BROMATOLOGIA

Profesora Gilma Beatriz Medina M.

NOTAS DE CLASE

CONOCIMIENTO DE LOS ALIMENTOS: Composición química, Propiedades bioquímicas, Valor nutritivo,

Fuentes de obtención, Alteraciones, Regulación y control de calidad enfatizados, para estudiantes de

Farmacia, en aspectos sanitarios y Analíticos.

El hombre prehistórico, nómada, se alimentaba de frutas, cereales, legumbres y animales… si tenía

suerte. No había equilibrio alimentario. Ausencia o limitados métodos de conservación: secado,

ahumado, salado.

PELIGROS ALIMENTARIOS SEGÚN LA FDA:

Infecciones debidas a microorganismos o toxinas (botulismo, micotoxinas, listeria, salmonella,

...)

Malnutrición (deficiencias nutricionales probadas bioquímicamente)

Contaminantes debidos al medio ambiente (origen industrial o no)

Sustancias tóxicas presentes en productos naturales

Residuos de pesticidas y Aditivos alimentarios

PAPEL DEL FARMACÉUTICO EN LA DISPENSACIÓN;

Es necesario que posea espíritu crítico frente a los productos que se le proponen:

Nutracéuticos y alicamentos= complementos nutricionales, alimentos funcionales; aconsejar

en nutrición frente a una demanda de adelgazamiento rápido, prevención nutricional.

Interacciones medicamentos ↔ alimentos

Nutrición parenteral (hospital)

Aconsejar en caso de crisis alimentaria

En la industria y en la investigación

Control de aguas

Control de calidad de productos alimentarios

Dirección técnica de fábricas de vinos

Laboratorios privados y oficiales de control de calidad de alimentos

ORGANISMOS DE PROTECCIÓN:

NACIONALES: Min. Protección Social, Invima, Icontec, ICBF, ICA, Código Sanitario Nacional (Ley o9 de

1979), Direcciones Seccionales de Salud.

INTERNACIONALES: FAO FDAOMSUSDA, Comisión del Codex Allimentarius, Sistema HACCP, BPM,

BPL.

ETIQUETADO NUTRICIONAL:

Resolución 5109 de 2005 (dic. 29) y Resolución 0288 del 2007 (Enero 31), del Ministerio de la

Protección Social

“Por la cual se establece el reglamento técnico sobre los requisitos de rotulado o etiquetado que

deben cumplir los alimentos envasados y materias primas de alimentos para consumo humano”.

ANÁLISIS BROMATOLÓGICO:

• Requiere: Muestra problema: (Representativa, Sub muestreo (empaque e identificación),

• Laboratorio de análisis (Equipo calibrado, reactivos grado analítico, métodos oficiales y

validados, normas aprobadas, bibliografía )

• Analista idóneo.

• Tratamiento de la muestra.

• Aplicación de la técnica de análisis.

• Interpretación de resultados.

METODOS GENERALES DE ANALISIS

Esquema Weende, Análisis bromatológico o proximal

Desde 1886, en la estación experimental de Weende (Alemania) se estandarizó un método conocido como Weende, análisis proximal, método general de análisis de los alimentos o análisis bromatológico, para analizar los componentes más abundantes en los alimentos: agua, grasas, proteínas, cenizas, fibra y carbohidratos; con ligeros cambios, el método es aún hoy ampliamente utilizado aunque con aparatos más modernos y rápidos.

Los métodos generales de análisis de alimentos incluyen: Porcentaje de: agua, grasa total o bruta, (más conocida como extracto etéreo), proteína total o bruta, fibra bruta o cruda, cenizas. El porcentaje de sustancias extraíbles no nitrogenadas se determinan restando de 100 la suma de los demás componentes.

El término bruta o cruda, indica que se trata de sustancias más o menos próximas y no de compuestos individuales. Es necesario seguir con precisión las condiciones del análisis para no introducir mayor error, pues los métodos son en su mayoría empíricos y datan de finales del siglo XIX.

Conjunto de determinaciones que describen la composición nutritiva de alimentos (animales y

todos los que puedan convertirse en harinas).

Humedad y sustancias volátiles, extracto etéreo o grasa bruta, cenizas o material mineral, fibra

bruta, proteína bruta, extracto no nitrogenado.

Excelente procedimiento para control de calidad (materias primas, productos en proceso y

productos terminados).

HUMEDAD

• Todos los alimentos, cualquiera que sea el método de industrialización, contienen agua en

mayor o menor proporción ( 60 y 95% en los alimentos naturales)

• El agua existe en dos formas generales:

"agua libre“, es la forma predominante, se libera con gran facilidad y es estimada en la mayoría de los

métodos.

"agua ligada“: Se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los hidratos) o ligadas a

las proteínas.

Estas formas requieren para su eliminación en forma de vapor un calentamiento de distinta

intensidad.

Importancia:

La cantidad de materia seca está en relación inversa a la humedad.

Económica para procesador y consumidor.

Estabilidad y calidad.

Objetivos:

Detección de fraudes por incorporación de agua.

Seguimiento a procesos de fabricación.

Determina valor nutricional y facilita expresión de resultados en base uniforme para comparación con

estándares

METODOS PARA DETERMINAR LA HUMEDAD

Ventajas:

Rápidos, simples y permiten analizar simultáneamente una gran cantidad de muestras.

Factores que afectan la exactitud de la determinación:

La temperatura de secado

La temperatura y humedad relativa de la cámara de secado

El movimiento del aire y de la humedad relativa en la estufa

El vacio en la cámara de secado

El espesor y el tamaño de las partículas

La construcción de la estufa

El numero y la posición de las muestras en el horno

MÉTODOS FÍSICOS:

INDIRECTO: Por desecación

Método de la estufa de aire.

Método de la estufa de vacio. La humedad se evapora en función de la Pv y la T.

Secar a la T mas baja posible. (70-115)º C grados centígrados.

Método de la lámpara de infrarrojo

Método de la estufa de aire

El método de secado en estufa de aire es el mas antiguo, es usado ampliamente y consiste en la

determinación gravimétrica de las perdidas sufridas por la muestra, al ser sometida a temperaturas

cercanas al punto de ebullición del agua.

Método de la estufa de vacio

Las determinaciones en estufa de vacio, son generalmente los procedimientos mas exactos para analizar

la humedad en muchos alimentos, ya que sus resultados son generalmente mas reproducibles. Este

método es especifico y se debe usar cuando en la muestra hay presentes sustancias volátiles o

térmicamente inestables.

Estufa de aire y vacío

Sencillez y exactitud.

Toma apropiada de la muestra en cápsula de aluminio, porcelana o vidrio.

Llevar una estufa de secado a T° y P según el caso.

Período de 5 horas de secado: Se remueve la humedad libre del alimento. Peso constante.

Enfriar en desecador: Después de sacar la muestra de la estufa y antes de pesarla, es necesario

enfriar la muestra en una atmósfera seca, donde no absorba humedad (desecador de vidrio, en

el cual el aire es secado químicamente).

Pesar la muestra seca y fría: Determinar peso perdido en el proceso de secado.

Calcular humedad.

Método de la lámpara infrarroja

• Secado efectivo, ya que la muestra es irradiada, con luz de la región del IR.

• El tiempo de secado es muy corto.

• Limitación: mide principalmente la humedad próxima a la superficie del material.

Factores que afectan la determinación

Composición de las muestras :

Especias (volátiles)

Carnes (grasa)→ dificultan la evaporación

Aceites insaturados (oxidación) → Aumentan el peso

Productos azucarados → liberan CO2 y H2O alterando el peso

Temperatura, humedad relativa, movimiento del aire y vacío de la cámara de secado

Espesor y tamaño de las partículas

Número y posición de las muestras en la cámara de secado

MÉTODOS FÍSICOS:

• DIRECTO:

• Métodos de destilación

• Secado con desecantes

• INTRUMENTALES: Frecuencia eléctrica, propiedades dieléctricas, reflactancia al IR cercano,

microondas, refractometría, e hidrometría.

MÉTODOS DE DESTILACIÓN:

• El agua de la muestra se mezcla con un solvente inmiscible, en equipos que condensan y

volatizan substancias.

• El agua condensada es colectada en una probeta graduada y el solvente condensado retorna.

• La ebullición continúa hasta nivel constante del agua en la probeta.

SECADO CON DESECANTES:

• El contenido de humedad de un producto tiende a equilibrarse con la humedad relativa del aire

circundante.

• El desecante (soluciones salinas saturadas, ácido sulfúrico y glicerol), absorbe la humedad del

material.

• Cuando alcanza peso constante, la humedad es determinada por diferencia de peso.

Factor de error en el procedimiento: el tiempo requerido puede ser de 45 días, muy largo para la

mayoría de los usos prácticos, pudiendo inclusive causar deterioro de la muestra.

MÉTODOS QUÍMICOS

Particularmente adaptable a productos alimenticios que muestran resultados erráticos cuando se

calientan o son sometidos al vacío.

El método utilizado es el de: Karl Fisher, Carbonato de calcio y dicromato.

• Método recomendado para alimentos de baja humedad y/o alto contenido de azúcar o

proteínas

• El método es muy rápido y sensible y no utiliza calor.

• Ejemplos de alimentos en los que se recomienda: frutas y vegetales deshidratados, chocolates,

caramelos, café tostado, grasas y aceites

Titulación karl-fischer

• Estas reacciones muestran que:

Para cada mol de agua se utilizan 1 mol de yodo, 1 mol de so2, 3 moles de piridina y una mol de

metanol.

C5H5N · I2 + C5H5N · SO2 + C5H5N + H2O →2C5H5N · HI + C5H5N · SO3

C5H5N · SO3 + CH3OH → C5H5N(H)SO4 · CH3

Valoración del reactive de Karl Fischer:

Valoración del reactivo de KF:

1. Con tartrato sódico dehidrato C4H4Na2O6.H2O

T= (18.02/230.08) X Peso(mg) tartrato sódico/V(ml)KF

2. Con agua destilada

T= Peso(mg) agua/V(ml)KF

Valoración de la muestra:

%Agua = V(ml)KF X Título X 100/Peso(mg)muestra

Un ml de reactivo de KF comercial valora 5 mg de agua.

PROTEÍNAS

Son polímeros de aminoácidos que varían entre proteínas, al igual que las grasas y los carbohidratos

contienen carbono, hidrógeno, y oxígeno, además de un porcentaje constante de nitrógeno, que

usualmente es el 16%.

El porcentaje de proteína se obtiene multiplicando el porcentaje de nitrógeno toal por el factor 6.25,

pero en ocasiones el factor de corrección es diferente.

Métodos de determinación de proteínas

• Método de lowry: método espectrofotométrico de valoración cuantitativa de proteínas. La

adición de un reactivo forma un complejo coloreado con las proteínas.

• Prueba de biuret: detecta la presencia de compuestos con dos o más enlaces peptídicos, por

tanto, sirve para todas las proteínas y péptidos cortos. Se puede medir la intensidad del color

producido con espectrofotómetro.

• Método de kjeldahl: En 1883 Johann Kjeldahl desarrolló el método, para analizar nitrógeno

orgánico. Es más utilizado en alimentos.

Flujograma de la determinación de proteína por el método Kjeldahl:

Pesar la muestra: En papel libre de proteína o nitrógeno.

Colocar la muestra en tubo Kjeldahl.

Agregar ácido: a este tubo se le agrega ácido sulfúrico concentrado y una mezcla de catalizador (sulfato

de cobre y potasio) para realizar la digestión/oxidación.

Digestión de las proteínas y componentes orgánicos: (líquido oscuro): En una mezcla con ácido sulfúrico

y catalizadores el nitrógeno orgánico total se va liberando y convirtiendo en sulfato ácido de amonio.

Se recomiendan temperaturas de digestión de 370-410°C.

Punto final de la digestión(líquido claro de color verde y cristalino)

Reacción:

CxHyNz xCO2 + ½ YH2O + NH4HSO4

Adición de base: Para descomponer el sulfato de amonio, liberando el NH3 que puede ser destilado y

recogido sobre ácido bórico.

Reacción:

NH4HSO4 NH3 + SO4-

Destilación: a medida que se aplica calor al tubo Kjeldahl, la destilación se realiza, el amoníaco sube por

el tubo Kjeldahl pasa a través de un condensador de agua fría y cae dentro del matraz que contiene un

volumen del ácido. El NH3 se combina con el ácido formando Borato de amonio.

Titulación del borato de amonio : Los aniones del borato así formado se titulan con HCl estandarizado, lo

cual se convierte en el nitrógeno de la muestra.

Reacciónes:

NH3 + H3BO3 NH4+ + H2BO3

-

NH4+ +H2BO3

- + HCL NH4CL +H3BO3

Cálculo de la proteína:

Proteína = contenido total de nitrógeno Kjeldahl x 6,25 a no ser que se dé un factor diferente en la

norma del Codex o en el método de análisis del Codex para dicho alimento.

1.

2. %P = %N x F

3.

Causas de error del método:

• La inclusión de nitrógeno no proteico.

• Pérdida de nitrógeno durante la digestión.

• Digestión incompleta de la muestra.

• Exceso sulfato de sodio o potasio (para elevar el punto de ebullición del ácido) pueden resultar

en una descomposición por calor y pérdida de amoníaco.

• Puede ocurrir pérdida de nitrógeno si se utiliza demasiado selenio o la temperatura de la

digestión no se controla.

Factores de cálculo para proteína:

PRODUCTO FACTOR %N Proteico

Salvado de trigo 6,31 15,85

Lácteos 6,38 15,67

Centeno, Cebada, Avena, Trigo 5,83 17,15

Arroz 5,95 16,81

Harina de trigo, espaguetis 5,70 17,54

Torta de Algodón y Linaza 5,30 18,87

Maní, nueces 5,46 18,32

Maíz 6,25 16,00

Carne y Huevos 6,25 16,00

Frutas, Verduras y Concentrados 6,25 16,00

Girasol, Coco, Castañas 5,30 18,87

Soya 5,71 17,51

Almendra 5,18 19,31

EXTRACTO ETÉREO Ó GRASA BRUTA

El término extracto etéreo se refiere al conjunto de las sustancias extraídas con éter etílico. Incluye

además de los ésteres de los ácidos grasos con el glicerol a los fosfolípidos, las lecitinas, los esteroles,

las ceras, los ácidos grasos libres, los carotenoides, la clorofila y otros pigmentos.

Determinación:

Método de extracción con solventes: se fundamenta en la extracción de la grasa de una muestra

(previamente secada) con un solvente orgánico.

Solventes más utilizados:

Éter etílico: punto de ebullición 34.6 °C, mejor solvente, se hidrata fácilmente, solubiliza azucares,

disuelve lípidos oxidados.

Éter de petróleo: punto de ebullición 34-45 °C, es barato, no se hidrata fácilmente.

Características del solvente Ideal:

No debe ser inflamable

No debe ser tóxico

Punto de ebullición bajo para destilación rápida y protección de componentes

termolábiles

Altamente solubles con grasas

No deje residuos

Cálculos:

La muestra debe estar seca y homogénea para facilitar el análisis:

FIBRA DIETARIA

Compuesta por sustancias vegetales, la mayoría polisacáridos (exceptuando el almidón), y la lignina

que al ser ingeridos no son digeridos por las enzimas digestivas humanas, llega al colon sin degradarse

y cumple funciones importante para el bienestar humano.

CALSIFICACIÓN

• FIBRA INSOLUBLE: Acelera paso de alimentos a través del sistema digestivo, da volumen a las

heces.

• Se encuentra en alimentos como salvado de trigo, hortalizas y granos enteros.

• FIBRA SOLUBLE: Retiene agua, gelifica, retarda la digestión y absorción de nutrientes.

• Se encuentra en salvado de avena, cebada, nueces, semillas, fríjoles, lentejas, guisantes, frutas

y hortalizas.

COMPONENTES DE LA FIBRA DIETARIA

• Celulosa: Polímero de la glucosa con enlaces β1,4.

• Hemicelulosas: Polímeros ramificados de azúcares (galactosa, manosa, xilosa), y ácidos

urónicos.

• Lignina: Heteropolímero formado por alcohol y ácidos. No digerible.

• β Glucanos: Polímeros de glucosa con enlaces β1,3 y β1,4

• Pectinas: Polímero del ácido D-galacturónico con grupos carboxilo parcialmente esterificados

con metilos.

• Gomas y mucílagos: Cadenas de ácidos glucorónico y galacturónico.

• Inulina, oligofructosa: Presente en raíces y tubérculos de algunas plantas como la achicoria.

• Almidón resistente: No digerible por enzimas.

• Aditivos alimentarios: Carragenatos , alginatos, CMC.

PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS

• SOLUBILIDAD:

Celulosa: insoluble en agua fría, caliente y en ácidos y álcalis diluídos calientes.

Hemicelulosa: Solubles en álcalis diluídos.

Ligninas: Solubles en álcalis.

• CAPACIDAD DE ABSORCIÓN DE AGUA:

La FI se hincha en la digestión y ocupa un volumen apreciable.

• TAMAÑO DE PARTÍCULA:

La masticación reduce tamaño de partículas (350 y 2000 micras→mejores efectos fisiológicos.

• INTERCAMBIO CATIÓNICO: Los carboxilos de los ácidos urónicos son muy activos. La lignina y

la celulosa tienen capacidad para ligar protones o cationes como el cobre.

• VISCOCIDAD: Aumenta cuando la FS se mezcla con agua, mejorando textura de contenido

intestinal.

EFECTOS FISIOLÓGICOS

Masticación y salivación.

Aumenta la viscosidad.

AFECTA asimilación de nutrientes.

Regula la velocidad de tránsito digestivo.

Ejerce fuerte acción antibacterial.

Disminuye niveles de glucosa.

Produce sensación de saciedad.

Secuestra ácidos biliares, colesterol, lecitina, ácidos grasos y monoglicéridos.

MÉTODOS DE ANÁLISIS

• Método enzimático gravimétrico AOAC 985.29, 16 Ed, 1999

• Método de Prosky, L.Et., Al.J.

Se utiliza para la hidrólisis enzimática, amilasa termoestable, proteasa y amiloglucosidasa (Kit

TDFAB-2; sigma Chemical. Co.st Louis).

• Método gravimétrico xxxxxxx

• LA FDT SE ESTIMA SUMANDO LAS FRACCIONES DE FDI + FDS

• BUSCAR EN INTERNET AOAC para verificar cual es su última edición y de que año. Y buscar el

método gravimétrico no enzimático para alimentos con bajo contenido de almidón. solo para

referenciarlo.

• APARATO DE FILTRACIÓN PARA DETERMINACIÓN DE FIBRA DIETARIA

Cálculos de carbohidratos

BIBLIOGRAFIA

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