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PRACTICA # 04 DETERMINACIÓN DE GRASAS (EXTRACTO ETEREO) MÉTODO SOXHLET INTRODUCCIÓN: Los lípidos se definen como un grupo heterogéneo de compuestos que son insolubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos tales como éter, cloroformo, benceno o acetona. Todos los lípidos contienen carbón, hidrógeno y oxígeno, y algunos también contienen fósforo y nitrógeno. En el método de Soxhlet, el componente de interés son las grasas, y su solubilidad es la propiedad en la que se basa. Sabemos que las grasas se disuelven en disolventes no polares, como el cloroformo, el hexano y el éter de petróleo. Cuando un alimento está en contacto con este tipo de disolventes, las grasas muestran tal afinidad que al disolverse se separan del resto de los componentes, a este principio se le conoce como extracción sólido- líquido. La AOAC (Association of Analytical Communities) es una asociación sin ánimo de lucro reconocida a nivel mundial, que se encarga de desarrollar normas de consenso tanto químicas como microbiológicas que aporten soluciones analíticas reconocidas por la comunidad científica. De esta forma, sus normas se utilizan a nivel mundial para promover el comercio y velar por la salud y la seguridad públicas. Cuando una institución obtiene la acreditación por la AOAC para un método analítico, significa que es robusto, de calidad y aporta una confianza global en los resultados obtenidos. En 1879, el químico alemán Franz Ritter Von Soxhlet propuso un método para la determinación de grasa en alimentos, el cual permanece vigente casi catorce décadas después. Es un método clásico, pues con base en la propiedad de la sustancia que nos interesa (grasas), permite cuantificar de forma indirecta su presencia en los alimentos. A este análisis también se le conoce como gravimétrico, denominación que proviene del latín gravis = con peso, y del griego antiguo metria= medir. De esta manera, el método registra el peso de la muestra de alimento en dos momentos clave: al inicio, cuando el alimento aún contiene a la sustancia que nos interesa; y al final, cuando ha perdido parte de su composición, que bien puede ser el componente que queremos cuantificar o, por el contrario, toda la materia que no lo contenga. MUESTRA: (5 gramos, libre de humedad) Leche en polvo, Huevo en polvo (no claras) Almendras, nueces, cacahuates (triturados) Semillas girasol, soja, ajonjolí o chía (triturados) _______________________ Aceite de origen vegetal (50 ml) Leche fresca (20 ml) A) DETERMINACIÓN DE EXTRACTO ETÉREO POR MÉTODO SOXHLET Material: Aparato de Soxhlet (matraz, extractor y refrigerante) Mangueras para refrigerante Pinza para refrigerante y matraz Soporte universal Espátula Papel filtro 10x10 cm Algodón y gasa Base de porcelana (base de asbesto) Vaso pp 150 ml Tapón de hule para el matraz Clip para matraz Parilla de calentamiento (manta calefactora) Baño maría Balanza analítica Estufa calentamiento Desecador Pinzas para crisol Crisol Vidrio de reloj espátula (Crisol para desecar, 3-4 g de muestra) Reactivos: • Éter etílico 200 ml (en su defecto hexano o cloroformo) • Sulfato sódico anhidro 10g Metodología (A): Atención: El éter etílico es un disolvente muy volátil e inflamable; además tiene efecto narcótico, por lo que se debe manejar obligatoriamente debajo de la campana. De preferencia el montaje completo se ubicará en la campana. El Soxhlet es una pieza delicada por lo que se manipulará con especial cuidado, sin hacer fuerza en los tubos finos de vidrio. 1.- Pesar 2- 3 g de muestra (de la determinación de humedad) homogeneizada y anotarlo 2.- Fabricar un cartucho de extracción con el papel filtro cortando un cuadrado de aproximadamente 10 cm (plegarlo hasta formar el pequeño cartucho) 3.- Colocar el pequeño cartucho en la pieza media del dispositivo de extracción Soxhlet o compartimiento de muestra (ver figura 1) 4.- El matraz fondo plano debe estar completamente seco y pesado (junto a un soporte de corcho o porcelana, ya que se pesará siempre con el mismo soporte) 5.- Se monta la parte inferior del dispositivo (manta de calefacción, el matraz y el soxhlet, pero sin el reflujo). Es conveniente que la manta calefactora repose sobre un soporte estable pero removible para que al finalizar el enfriamiento sea más rápido. 6.- Se agrega por la parte de arriba del Soxhlet con una cantidad suficiente de disolvente, aproximadamente 200 ml (es necesario una cantidad tal que llene el asa de la parte intermedia para que durante el proceso de extracción sifonee y recircule, más las pérdidas eventuales); observar cómo sifonea el disolvente 7.- Se procede a completar el montaje del dispositivo de extracción. La parte superior del reflujo se tapona (de preferencias con sulfato sódico anhidro envuelto en gasa y algodón) para evitar la entrada y condensación de vapor de agua. 8.- Tras el montaje se pone en marcha la manta calefactora y se regula el caudal de agua del reflujo; una vez que se alcanza la temperatura de ebullición, el solvente se evapora y llega al refrigerante condensándose y cayendo en el compartimento del cartucho de muestra. 9.- Calentar el matraz hasta que la extracción de grasa sea completa (aproximadamente 3 a 6 h dependiendo de la cantidad de lípido que contenga la muestra), teniendo cuidado de ir agregando más disolvente conforme este vaya disminuyendo su volumen Atención: Un reflujo no se deja nunca solo, debido a la peligrosidad de disolventes. También puede ocurrir, subidas de presión del agua de la red y que se suelten tos tubos. Por tanto, tendrá que haber siempre una persona a cargo del reflujo 10.- Durante la extracción, se observará como se vacía regularmente el espacio de extracción (compartimento de muestra); es decir, la pieza media del dispositivo, a través del conducto ascendente (asa) donde el disolvente va recirculando completamente; a lo que llamamos ciclos de extracción. En nuestro caso, daremos por finalizada la extracción una vez que se hayan completado 4 ciclos (aproximadamente 1.5 h) 11.- Al finalizar el ciclo, se quita el calentamiento. Cuando el disolvente deja de hervir, se quita el soxhlet con cuidado y se extrae el cartucho Figura 1 Sistema Soxhlet para extracción 12.- Colocar en un vaso y ponerlo en baño maría hasta que ya no se perciba el olor del disolvente 13.- Colocar el cartucho en un crisol en la estufa a 80°C y secar hasta peso constante, pesar y anotar NOTA: Se vuelve a colocar el dispositivo para calentar el matraz y cuando este el soxhlet bastante lleno, pero antes de que sifone, se procede a recolectar el disolvente de la parte intermedia del recipiente. Se considera de pureza suficiente para extracciones ulteriores. Repetir este proceso una segunda vez hasta que la cantidad de disolvente en el matraz sea muy poca. Cálculos: • Determine peso de la grasa: Peso de la grasa= (peso del cartucho con muestra – peso del cartucho con muestra desengrasada) • Determine % de grasa: % de grasa= B) DETERMINACIÓN DE MATERIA GRASA POR MÉTODO DE GERBER Material: Butirómetro Gerber con tapón Pipeta graduada 10 ml Pipeta volumétrica 10 ml (para leche*) Pipeta volumétrica 1 ml Baño maría Centrifuga Gerber Papel Parafilm Tela para envolver butirómetro* Reactivos: 10 ml de H2SO4 90-91% 1 ml de alcohol amílico (o isoamílico) puro Metodología (B): 1.- Agregar 10 ml de H2SO en el butirómetro evitando mojar las paredes internas del cuello (si el butirómetro es muy grande agregar 17.5 ml de ácido) 2.- Agregar 11 ml de leche con una pipeta lentamente por las paredes para evitar una reacción directa con el ácido, agregar 1 ml de alcohol amílico (butirómetro grande 17.6 ml) Peso de la grasa Peso de la muestra X 100 3.- Tapar el butirómetro con el tapón correspondiente y agitar lentamente y concuidado hasta homogeneizar (lentamente primero y finalmente más fuerte), tener en cuenta que se produce una fuerte elevación de la temperatura, es necesario envolver el butirómetro en una tela 4.- Poner el butirómetro en un baño de agua a 65-70°C por 15 min, con el tapón hacia abajo 5.- Retirarlo del baño y secarlo exteriormente. Posteriormente centrifugar 10 min a 1000 -1200 rpm 6.- Llevar a baño maría por 4-5 minutos hasta que la separación de grasa quede bien nítida y leer inmediatamente el espesor de la capa de grasa acumulada en la parte superior calibrada del butirómetro Cálculos: • La lectura debe realizar a una temperatura de 60-65°C y siempre con el butirómetro en posición vertical • Para un ajuste adecuado del tapón de cierre, se puede hacer coincidir la base de la columna de grasa con el cero de la escala. Leyendo a la altura del menisco de la columna de grasa (se lee directamente el % de w/v (peso/volumen) de la grasa de la leche. • Si no es posible ajustar la superficie inferior de la columna de grasa a cero, se ajusta a la marca del % completo más próxima y se tiene en cuenta al efectuar la lectura del menisco superior. • La lectura obtenida del butirómetro Gerber, expresa el contenido en materia grasa de la leche en porcentaje de volumen, es decir, % de materia grasa en 100 ml de leche C) DETERMINACIÓN DE LA DENISDAD EN ACEITES (METODO PICNOMETRO) Material: Picnómetro Balanza analítica Baño maría (20 °C) Papel filtro (cuadro 5x5cm) Papel absorbente* Reactivos: H2O destilada Metodología (C): El picnómetro debe ser lavado con una mezcla de dicromato de potasio y ácido sulfúrico concentrado, enjuagarlo meticulosamente con agua corriente y posteriormente destilada. Se seca en estufa y se enfría en desecador 1.- Pesar el picnómetro limpio y seco 2.- Llenar el picnómetro con el aceite a analizar 3.- Colocar la tapa del picnómetro y colocarlo a baño maría a temperatura de 20°C 4.- Parte del aceite saldrá por el capilar de la tapa, esto permite asegurar el llenado. Después de que el picnómetro y su contenido han alcanzado la temperatura del baño, el aceite que rebasa a través de la tapa debe ser limpiado rápidamente con el papel filtro, evitando que el papel absorba parte del aceite del picnómetro (importante) 5.- Retirar el picnómetro del baño y secarlo con una toalla absorbente 6.- Colocar la cubierta o capuchón sobre la tapa tan pronto se retire el picnómetro del baño para evitar la evaporación 7.- Después que el exterior del picnómetro ha sido secado, pesarlo inmediatamente 8.- Se procede de la misma forma con un blanco de agua: llenar el picnómetro con agua destilada (de preferencia previamente hervida y enfriada 2 a 3 grados por debajo de la temperatura a la cual se determina la gravedad especifica) Cálculos: Determinar la densidad de casa una de las muestras empleadas con la siguiente formula Grav. Esp. = Donde: W1= Peso del picnómetro en gramos limpio y seco W2= Peso del picnómetro en gramos contenidos de agua destilada a una temperatura de 20°C W3= Peso del picnómetro en gramos conteniendo el aceite a una temperatura de 20°C PROCESAMIENTO Y REPORTE DE RESULTADOS Realizar el reporte de la práctica y los cálculos correspondientes. CUESTIONARIO: W3 - W1 W2 – W1 1.- ¿Cuál es el fundamento general y las etapas del proceso Soxhlet y cuál es la diferencia respecto a una destilación simple? 2.- ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de usar este método? Y que alimentos no pueden ser procesados mediante este método 3.- ¿A qué se refiere el extracto o fase etéreos? 4.- ¿Cuáles son las características de los disolventes que se pueden usar en esta técnica y porque son usados exclusivamente para este método? 5.- ¿Cuál es la normatividad mexicana respecto a la determinación del % de grasas en los alimentos y a la técnica usada? refiere las consideraciones pertinentes. REFERENCIAS Matissek y colaboradores, Análisis de los Alimentos. Fundamentos, Métodos y Aplicaciones, Ed. Acribia. R. Cela, R.A. Lorenzo, M. del Carmen Casais, Técnicas de Separación en Química Analítica, Ed. Síntesis, Madrid. D.L. Pavia, G.M. Lampman, G.S. Kriz, Química Orgánica Experimental, Ed. Universitaria de Barcelona Eunibar, 1978. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Pollution Control Federation. 21 ed., New York. 2005
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