Análisis físico-químico básico de los alimentos, Grado Superior en Dietética

Análisis Físico-Químico Básico de Alimentos

Introducción a la Bromatología

La bromatología o Ciencia de los alimentos comprende el estudio de los alimentos desde todos los puntos de vista, para conocer su composición, cualitativa y cuantitativa, el papel y el metabolismo de cada uno de sus componentes, alteraciones y contaminaciones, cómo aplicar la tecnología más adecuada para preservar su valor nutritivo, cómo legislar y también cómo elegir qué MÉTODOS ANALÍTICOS aplicar para determinar su composición y controlar su calidad.

Métodos Analíticos Bromatológicos

• ANÁLISIS TRADICIONALES: de fundamento sencillo basado en reacciones químicas más o menos complejas, utilizando materiales sencillos. Son los primeros que se utilizaron y aún se utilizan, siendo muy laboriosos debido al tiempo que se emplea en realizarlos y el control que durante todo este tiempo se debe ejercer sobre todo el proceso.
• ANÁLISIS INSTRUMENTALES: Se emplean aparatos e instrumental sofisticado que permite acortar el tiempo de la analítica, así como evitar cierta subjetividad y/o posible error cometido en las técnicas tradicionales, mucho más manuales. La realización es rápida y sencilla, aunque los fundamentos y la calibración y cuidados de los aparatos son complejos.
• ANÁLISIS "IN SITU" DE LOS ALIMENTOS: Son las técnicas más rápidas de análisis de alimentos, están preparadas para poder ser llevadas a cabo en trabajo de campo (a pie de cadena industrial, en el mismo comercio, en almacén de materias primas ... ). Se llevan a cabo mediante lo que se llaman Kits comerciales, y suelen necesitar la utilización de aparatos que, si bien fueron diseñados en principio para estar en un laboratorio, en la actualidad también se hacer portátiles con objeto de poder ser llevados con el técnico al lugar donde se produce o vende o consume el alimento a estudiar.

Hay multitud de parámetros bromatológicos que siguen determinándose según los análisis tradicionales ya que así lo indica la legislación sobre métodos oficiales de análisis de alimentos, otros se determinan ya solo instrumentalmente por técnicas sofisticadas, dejándose las pruebas "in situ" con uso de kits comerciales, sobre todo para el trabajo de campo (inspecciones, control de calidad en cadena alimentaria)

Composición Centesimal de los Alimentos

Se entiende por composición centesimal del alimento a la expresión en porcentaje del contenido que el alimento tiene en: agua, cenizas (sustancias minerales), grasa, proteínas y glúcidos.

El estudio de la composición centesimal de un alimento se realiza no solamente para conocer su valor nutritivo (existen técnicas más sofisticadas actualmente para conocer los nutrientes que forma parte de un alimento), sino y sobre todo para poder realizar un control de la calidad de dicho alimento.

Estas determinaciones no están enfocadas a compuestos individuales sino a un grupo de sustancias estrechamente emparentadas. De ahí el término de "bruta" que se utiliza tras el nombre de cada producto, por ejemplo, grasa bruta.

Humedad en Alimentos

La cantidad de agua (humedad) de una muestra es un criterio esencial para apreciar su valor alimenticio y su aptitud de conservación. El conocimiento de este parámetro nos va a permitir, desde descubrir un fraude por adición por distintos métodos de agua a un alimento, hasta el cálculo de la fecha de caducidad según el contenido de agua del producto.

La humedad del alimento se define convencionalmente por la pérdida de peso que sufre el alimento en determinadas condiciones de desecación. Esta definición supone que la muestra no contiene, fuera del agua, ningún elemento volátil a la temperatura de desecación y que no se forman a esta misma temperatura productos de descomposición volátil ni resultantes de una alteración, (por ejemplo, oxidación), que entrañen una modificación de la masa del producto desecado. Este precepto no lo cumple prácticamente ningún alimento, ya que es más que frecuente que el alimento contenga sustancias volátiles (productoras de olor y aroma) en su composición, además de ser objeto de modificaciones a la temperatura de desecación.

El valor porcentual de humedad, por tanto, viene sujeto a cierto error.

Las técnicas de obtención de la humedad de alimento se basan en determinar la variación de peso provocada por la permanencia de la muestra en ciertas condiciones de temperatura y presión, elegidas según la naturaleza del alimento. Existen varios métodos para determinar la humedad, el método de cálculo más utilizado es el método de determinación por pérdida de peso, utilizando una estufa.

Cálculo de Humedad

La humedad vendrá dada como pérdida de peso en % G % de humedad= 100 A A = peso en g del alimento puesto a desecar. H = peso en g de agua en los A gramos de alimento, calculada a partir de la pérdida de peso.

Cenizas (Sustancias Minerales)

(TAMBIÉN CENIZAS BRUTAS O CENIZAS TOTALES)

Las cenizas constituyen, por convención, el residuo de la calcinación de la sustancia a una temperatura determinada. Destruimos, por acción directa del calor, los compuestos orgánicos, con lo que quedan sin destruir las sustancias minerales.

Podemos llegar a obtener las cenizas del alimento mediante dos métodos: - utilizando un mechero: de esta manera primero carbonizamos y después incineramos el alimento (dos pasos) - utilizando directamente una mufla e incinerando a la temperatura de 500° C.

Cálculo de Cenizas

G% de cenizas=£ 100 A = peso en g del alimento. C = peso en g del alimento después de la incineración.

Este resultado nos da el % de cenizas en el alimento sin eliminar la humedad. Cómo previamente habremos calculado el % de humedad del mismo, expresaremos el % de cenizas en extracto seco. Por ejemplo: obtenemos, después de desecar una cierta cantidad de alimento, 4 g% de humedad en el mismo. Después de proceso de obtención de cenizas, tenemos como resultado 15 g% de cenizas sobre el alimento completo (extracto seco + agua):

Extracto seco = 100 g % - 4 g % = 96 g % 96 g de extracto seco 15 g 100 g de extracto seco X X= 15 * 100 96 -= 15,6 g de cenizas en extracto seco

Grasa Bruta (Extracto Etéreo)

En el análisis de los lípidos o grasas, conviene determinar la cantidad y el tipo de grasa que es. Una importante fracción de los alimentos contienen grasas que son solubles en disolventes orgánicos como el éter etílico, éter de petróleo, acetona, alcohol, tolueno, etc. que comúnmente se agrupan también bajo la denominación genérica de grasa bruta. Sin embargo, estos disolventes no extraen cuantitativamente todas las sustancias grasas. La mayor parte se separan, además de los triglicéridos, los pigmentos vegetales (clorofila, xantofilas, carotenos), las resinas, fosfolípidos, ácidos grasos y sustancias glucoproteicas; no arrastran en cambio, las fracciones lipoproteicas, y el éter de petróleo, por ejemplo, no disuelve las grasas oxidadas.

Por estas diferentes razones la determinación de grasa tiene carácter convencional y es preciso detallar las condiciones en que se realiza, tipo de extractor, duración de la extracción, condiciones de secado del extracto, etc.

Como de forma rutinaria, el líquido extractor que se utiliza es el éter etílico, conviene dar a la fracción correspondiente la denominación de extracto etéreo. La muestra de alimento, colocada en un matraz, se macera con el líquido extractor (éter) de manera que la grasa para al mismo. Después el disolvente extractor se evapora dejando el extracto graso en el matraz.

Método de Soxhlet para Grasas Sólidas

Método de Soxhlet es el método de elección para grasa sólidas. La fracción libre del alimento se extrae con un disolvente orgánico.

En el procedimiento, se pesa la muestra a la cual se le extraerá la grasa o aceites esenciales. Se introduce en un cartucho o capsula que puede ser una envoltura con papel absorbente dentro del sifón de Soxhlet. Se añade el solvente orgánico o éter de petróleo en el balón esmerilado. Se conecta el equipo Soxhlet y se procede a calentar el solvente orgánico, que permitirá extraer la grasa contenida en la muestra.

Salida de agua Condensador Entrada de agua Dedal de papel Material sólido siendo extraído Solvente que pasa a través de la pared del dedal Trayectoria de flujo Vapor de Solvente Solvente liquido Solvente

Cálculo de Grasa Bruta

La diferencia entre el matraz con el extracto menos el matraz vacío nos da la cantidad de grasa bruta que contenía la muestra que pusimos en el cartucho. Calcularemos el porcentaje sobre sustancia seca.

% grasa (extracto seco) =~ 100 A = peso en g de la muestra G = peso en g del extracto graso

De esta manera calculamos extracto etéreo en alimento completo, debemos expresarlo en extracto seco. Por ejemplo: Si un alimento tiene un % de extracto seco de 50%, y hemos obtenido un % grasa del 20%

100 de alimento (50 g de extracto seco) 20 g de grasa 100 g de extracto seco X x= 20 % 100 50 -= 40 g de grasa en extracto seco