboratorio y al final se lavó el material y se lo retornó a la docente en el estado óptimo en el que se entregó en un principio y se dejó el área de trabajo limpia y ordenada.

Materiales y métodos:

Para determinar el contenido de humedad y cenizas se utilizó una lámina de papel aluminio, 15 gramos de muestra biológica, en este caso tomate. Después se la sometió por dos días a 70ºC para obtener la muestra seca que se la introdujo en un crisol con tapa para someterla a la prueba de cenizas. Cada una de las muestras era pasada en la balanza de laboratorio para medir la diferencia de masa entre las muestras. Para el método de Kjeldahl se introdujo el balón a la estufa y se calentó la muestra, la cual se pasó a un erlenmeyer de 125 ml, esto en la digestión; en la destilación se usó un balón de Kjeldahl de 250 ml, un digestor y un destilador de Kjeldahl y en la titulación se utilizó una bureta para verter el reactivo de ácido clorhídrico.

REATIVOS

Mezcla catalizadora de Kendal. (60g de CuSO4, 100 g de K2SO4 y 1g de selenio)

Ácido sulfúrico concentrado (H2SO4)

Ácido bórico al 4%

Hidróxido de sodio al 40% (NaOH)

Ácido clorhídrico 0,1 N (HCl)

Indicador de Tashiro (rojo de metilo al 0.2 % en etanol, mas cinco volúmenes de verde de bromocresol al 0.2% en etanol)

Estos

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