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COMPOSICIÓN QUÍMICA Y VALOR
NUTRICIONAL DE LOS ALIMENTOS
PARA ANIMALES.
PRINCIPIOS Y TÉCNICAS DE ANÁLISIS
DE ALIMENTOS: HUMEDAD, CENIZAS,
MINERALES, EB
Marta del Puerto
EMA 2015
VALOR NUTRICIONAL
Alimento:
Sustancias que se ingiere para
subsistir, a partir de los cuales se
obtienen los elementos que
componen el organismo (Fernández 2003)
VALOR NUTRICIONAL
Nutriente:
Sustancias presentes en los alimentos
necesarios para el crecimiento,
mantenimiento, reproducción y producción
(Fernández 2003)
Energéticos: proteínas, grasas y carbohidratos
No energéticos: agua, vitaminas y minerales
VALOR NUTRICIONAL
Alimentación:
Ingreso de alimentos al organismo.
Proceso por el cual tomamos una serie de
sustancias contenidas en los alimentos que
son imprescindibles para la nutrición (Fernández
2003)
VALOR NUTRICIONAL
Nutrición:
Procesos mediante los cuales el organismo utiliza,
transforma e incorpora a sus tejidos una serie de
sustancias (nutrientes) que:
a) suministran energía
b) Proporcionan material para la renovación y
formación.
c) Proporcionan sustancias para regular el
metabolismo.
ANALIZAR EL ALIMENTO
Caracterizarlos
nutricionalmente
Seleccionar el alimento a usar
Optimizar la producción
Garantizar la calidad
Detectar sustancias indeseables
¿CÓMO DETERMINAMOS EL VALOR
NUTRITIVO?
CARACTERISTICAS FISICAS
ALIMENTO
COMPOSICION QUIMICA
ESPECIE
MONOGASTRICOS
ANIMAL
EDAD
ESTADO SANITARIO
ESTADO FISIOLOGICO
RUMIANTES
ANALISIS PROXIMAL O DE WEENDE
CONSISTE EN SEPARAR UNA SERIE DE
FRACCIONES QUE PRESENTAN
CARACTERISTICAS COMUNES DE
SOLUBILIDAD O INSOLUBILIDAD A
DIFERENTES REACTIVOS:
AGUA
PROTEINA
BRUTA
CENIZAS
ALIMENTO
EXTRACTO
ETEREO
EXTRACTO NO
NITROGENADO
ANALISIS DE VAN SOEST
FRACCIONA LOS CARBOHIDRATOS EN TRES
GRUPOS:
A) MUY DISPONIBLES
B) DISPONIBILIDAD INCOMPLETA
C) NO DISPONIBLES
ESQUEMAS DE WEENDE Y VAN SOEST PARA EL ANÁLISIS DE ALIMENTOS Y
CORRESPONDENCIA A LOS CONSTITUYENTES QUÍMICOS
Análisis de Weende
Constituyente químico
Humedad
Agua
Proteína cruda
Materia seca
Materia
orgánica
Grasa cruda
Análisis de Van Soest
Proteína
Soluble en detergente neutro
N no proteico
Lípidos
Pigmentos
Extracto libre de N
Almidón
Azúcares
Ácidos
orgánicos
Pectinas
Hemicelulosa
Fibra cruda
Celulosa
FDA
Lignina
N unido a fibra
Ceniza cruda
Materia
inorgánica
Ceniza
insoluble
Ceniza soluble
Sílica
FDN
(representa la
pared celular)
AGUA
De combinación– agua unida de forma química
Adsorbida --- asociada en forma física
Libre --- no asociada
DETERMINACION DE LA HUMEDAD
Hay muchos métodos para la determinación del
contenido de humedad de los alimentos, variando
en su complicación de acuerdo a los 3 tipos de
agua
PARA QUE DETERMINAMOS LA HUMEDAD
Evitar compra de agua en exceso
Facilita el desarrollo de microorganismos
Afecta la palatabilidad y textura
Control de fabricación (limite legal)
Métodos de secado
• Físicos
--- secado por calor
secado por calor y presión
•Químicos -- Karl Fisher
•Directos -- destilación Dean Stark
SECADO POR CALOR
Se determina a través de la pérdida de peso de
una muestra conocida por evaporación de
agua.
Condiciones: térmicamente estable
no contenga sust. volátiles
Peso final obtenido-----sólidos totales
Diferencia de peso------ agua de la muestra
HUMEDAD
El valor de contenido de humedad es altamente
dependiente del tipo de horno que se va a utilizar, las
condiciones del horno, el tiempo y la T de secado.
La proporción de agua libre perdida aumenta al elevar
la T; comparar únicamente los resultados obtenidos
cuando se usan las mismas condiciones de secado.
HUMEDAD
El tiempo requerido para el análisis puede ser de unos cuantos
minutos hasta más de 24 horas.
En la fabricación de alimentos se pueden utilizar
procedimientos rápidos para determinar humedad usando
estufas desecadoras especiales que trabajan a T altas.
Los hornos de microondas pueden utilizarse para la
determinación de humedad en el laboratorio en forma rápida.
Secado por microondas
HUMEDAD Y MATERIA SECA
PROCEDIMIENTO
1. Pesar el crisol vacío y anotar el peso
2. Pesar el crisol con la muestra (molida o cortada) y anotar el peso
3. Poner a secar las muestras en el horno a 60 (ó 105ºC) 24 horas
4. Sacar la muestra y ponerla a enfriar en un desecador 45 min y pesarlas.
5. Ponerla a secar nuevamente 2 horas
6. repetir los pasos 4 y 5 hasta obtener un peso constante
7. Calcular el contenido de humedad como el peso perdido de la muestra
durante el secado según la siguiente fórmula:
Pi - Pf X 100 = % de humedad
Pi
En donde: Pi = Peso inicial; Pf = Peso final
% de humedad de la muestra = Peso de agua evaporada X 100
Peso de la muestra húmeda
% de materia seca = 100 - % de humedad.
SECADO POR CALOR Y PRESION
Basado en el principio fisicoquímico que
relaciona la presión de vapor con la presión del
sistema a una temperatura dada.
Si baja la presión del sistema, baja la presión
de vapor y necesariamente se reduce su punto
de ebullición.
Si se sustrae aire de una estufa por medio de
vacío se incrementa la velocidad del secado.
MÉTODO DE LA TERMOBALANZA
Se utiliza una balanza de lectura
directa con secadoras de
radiación infrarroja.
Permite secar la muestra y pesarla
sin retirar el material de la estufa
Por lo cual el error de pesada se
minimiza al no exponer al
ambiente (Nollet, 1996)
LIOFILIZACION
proceso en el que se congela el producto y
posteriormente se introduce en una cámara de
vacio para realizar la separación del agua por
sublimación.
Los componentes volátiles en el alimento
quedan intactos por las temperaturas bajas de
secado, debido a las condiciones de vacío.
MÉTODO DE KARL FISHER
Método recomendado para alimentos con baja
humedad (menos 1%) o con alta proporción de
azucares, frutas y vegetales deshidratados,
caramelos, etc
Método rápido, sensible, no necesita calor
MÉTODO DE KARL FISHER
Se basa en la reacción que involucra la
reducción de iodo por el sulfato en presencia
del agua
2 H2O + SO4+ I2 ------- H2SO4 + 2HI
Por cada mol de agua se utilizan 1 mol de iodo
El exceso de iodo que no
puede reacción genera
una coloración rojo ladrillo
que se puede determinar
visualmente.
Existen equipos que
determinan la humedad
por conductometria
MÉTODO DE DEAN STARK
Consiste en realizar una destilación a reflujo
con solventes no miscibles con el agua, de
mayor punto de ebullición y menor peso
especifico.
Los destilados se condensan en la trampa de
Dean Stark donde se separan en dos capas.
El agua se mide en el tubo graduado
Aplicable a alimentos con
alto contenido de fructosa y
sustancias volatiles
METODOS INSTRUMENTALES
Eléctrico (dieléctrico o conductividad):
conductividad): la humedad es determinada
por el cambio en la capacitancia o resistencia al pasaje de una
corriente eléctrica que atraviesa la muestra.
Refractómetro:
Refractómetro: mide humedad de aceites y jaleas en función del
grado de refracción de un haz de luz que pasa a través de la
muestra.
Análisis infrarrojo:
infrarrojo: mide la energía que es reflejada o transmitida
por la muestra cuando es expuesta a luz infrarroja.
Punto de congelación:
congelación: mide los solutos presentes por
determinación del punto de congelación de la muestra. Usado
principalmente para medir agua agregada.
CONTENIDO DE CENIZAS
Los residuos inorgánicos de la muestra que
permanecen luego de la ignición u oxidación
completa de la materia orgánica
PRINCIPALES TÉCNICAS DE
DETERMINACIÓN DE CENIZAS
Cenizas en seco (para la mayoría de las muestras
de alimentos)
Cenizas en húmedo (oxidación) para muestras con
alto contenido de grasas como preparación para el
análisis de minerales
Cenizas por secado en plasma a baja temperatura.
DETERMINACION EN SECO
Se realiza sometiendo a la muestra a una
temperatura de 500 a 600°C.
El agua y los vapores son volatilizados
La sustancia orgánica es incinerada en presencia de
oxigeno da como residuo oxido de nitrógeno y CO2
PROCEDIMIENTO
1.- Pese el crisol en balanza analítica e
identifíquelo
2.-Pesar la muestra en el
previamente pesado y seco.
crisol
3.-Calcine en la mufla hasta peso
constante, asegurándose que la ceniza
sea blanca o parda.
4.-Transcurrido el tiempo requerido, sacar
el crisol y dejar enfriar en un
desecador y luego pesar.
CENIZAS TOTALES POR VÍA SECA
Cálculos:
Peso del crisol con muestra -Peso del crisol vacío = Peso de la muestra
Peso del crisol con cenizas -Peso del crisol vacío = Peso de las cenizas
% de Cenizas en base seca = Peso de cenizas X 100
Peso de la muestra
% de materia orgánica = 100 - % Cenizas base seca
AOAC. 1980. Official Methods of Analysis. Association of Official Analytical
Chemists. Washington, D.C.
DETERMINACIÓN DE CENIZAS EN HÚMEDO
La materia orgánica se oxida mediante el uso de
ácidos fuertes y agentes oxidantes o sus
combinaciones.
Los minerales se oxidan sin volatilizarse.
Este método se prefiere para preparar muestras
para análisis de minerales especificos
•
Ácido perclórico, nítrico, sulfúrico, solos o combinados
DETERMINACIÓN DE CENIZAS POR BAJA
TEMPERATURA Y PLASMA
Los alimentos son oxidados en un vacío parcial por
oxigeno formado por un campo electromagnético.
Ocurre a temperatura muy inferior a la usada en la
ceniza en seco (150°C).
Se evita la volatilización de la mayoría de los
elementos
Las estructuras cristalinas permanecen intactas.
MINERALES
Los métodos mas usados son:
Colorimetría
Espectrometría
emisión atómica
absorción atómica
Se basa en la ley de BeerBeer-Lambert
Relaciona la intensidad de luz entrante en un medio
con la intensidad saliente después de que en dicho
medio se produzca absorción
I1/I0 =e-αlc = e-A
Donde:
I1, I0, son las intensidades saliente y entrante respectivamente.
A = -αlc es la absorbancia
MINERALES
La ley explica que hay una relación exponencial entre la
transmisión de luz a través de una sustancia y la concentración
de la sustancia, así como también entre la transmisión y la
longitud del cuerpo que la luz atraviesa.
Si conocemos l (longitud de onda) y α (coeficiente de
absorcion), la concentración de la sustancia puede ser
deducida a partir de la cantidad de luz transmitida.
Las unidades de c y α dependen del modo en que se exprese
la concentración de la sustancia absorbente. Si la sustancia es
líquida, se suele expresar como una fracción molar.
MINERALES
El método que utilizaremos en el
práctico es la colorimetría (P).
Las cenizas se disuelven en HCl
6M y HNO3 1M a ebullición
sobre placa calefactora
se filtran a una matraz aforado.
Se completa el volumen con agua
desionizada.
Se mide contra curva estándar
de P
ENERGÍA BRUTA
Calor desprendido en la oxidación completa de
una sustancia
SUSTANCIA
O2
CO2
H2O
cenizas
CALOR
ENERGÍA BRUTA
se coloca una masa conocida de una muestra en un
recipiente de acero, denominado bomba calorimétrica a
volumen constante, que se llena con oxígeno, a más o menos
30 atm de presión.
La bomba cerrada se sumerge en una cantidad conocida de
agua en un recipiente aislado. El agua para la medición está
rodeada de una camisa con agua que hace a la bomba
adiabática.
La muestra se enciende eléctricamente y el calor producido
por la reacción de combustión se puede calcular con
exactitud al registrar el aumento de T en el agua.
El contenido calórico de la muestra se
calcula:
EB= [(Tf-Ti) - (T alambre+capsula)] Q bomba
Peso de la muestra
Tf-Ti temperatura inicial y final del agua
Q bomba equivalente hidrotérmico dela bomba
El producto de la masa de la bomba por su calor específico es la
capacidad calorífica de la bomba (Calorímetro), que permanece
constante para todos los experimentos efectuados en dicha bomba.
La C del calorímetro se determina normalmente quemando una
muestra que produce una cantidad de calor conocido.
En la bomba calorimétrica del laboratorio se determinó utilizando ácido
benzoíco, ya que se sabe que 1 gr. de éste ácido en una bomba
calorimétrica produce 6,30482 kcal de calor.
GRACIAS