Determinación de hierro en harina de trigo por espectrofotometría

Jorge González Chan8-808-2430

Principio del métodoUna muestra representativa se convierte en cenizas. El residuo se disuelve en ácido y se diluye a un volumen conocido. Se toma una alícuota de esta solución para que reaccione con ortofenantrolina, la cual forma un complejo con el hierro presente. Se mide la absorbancia de la solución resultante y se convierte este valor en concentración de hierro a través del uso de una curva de calibración.

Alcance del métodoEste método es aplicable virtualmente a todos los cereales y productos derivados de cereales (harinas, etc.), y muchos otros productos alimenticios.

ImportanciaLa deficiencia de hierro está causando serios daños al desarrollo económico y social, a través de defectos congénitos, disminución de la capacidad laboral y un incremento de la susceptibilidad a las enfermedades infecciosas. La causa principal en niños y mujeres en edad reproductiva, en los países en desarrollo, es la ingesta inadecuada de hierro, el cual se encuentra normalmente en forma de hierro hemo y hierro no hemo.La fortificación incluye la adición de nutrientes a los alimentos para mantener o mejorar la calidad de la dieta. La fortificación de los alimentos ha demostrado ser una medida preventiva, buena y adecuada para controlar la anemia por deficiencia de hierro a largo plazo.La fortificación de la harina de trigo con hierro es una forma atractiva para controlar la anemia por deficiencia de hierro en muchos países, incluyendo a Panamá, como lo establece la norma nacional DGNTI – COPANIT 25 – 389 – 99 “Harina y cereales, harina de trigo, especificaciones”; donde señala también que la harina producida en nuestro país debe contener una concentración mínima de hierro de 60,0 mg / kg.Analizar el contenido de hierro en la harina de trigo determina si está presente el nivel requerido de hierro en la harina fortificada, lo cual es crítico para un programa de fortificación de harina.

InterferenciaComo el hierro se determina a través de la formación de un complejo de Fe (II) con ortofenantrolina, no hay interferencias significativas con otros iones, ya que a las condiciones de pH de la determinación, está favorecida la formación del complejo con hierro, en lugar de la de otros iones.

Uso de cada reactivo1. Solución de ortofenantrolina: se utiliza para formar un complejo con el Fe (II), que

es de color rojo.2. Solución estándar de hierro (II): es la solución madre para preparar los estándares

de calibración para generar la curva que permitirá determinar la concentración de hierro en la muestra.

3. Solución de clorhidrato de hidroxilamina: su función es ajustar el pH de medio en que se encuentra el analito.

4. Solución de buffer de acetato: se utiliza para mantener el pH del medio en que se dará la reacción entre el hierro (II) y la ortofenantrolina.

Listado de materiales y reactivosReactivos

1. Solución de ortofenantrolina: disolver 0,1 g de ortofenantrolina en 80 mL de agua aproximadamente, a 80 °C, enfriar y diluir a 100 mL. Almacenar en un frasco ámbar en refrigeración. (Esta solución es estable por varias semanas).

2. Solución estándar de hierro 10 μg Fe / mL: hay dos opciones para prepararla:- Disolver 0,1 g de cable de hierro grado analítico en 20 mL de HCl concentrado

y 50 mL de agua, y diluir a 1 litro. Luego diluir 100 mL de esta solución a 1 litro.

- Disolver 3,512 g de Fe(NH4)2(SO4)2 · 6 H2O en un poco de agua, añadir dos gotas de HCl concentrado, y diluir hasta 500 mL. Luego diluir 10 mL de esta solución a 1 litro.

3. Solución de clorhidrato de hidroxilamina: disolver 10 g de NH2OH·HCl en un poco de agua y diluir hasta 100 mL. Almacenar en un frasco ámbar, en refrigeración. (Esta solución es estable por varias semanas).

4. Solución de buffer de acetato: Disolver 8,3 g de acetato de sodio anhidro (previamente secado a 100 °C) en un poco de agua, añadir 12 mL de ácido acético, y diluir hasta 100 mL (puede ser necesario redestilar el ácido acético y purificar el acetato de sodio por recristalización con agua, dependiendo de la cantidad de hierro presente).

5. Soluciones estándares de hierro para calibración: Colocar alícuotas de la solución estándar de 10 μg Fe / mL de acuerdo a la siguiente tabla, en matraces volumétricos de 100 mL, añadir 2 mL de HCl concentrado a cada una, y diluir. Mezclar vigorosamente invirtiendo el frasco 10 – 20 veces. Usar 10 mL de cada una de estas soluciones estándar y continuar a partir del paso 8 de la sección de procedimiento.

mL tomados de la solución de 10 μg Fe/mL

Concentración final de Fe (ppm)

0 02 0,25 0,510 1,015 1,520 2,025 2,530 3,035 3,540 4,045 4,5

Procedimiento1. Pesar con exactitud entre 2 – 10 g de muestra (dependiendo de la concentración de

hierro esperada) en un crisol limpio.2. Colocar en un plato calentador o bajo una lámpara de luz infrarroja (opcional).3. Convertir la muestra a cenizas dejándola una noche en una mufla a 550 °C.4. Remover el crisol de la mufla y enfriar a temperatura ambiente. (Empezar a preparar

la solución blanco a partir de este punto como lo hace con la muestra).5. Añadir 5 mL de HCl concentrado cuidadosamente, enjuagando por porciones el

crisol, luego evaporar a sequedad en un baño maría.6. Disolver el residuo añadiendo 2 mL de HCl concentrado, medidos con exactitud;

cubrir con un vidrio reloj y calentar 5 minutos en un baño maría.7. Enjuagar el vidrio reloj con agua, filtrar cuantitativamente en un matraz volumétrico

de 100 mL, aforar, y agitar vigorosamente.8. Pipetear una alícuota de 10 mL y colocarla en un matraz volumétrico de 25 mL, y

añadir 1 mL de clorhidrato de hidroxilamina en solución. Agitar vigorosamente.9. Después de 5 minutos, añadir 5 mL de solución buffer y 1 mL de ortofenantrolina,

aforar. Agitar vigorosamente.10. Esperar 30 minutos, luego medir la absorbancia de las muestras, soluciones

estándar, y solución blanco, en un espectrofotómetro a 510 nm. Nota:a. Si la intensidad del color es demasiada, hacer una dilución apropiada de la

solución de las cenizas y proceder hasta el paso 8.b. El color producido se mantiene por varias horas. Evitar exponer a la luz solar

directamente.

Cálculos1. Graficar absorbancia vs concentración (en ppm) para las solucione estándar.2. Obtener la concentración de las soluciones muestra a partir de la curva estándar,

restándole el valor del blanco a cada una.3. El contenido de hierro está expresado como:

contenido Fe (mg /100 g )=C×DF×10W

donde C = concentración de la solución muestra (en ppm)DF = factor de dilución (si lo hay) del paso 10 nota a.W = peso de la muestra en gramos

Bibliografía- AACC International. Approved methods of analysis, First Edition. Method 40-41A.

Iron – Quantitative method. Approved May 5, 1960. AACC International, St. Paul, MN, USA.

- Hosseinimehr, S.J.; Bagheri, G.; Gholipoor, M.; and Mokarami, H. 2007. Comparative spectrophotometric and atomic absorption determination of iron content in wheat flour. Journal of Biological Sciences. 7(2): 451-453.

- Norma nacional DGNTI-COPANIT 25-389-99: “Especificaciones para harina y cereales, harina de trigo”.

Preguntas

1. ¿Qué es la fortificación?2. ¿Para qué sirve la fortificación de los alimentos con hierro?3. ¿Cuál es la norma nacional que regula la fortificación con hierro para la harina de

trigo?4. ¿Qué reactivo forma un complejo con el hierro (II) para determinar éste

espectrofotométricamente?