practica 5 nitrogeno

Vista previa del material en texto

Universidad Veracruzana
Análisis de alimentos
Libna Sulem Gallardo Beatriz 
Practica #5: DETERMINACIÓN DE NITROGENO TOTAL.
Equipo:
· Dayra Elizabeth Hernández Bautista
· Araceli Labourdette Calderón
· Alicia de los Ángeles Zamudio Sánchez
· José Ricardo Bernabe Salomé
26 de abril de 2023
PRÁCTICA #5: DETERMINACIÓN DE NITROGENO TOTAL.
Objetivos
· Aplicar el método más utilizado para la determinación de nitrógeno orgánico llamado método Kjeldahl, que se basa en una volumetría ácido-base.
· Determinar la concentración de nitrógeno presente en la muestra para luego ser transformado a través de un factor en proteína.
· Calcular el porcentaje de proteína de un alimento a partir del contenido de nitrógeno obtenido por el método Kjeldahl
Fundamentos
En los análisis de rutina se suele determinar el contenido de nitrógeno total y expresar el conjunto de sustancias nitrogenadas como “% de nitrógeno total” o como “porcentaje de proteínas”. La estimación del contenido de proteínas de los alimentos a partir de la determinación del contenido de nitrógeno total no siempre es correcta, pero en general el contenido de compuestos nitrogenados no proteicos es pequeño comparado con el de las proteínas en la mayoría de los alimentos. 
En 1883 el investigador danés Johann Kjeldahl desarrolló el método más usado en la actualidad para el análisis de proteínas (método Kjeldahl) mediante la determinación del nitrógeno orgánico. 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 amoniaco liberado es arrastrado por destilación y recogido en una solución de ácido bórico. Los aniones del borato así formado se titulan con HCl estandarizado para determinar el nitrógeno contenido en la muestra. Las etapas generales del método son:
1. Etapa de digestión: un tratamiento con ácido sulfúrico concentrado, en presencia de un catalizador y ebullición convierte el nitrógeno orgánico en ión amonio, según la ecuación 1.
Procedimiento: Se introducen de 1 a 5 g de muestra un tubo de mineralización y se ponen 3 g de catalizador que suele estar constituido por una mezcla de sales de cobre, óxido de titanio o/y óxido de selenio. De forma habitual se utiliza como catalizador una mezcla de K2SO4: CuSO4: Se (10:1:0,1 en peso). Después se adicionan 10 mL de H2SO4 concentrado y 5 mL de H2O2. Posteriormente se digiere a 420 ºC durante un tiempo que depende de la cantidad y tipo de muestra. Se sabe que la digestión ha terminado porque la disolución adquiere un color verde esmeralda característico. En esta etapa, el nitrógeno proteico es transformado en sulfato de amonio por acción del ácido sulfúrico en caliente. En la actualidad, para llevar a cabo este proceso se utilizan digestores automáticos que son capaces de digerir un número determinado de muestras al mismo tiempo.
1. Etapa de destilación (imagen 2): se alcaliniza la muestra digerida y el nitrógeno se desprende en forma de amoniaco (ecuación 2). El amoniaco destilado se recoge sobre un exceso desconocido de ácido bórico (ecuación 3).
Procedimiento: Después de enfriar se adicionan al tubo de digestión 50 mL de agua destilada, se pone en el soporte del destilador y se adiciona una cantidad suficiente de hidróxido sódico 10 N, en cantidad suficiente (50 mL aprox.) para alcalinizar fuertemente el medio y así desplazar el amoniaco de las sales amónicas. El amoniaco liberado es arrastrado por el vapor de agua inyectado en el contenido del tubo durante la destilación, y se recoge sobre una disolución de ácido bórico (al 4 % p/v).
1. Etapa de valoración: La cuantificación del nitrógeno amoniacal se realiza por medio de una volumetría ácido-base del ión borato formato, empleando ácido clorhídrico o sulfúrico y como indicador una disolución alcohólica de una mezcla de rojo de metilo y azul de metileno (ecuación 4). Los equivalentes de ácido consumidos corresponden a los equivalentes de amoniaco destilados.
Métodos
1. Digestión.
•En nuestro caso como colocamos mucha muestra (0.7 g), posteriormente tuvimos que añadirle 0.05 g de sulfato de cobre (CuSO4), 1 g de sulfato de potasio (K2SO4).
•Dejamos que se calentara la mezcla otros 30 minutos y posteriormente guardamos para completar la digestión la próxima sesión de práctica.
1. Destilación.
Después de completar la digestión, hicimos lo siguiente:
 
1. VALORACIÓN (TITULACIÓN).
1. BLANCO.
Resultados
Muestra: Leche en polvo.
A) DIGESTIÓN:
B) DESTILACIÓN:
C) VALORACIÓN (TITULACIÓN):
Cálculos.
% de nitrógeno = (V * Nácido * 0.014 * 100) / M 
% de nitrógeno = (1.5ml * 0.2 * 0.014 * 100) / 0.7 g
% de nitrógeno = 0.6 %
Valor de referencia: 0.5 %
Donde:
V= ml de H2SO4 gastados en la valoración de la muestra (Vmuestra – Vblanco)
N= normalidad del ácido
Meq= miliequivalente del nitrógeno
M= peso de la muestra en gramos
% de proteína = % de nitrógeno * Factor de conversión
Factor de conversión: 6.34 leche y derivados (suero, mantequilla, queso) aceites y grasas.
% de proteína = 0.6 * 6.34
 % de proteína = 3.804 %
Valores de referencia: oscila entre el 3.3% y el 5.8%.
Análisis de resultados 
Al concluir y obtener los resultados de la practica de determinación de nitrógeno total debemos resaltar que se ocupo 0.7 de muestra, si bien esto ocasiono ciertas diferencias en el procedimiento, el resultado fue el esperado.
Esta practica estuvo dividida en 3 partes: digestión, destilación y valoración,
Durante la digestión primero se empleo 0.7 de muestra, CuSO4-Mgo, HGO, H3PO4 H2SO4 concentrado y perlas de vidrio, se agrego en un balón de Kjeldahl, se calentó suavemente hasta que hubo desprendimiento de espuma, posteriormente se calentó de forma enérgica, pero debido a que la muestra era mas de la requerida, se enfrió el balón del Kjeldahl, se agrego 0.05 g de sulfato de cobre (CuSO4), 1 g de sulfato de potasio (K2SO4). Se calentó 30 min mas y se termino en la siguiente sesión. Se logro la digestión de materia orgánica obteniendo una coloración azul verdosa.
En la Destilación: Se agrego cuidadosamente 10 ml de agua destilada, se vacío el contenido al matraz de destilación enjuagando con agua destilada, se agrego 25 ml de NaOH, se agrego sin agitar para que se ubicara en el fondo y una vez que se agrego todo se agito levemente, posteriormente se coloco para su calentamiento y ebullición, se coloco un matraz de Erlenmeyer donde se agrego solución de H3BO3 (para la recolección de NH3) indicador a y b, después empezó a virar de color azul por lo cual indica que el NH3 empezó a destilarse, el acido bórico viro a verde esmeralda, una vez alcanzado el volumen requerido se enjuaga el matraz de Erlenmeyer con refrigerante para evitar la perdida de nitrógeno.
En la titulación se utilizo H2SO4 a 0.2 N hasta que se logro el viraje al color inicial del Mortimer, arrojando un porcentaje de proteína de 3.804%
Al obtener los resultados de la practica y analizarlos a profundidad pudimos llegar a la siguiente conclusión.
Conclusión
La muestra utilizada fue leche en polvo, la cual es un derivado de la leche de vaca, obtenido mediante procesos industriales y es usada principalmente para alimentar a infantes. Basándonos en investigaciones relacionadas, si esta contase con un alto contenido proteico no resultaría saludable, ya que predispone a la obesidad y a un sobresfuerzo del corazón que pasa factura en la edad adulta.
Según los datos expuestos, se concluye que los resultados corresponden bien con los etiquetados de las leches en polvo y con los requeridos por las normativas. 
Al ser esta muestra un producto estandarizado y comercializado, era de esperarse que los resultados obtenidos fueran congruentes y sin riesgos contundentes para la salud pública. 
Gracias al conocimiento adquirido se lograron resultados satisfactorios, cumpliendocon los objetivos de estudio, siguiendo diferentes metodologías para llegar a resultados favorables, resultando útil conocer el porcentaje de proteína y de nitrógeno pues se consideran un punto importante a tomar en los análisis de calidad, en especial en la leche en polvo donde su principal fuerte son sus niveles de proteína.
Evaluación
1. Determine la importancia del análisis de proteínas para la determinación de la actividad biológica, investigación de propiedades funcionales y contenido nutricional de un alimento
La información que obtenemos de los análisis de alimentos en laboratorios es crucial, ya que va desde la composición y valor nutricional de alimentos o preparados, la identificación de alérgenos y contaminantes microbiológicos, hasta la generación de etiquetas de información nutricional o declaraciones de ingredientes. Del mismo modo, también sirve para descubrir compuestos bioactivos de los alimentos, calcular la caducidad, evitar intoxicaciones y asegurar el cumplimiento de la normativa. Factores todos ellos esenciales en la industria alimentaria.
En este aspecto, los datos más comunes que nos pueden reportar los análisis nutricionales en laboratorios son valores como la cantidad de proteína, sodio, carbohidratos, fibra, perfiles de azúcares y grasas, vitaminas, etc. E incluso otros más específicos como pruebas de conservantes o de vida útil de alimentos.
La determinación del contenido total de proteínas es una herramienta esencial para el control de calidad. Por otro lado, es importante para la declaración de proteínas de acuerdo con las leyes internacionales de etiquetado en la investigación. El contenido de proteínas puede corresponder directamente a las propiedades del producto. Por lo tanto, se requieren análisis de proteínas independientes de la matriz de alta precisión. Estos análisis deben hacerse en todas las áreas de aplicación. De ahí la importancia del Análisis Proteína/N.
2. Cuál es la NOM y cuáles son sus especificaciones mencionadas con respecto a la determinación de proteínas en alimentos.
Norma Oficial Mexicana NOM-F-68-S-1980 Alimentos Determinación de Proteínas, (esta Norma cancela la NOM-F-68-1977).
Esta Norma Mexicana establece el procedimiento para determinar proteínas en productos alimenticios. Esta Norma se complementa con la siguiente Norma Mexicana vigente: NMX-BB-014. Utensilios de vidrio usados en laboratorio - Clasificación y tamaños nominales. (Clasificación y tamaños nominales para utensilios de vidrio usados en el laboratorio).
Este método se basa en la descomposición de los compuestos de nitrógeno orgánico por ebullición con ácido sulfúrico. El hidrógeno y el carbón de la materia orgánica se oxidan para formar agua y bióxido de carbono. El ácido sulfúrico se transforma en SO2, el cual reduce el material nitrogenado a sulfato de amonio. El amoniaco se libera después de la adición de hidróxido de sodio y se destila recibiéndose en una disolución al 2% de ácido bórico. Se titula el nitrógeno amoniacal con una disolución valorada de ácido, cuya normalidad depende de la cantidad de nitrógeno que contenga la muestra. En este método de Kjeldahl-Gunning se usa el sulfato de cobre como catalizador y el sulfato de sodio para aumentar la temperatura de la mezcla y acelerar la digestión.
El contenido de nitrógeno en diferentes proteínas es aproximadamente de 16% por lo que multiplicando el por ciento de nitrógeno obtenido por el factor 6.25 se obtiene la cantidad de proteínas presentes en el alimento. Sin embargo, en algunos productos, la relación nitrógeno-proteínas varía en forma transcendente por lo que es necesario utilizar los factores que en ese caso se señalen. 
3. Esquematice las tres etapas de método Kjeldahl (puede agregar ec. química de cada etapa o describir simple y químicamente cada etapa)
.
4. Además de alimentos, ¿en qué otro tipo de muestras se utiliza la determinación de nitrógeno? Y ¿cuál es la utilidad de estas? 
La determinación del nitrógeno Kjeldahl se realiza en alimentos y bebidas, carne, piensos, cereales y forrajes para el cálculo del contenido en proteína. También se utiliza el método Kjeldahl para la determinación de nitrógeno en aguas residuales, suelos y otras muestras.
El método Kjeldahl es el más ampliamente utilizado para la determinación de nitrógeno total (Ntotal) y en las aguas residuales se encuentran diferentes especies nitrogenadas, como son: nitrógeno orgánico y amoniacal, nitritos, nitratos, entre otras.
Su utilidad es para los llamados parámetros combinados o compuestos donde es la opción que más se usa a menudo para el control de la calidad de las aguas residuales, ya que proporciona a los usuarios una vía rápida y global de apreciar los efectos potenciales de una contaminación no específica.
Referencias
· Nmx-f-068-s-1980. Alimentos. Determinación De Proteínas - ID:5f4c104dadb5d. (n.d.). https://xdoc.mx/documents/nmx-f-068-s-1980-alimentos-determinacion-de-proteinas-5f4c104dadb5d
· Wanatop. (2022, July 5). Análisis de alimentos en laboratorio: El valor nutricional de los alimentos. INFINITIA Industrial Consulting. https://www.infinitiaresearch.com/noticias/analisis-de-alimentos-en-laboratorio-el-valor-nutricional/
· Análisis de Proteína/N - Paralab. (2020, August 12). Paralab. https://paralab.es/productos/analisis-proteina-n/#:~:text=La%20determinaci%C3%B3n%20del%20contenido%20total,de%20etiquetado%20en%20la%20investigaci%C3%B3n.
· Determinación de proteínas en productos de cereales y. (n.d.). ResearchGate. https://www.researchgate.net/figure/Figura-1-Determinacion-de-proteinas-en-productos-de-cereales-y-leguminosas_fig1_255983880
· Seminario Kjeldahl. (n.d.). Scribd. https://es.scribd.com/doc/192681478/Seminario-Kjeldahl 
· Martínez, E. G., & Segovia, I. F. (2012). Determinación de proteínas de un alimento por el método Kjeldahl. Valoración con un ácido fuerte.