Análisis cuantitativo en alimentos leches

SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE
CENTRO NACIONAL DE HOTELERÍA, TURISMO Y ALIMENTOS
TALLER ANÁLISIS DE DATOS
Versión 1
Nov 15 de 2011
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ANÁLISIS CUANTITATIVO EN ALIMENTOS
FUNDAMENTO TEÓRICO
Una de las funciones de los alimentos es la de suministrar sustancias que puedan producir
energía. La capacidad de un alimento para producir energía depende de su composición química
y en particular del contenido de carbohidratos, grasa y proteína. El Valor Calórico de un alimento
o energía bruta se define como la máxima cantidad de energía que se puede obtener por
oxidación (combustión completa del mismo).
La medida del calor de combustión es una determinación sencilla que se realiza en un
calorímetro. Es posible estimar el valor calórico de un alimento a partir de un análisis proximal,
multiplicando el porcentaje de carbohidratos, grasa y proteína por los factores 4, 9 y 4 Kcal/g
respectivamente. Estos son los factores clásicos de Atwater, que son utilizados para establecer
el contenido energético de la dieta colombiana; los factores que fueron establecidos haciendo
determinaciones en el calorímetro para numerosas muestras de carbohidratos, gras y proteínas
de origen diverso y corrigiendo los valores obtenidos para tener en cuenta las pérdidas por
utilización incompleta de los alimentos en el cuerpo. Estas pérdidas se refieren en parte al
alimento que se excreta sin digerir en las heces y a la oxidación incompleta de las proteínas, ya
que en la orina se excreta urea, un metabolito parcialmente oxidado.
1. Determinación de proteína: Se basa en el análisis de nitrógeno total, cuyo principio es
la digestión del producto con ácido sulfúrico concentrado, en presencia de catalizador, en el cual
se transforma el nitrógeno orgánico en iones amonio que, en medio fuertemente básico, es
desplazado en forma de amoniaco y éste último en sulfato amónico. La sal amónica formada se
descompone por álcali cáustica y el amoniaco liberado se destila sobre un exceso de ácido
sulfúrico valorado. El ácido sulfúrico restante es valorado con álcali y a partir de la cantidad de
ácido sulfúrico reaccionado con amoníaco se calcula el tanto por ciento en el producto a
investigar de la cantidad inicialmente presente de nitrógeno orgánico y amoniacal en la muestra.
2. El contenido de grasa bruta: Se define convencionalmente como la parte del mismo
extraíble por solventes orgánicos en condiciones determinadas. Eliminación del disolvente por
evaporación, desecación del residuo y posterior pesada después de enfriar. Incluye, además de
la grasa otras muchas sustancias solubles como son: ceras, pigmentos, vitaminas, etc.
3. Los carbohidratos: Abarcan numerosos compuestos que van desde simples azúcares
(mono y disacáridos), hasta los más complejos como el almidón y la celulosa. Cada entidad
química posee características analíticas no comunes que requiere diversos procedimientos de
análisis, por tanto se dividen en dos fracciones: la insoluble en ácidos y bases o “fibra bruta” y la
soluble denominada “extracto no nitrogenado”
4. Fibra bruta: Compuesta por celulosa, pentosas, lignina, suberina, cutina, alginatos y
pectinas. Los animales mono gástricos, incluido el hombre, la mayor parte de la fibra bruta es
indigerible, pues no posee las enzimas adecuadas para la degradación, convirtiéndola así en un
vehículo del alimento a través del intestino. Los animales poligástricos degradan la celulosa
transformándola en ácidos grasos de cadena corta, que sirven con fines energéticos. El método

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empleado para la determinación de Fibra Bruta consiste en efectuar dos digestiones. La primera
con H2SO4 y la segunda con NaOH. La finalidad del método es la de eliminar las proteínas,
carbohidratos solubles, residuos de grasa, vitaminas y otros compuestos diferentes que
interfieren en su determinación. El fundamento es semejar el proceso que desempeña el
organismo en su función digestiva. Otros métodos utilizan mezclas de ácidos como White House
(acético + nítrico + tricloroacético) o el de Van Soest (sal de amonio cuaternario – bromuro
diacetil-trimetil-amonio en medio sulfúrico) para producir hidrólisis.
5. Humedad o volátiles: Se basa en la pérdida de peso que sufre el alimento al calentarlo
a 100°C. Este valor incluye además del agua propiamente dicha, las sustancias volátiles que
acompañan el alimento.
6. Cenizas o material mineral: En general se componen de carbonatos originados de la
materia orgánica y no propiamente de la muestra. La determinación debe hacerse calentando
progresivamente la mufla hasta alcanzar el rojo oscuro (+/- 500°C). No se debe dejar pesar la
temperatura pues de podrían descomponer los carbonatos presentes y se volatilizarían otras
sustancias como los compuestos fosfóricos, produciendo así resultados erróneos. Otra forma de
destruir materia orgánica es por oxidación húmeda, con ácido nítrico o sulfúrico concentrados. Es
más importante el análisis de algunos elementos en las cenizas que el porcentaje de ésta, el
análisis debe estar enfocado al análisis de calcio, fósforo, hierro, manganeso y demás elementos
que tiene significado en la alimentación animal y humana.
7. Determinación de carbohidratos o extracto no nitrogenado (ENN):
ENN = 100 - ∑ %PROTEÍNA + %GRASA + %HUMEDAD + %FIBRA + %CENIZAS.
8. El aporte calórico del alimento se determina de la siguiente manera:
Kcalorías/100 g de producto = (g proteína * 4 kcal) + (g carbohidratos * 4 kcal) + (g grasa * 9
kcal)
9. La actividad del agua (aw) se define como la cantidad de agua libre en el alimento, es decir,
el agua disponible para el crecimiento de microorganismos y para que se puedan llevar a cabo
diferentes reacciones químicas. Tiene un valor máximo de 1 y un mínimo de 0. Cuanto menor
sea este valor, mejor se conservará el producto. La actividad del agua está directamente
relacionada con la textura de los alimentos: a una mayor actividad de agua, la textura es mucho
más jugosa y tierna; sin embargo, el producto es más fácilmente alterable y se debe tener más
cuidado.
A medida que la actividad de agua va disminuyendo, la textura se endurece y el producto se
seca rápidamente. Por el contrario, los alimentos cuya actividad de agua es baja por naturaleza
son más crujientes y se rompen con facilidad. En este caso, si la actividad de agua aumenta, se
reblandecen y dan lugar a productos poco atractivos. En ambos casos, el parámetro de la
actividad de agua del alimento es un factor determinante para la seguridad del mismo y permite
determinar su capacidad de conservación junto con la capacidad de propagación de los
microorganismos.

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Controlar la actividad del agua en alimentos es sinónimo de alargar su vida útil
Cuanto menor es la actividad de agua de un alimento mayor es su vida útil. Es importante
diferenciar entre cantidad de agua y actividad de agua. El primer término hace referencia a la
cantidad total de agua presente en el alimento, aunque puede ser que no esté libre para
interaccionar. La actividad de agua, en cambio, hace referencia únicamente a la cantidad de
agua libre en el alimento y disponible para reaccionar, es decir, la que puede facilitar la
contaminación del producto.
Los alimentos con baja aw se conservan en óptimas condiciones durante períodos más largos de
tiempo. Por el contrario, aquéllos cuya actividad de agua es elevada están sometidos a
contaminación microbiológica y su conservación es mucho más delicada. Por esta razón, en
alimentos más perecederos se utilizan técnicas de conservación como la evaporación, secado o
liofilización para aumentar así su vida útil.
La actividad de agua es un parámetro que establece el inicio o final del crecimiento de muchos
microorganismos. La mayoría de patógenos requieren una aw por encima de 0,96 para poder
multiplicarse. Sin embargo existen otros que pueden existir en valores inferiores. Por ejemplo,
algunos hongos que son capaces de crecer a valores inferiores a 0,6.
aw=0,98: pueden crecer casi todos los microorganismos patógenos existentes dando lugar a
alteraciones y toxiinfecciones alimentarias. Los alimentos más susceptibles son la carne o
pescado fresco y frutas o verduras frescas, entre otros.
aw=0,93/0,98: existe poca diferencia con el anterior. En alimentos con dicha aw pueden
aparecer un gran número de microorganismos patógenos. Los alimentos más susceptibles son
los embutidos fermentados o cocidos, quesos de corta maduración, carnes curadas enlatadas,
productos cárnicos o pescado ligeramente salados o el pan entre otros.
aw=0,85/0,93: a medida que disminuye la aw, disminuye el número de patógenos que
sobreviven. En este caso como bacteria únicamente crece el 'S. aureus', cuya presencia puede
dar lugar a toxiinfección alimentaria. Sin embargo, los hongos aún pueden crecer. Como
alimentos más destacados se encuentran los embutidos curados y madurados, el jamón serrano
o la leche condensada.
aw=0,60/0,85: las bacterias ya no pueden crecer en este intervalo, si existe contaminación es
debida a microorganismos altamente resistentes a una baja actividad de agua, los denominados
osmófilos o halófilos. Puede darse el caso en alimentos como los frutos secos, los cereales,
mermeladas o quesos curados.
aw<0,60: no hay crecimiento microbiano pero sí puede haber microorganismos como residentes
durante largos periodos de tiempo. Por ejemplo en chocolate, miel, galletas o dulces.

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10. Densidad: La densidad o masa específica de una sustancia se define como la masa de su
unidad de volumen (g/ml) y se determina por pesada; depende de la temperatura y la presión.
Aplicable a: - Bebidas
- Zumos
- Vino, cerveza, bebidas alcohólicas
Fundamento: La densidad relativa d 20/20 se determina picnométricamente
Determinación:
Pm – Pv
D20= ------------------
Pa – Pv
Dónde:
Pv: Picnómetro vacío
Pm: Picnómetro con muestra 20°C
Pa: Picnómetro con agua a 20°C
- Determinación de sólidos totales o sustancia seca
El contenido de sustancia seca expresado como porcentaje se calcula:
Peso cápsula final – peso cápsula vacía
%SS = ------------------------------------------------------------------- * 100
Peso muestra
El contenido de agua, expresado como porcentaje de la muestra se expresa como sigue:
%Humedad = 100 - %SS
- Determinación de cenizas
El porcentaje de residuo de incineración (contenido de cenizas) se calcula como sigue:
(P1 – P2)
% Cenizas = --------------------- X 100
P – P1
Donde:
P: Peso en gramos de la cápsula con la muestra
P1: Peso en gramos de la cápsula con las cenizas
P2: Peso en gramos de la cápsula vacía

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- Determinación de proteína
Calculo:
V x N x 0,014 x 100
% de Nitrógeno =
Peso muestra
En donde:
V = volumen de solución de HCl
N = normalidad de la solución de HCl
% de proteína = % de Nitrógeno x F
En donde:
F = factor de transformación de nitrógeno en proteína.
Para el trigo y derivados = 5,7
Restantes cereales = 6,25
Leche y productos lácteos = 6,38
Carne y productos cárnicos = 6,25
Factores de conversión de proteína usados para convertir nitrógeno a proteína, entre
diferentes ingredientes alimenticios 1.
Ingredientes Factores de conversión
CEREALES
Trigo, duro, medio o suave
Harina, harina integral 5.83
Harina, extracción media o baja 5.70
Macarrones, espagueti, pastas de trigo 5.70
Salvado 6.31
Arroz 5.95
Centeno 5.83
Cebada 5.83
Avena 5.83
LEGUMINOSAS, NUECES Y SEMILLAS
Cacahuate 5.46
Soya, semillas, harina o productos 5.71

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NUECES
Almendra 5.18
Nuez de Brasil 5.46
Coco (sin corteza) 5.30
Castaña 5.30
Otras nueces 5.30
SEMILLAS
Ajonjolí, cártamo, girasol 5.30
LECHE Y QUESO
Leche, todo tipo, fresca o seca 6.38
Queso, duro o suave
Suero de queso
ACEITE Y GRASAS
Margarina (vegetal o animal) 6.38
Mantequilla
OTROS ALIMENTOS 2 6.25
1 Fuente: MAFF (1975)
2 Incluye todas las carnes y pescados
- Determinación de fibra
Cálculo (A - E) = Pérdida de peso
Pérdida de peso
% Fibra Bruta = --------------------------------- X 100
Peso de la muestra
- Determinación del extracto etéreo ó grasa bruta
Calculo
P F - P V
% Grasa bruta = ------------------- x 100
P M
Donde:
PF = peso vaso con el residuo
PV = peso vaso tarado
PM = peso muestra

- Determinación de acidez
%acidez total = Vs x Ns x (100/ Vm o Pm) x (Peq
Donde:
Vs = volumen de solución de NaOH gastado en la titulación en ml
Ns= normalidad de la solución de NaOH
Vm= volumen tomado de muestra
Pm= peso muestra en g
Peq= peso equivalente del ácido predominante
Los pesos equivalentes de algunos
- Cítrico anhidro
- Málico
- Tartárico
- Acético
Determinación de acidez
%acidez total = Vs x Ns x (100/ Vm o Pm) x (Peq ácido/1000).
Vs = volumen de solución de NaOH gastado en la titulación en ml
Ns= normalidad de la solución de NaOH
Vm= volumen tomado de muestra
Peq= peso equivalente del ácido predominante
Los pesos equivalentes de algunos de estos ácidos son:
Cítrico anhidro = 64
= 67
= 75
= 60
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ácido/1000).

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TALLER DETERMINACION DE ANALISIS FISICOQUIMICO EN UN PRODUCTO DERIVADO
DE LÁCTEOS
Un analista de laboratorio realizó pruebas fisicoquímicas a muestras de leches y obtuvo los
siguientes resultados. Realice los cálculos de cada una de las diferentes pruebas fisicoquímicas y
reporte los datos obtenidos de cada uno de los proveedores:
°Th (Grados Thorner) = (Vg/Vm)x100 % acidez como ácido láctico =Vg x 0,9 / Vm
% Sólidos totales (ST) = (Pf - Pc) x 100 / Pm SNG % m/m = % Sólidos totales - % Grasa
D (15°C) = 1 + ( Lc / 1000)
Lc = Lt + 0,2 x( t°– 15° )
Densidad % Sólidos totales
MUESTRAS
(Proveedor)
Vg: ml NaOH
Vm: 25 ml
%Grasa Lt t° Pf Pc Pm
El Fical 3.8 3.2 31 15 32.467 31.920 5.230
Puente Roto 4.6 4.2 29 18 31.634 30.991 5.019
Alcalá 4.5 2,9 31 17 32.523 32.001 5.301
Ruiz 4.6 3.3 30 19 29.876 29.415 5.090
Los Rosales 4.1 3.5 29 21 33.640 33.105 5.411
MUESTRAS
(Proveedor)
%Acidez °Th %ST %SNG D(15°C) % N %Prote
El Fical
Puente Roto
Alcalá
Ruiz
Los Rosales
% Proteína
Proteína: Como son muestras líquidas se toma el volumen de la muestra (Vm)
MUESTRAS (Proveedor)
(Va) ml de
HCl 0,1 N Vm Aw %HR
El Fical 0.128 1.230 94 0,55
Puente Roto 0.136 1.019 78 0,67
Alcalá 0.105 1.301 67 0,76
Ruiz 0.126 1.090 99 0,84
Los Rosales 0.101 1.411 85 0,63
- Determinación de actividad acuosa
% HR
Aw = ----------------------
100

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