Química Analítica II.DEC. FQ
Determinación de azúcares reductores por el método de
Lane Eynon
Ache, Nedda N°2
Caballero, Natalia N°4
Ramos, Mariana N°16
Rostán, Mauricio N°20
Grupo 13. Subgrupo A
Noviembre de 2013
Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
OBJETIVOS
Adquirir los conocimientos necesarios para realizar una valoración de
Lane Eynon.
Determinar la concentración de azucares reductores presentes en una
bebida refrescante sabor naranja.
Determinar la concentración de azúcares reductores presentes en jugo
natural de naranja.
Comparar ambas concentraciones entre sí y con los datos bibliográficos.
INTRODUCCIÓN
Los azúcares son compuestos orgánicos muy abundantes en la
naturaleza y extensamente aprovechados directa o indirectamente por el
hombre. Son los carbohidratos más sencillos, término que se utiliza para
designar a los polihidroxialdehidos, a las polihidroxicetonas y a sus derivados
hidrolizables. De fórmula simple Cn(H2O)n son también llamados sacáridos,
categoría dentro de la cual se pueden separar en monosacáridos y
polisacáridos.
La glucosa es un monosacárido, lo que significa que no puede
hidrolizarse en unidades menores. Los polisacáridos son azúcares que al
hidrolizarse producen unidades monosacáricas iguales o distintas. Por ejemplo,
la maltosa es un disacárido, al hidrolizarse produce dos unidades de glucosa.
Los monosacáridos son compuestos simples, con dos tipos de grupos
funcionales, un grupo carbonilo y grupos alcohol. El grupo carbonilo puede ser
del tipo aldehído o del tipo cetona.
PROPIEDADES REDOX
Los grupos carbonilos tienen propiedades redox, por lo que también los
azúcares. Los que pueden reducir al ion cúprico de un licor de Fehling (solución
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
de CuSO4, tartrato de sodio y potasio, NaOH) o al ion plata de una solución de
Tollens se denominan azúcares reductores. Todos los monosacáridos y la
mayoría de los disacáridos son reductores. La reacción en solución, se da con
la forma abierta del azúcar, con el grupo carbonilo, no con el hemiacetal.
La sacarosa no es un azúcar reductor debido a que por su estructura no
existe en solución un equilibrio donde esté presente la forma abierta. En efecto,
los dos carbonos anoméricos están protegidos, por lo tanto no es posible la
reacción redox al estar ambas funciones carbonílicas bloqueadas.
DOSIFICACIÓN DE AZÚCARES
Los azúcares que pueden hallarse en los productos comerciales son
principalmente la sacarosa, el azúcar invertido, la glucosa, la fructosa y menos
frecuentemente la maltosa, la lactosa, la rafinosa.
Los métodos para la determinación de los azúcares se pueden clasificar
de la siguiente manera:
Métodos químicos:
a) Basados en el poder reductor.
b) Adición al grupo carbonilo.
Métodos físicos:
a) Peso específico.
b) Índice de refracción.
c) Poder rotatorio.
Entre los métodos químicos para la dosificación de azúcares, los
hidrovolumétricos que se basan en la reducción de las sales cúpricas siguen
siendo, aún hoy, los más empleados.
La reducción se manifiesta con la formación de un precipitado rojo de
óxido cuproso (Cu2O). La solución cúprica generalmente empleada es el licor
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
de Fehling, el cual consta de dos soluciones que se mezclan en volúmenes
iguales en el momento de usarlas.
Todos los métodos volumétricos de azúcares reductores, que tienen en
común el empleo de soluciones cúpricas alcalinas se pueden agrupar en dos
clases:
1) Métodos volumétricos basados en una reducción completa de una cierta
cantidad de reactivo valorado.
2) Métodos en los cuales se opera con un exceso de solución reactivo.
Luego se determina el cobre reducido o el cobre cúprico en exceso, separando,
o no, previamente el óxido cuproso formado. Estas determinaciones se pueden
hacer tanto gravimétrica, volumétrica o colorimétricamente.
La técnica que se va a utilizar en la práctica es la de Lane y Eynon, que
está comprendida en el primer grupo.
CONDICIONES QUE AFECTAN LA PRECIPITACIÓN DE Cu2O
Variación del poder reductor de los monosacáridos e influencia de
la solución cúprica.
En 1880 Soxhlet demostró que cuando un monosacárido actúa sobre
cualquier solución cupri-alcalina, las primeras porciones agregadas son más
fuertemente reductoras que las siguientes, siempre que todas actúen en
iguales condiciones experimentales. Dicho de otra forma, los monosacáridos
reducen mayor cantidad de cobre cuanta mayor cantidad de cobre hay en el
medio.
Por tanto, es de esperar entonces que una modificación en la
concentración cúprica que se emplea para efectuar la reacción, debe traducirse
en un cambio en la cantidad de solución de azúcar gastada.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
Si cuando un azúcar se va incorporando en porciones iguales sobre el
reactivo en ebullición, el poder reductor del azúcar va disminuyendo
constantemente en cada agregado, es lógico pensar que esa disminución del
poder reductor se debe al hecho de ir disminuyendo también constantemente la
relación entre concentración de sal cúprica presente y el azúcar que se agrega.
Por lo tanto, no puede ser indiferente la concentración inicial del sulfato de
cobre en la mezcla de partes iguales de solución cúprica y tartárica empleada.
Influencia de la temperatura y de la presión atmosférica
Operando en iguales condiciones experimentales, si se aumenta la
temperatura a la cual se lleva a cabo la reacción, se produce una disminución
del gasto de solución de azúcar. En este sentido cabe destacar que la mayor
reducción tiene lugar a la temperatura de ebullición de la mezcla de azúcar y
reactivo, pero el gasto de solución aumenta rápidamente cuando la
temperatura desciende por debajo de este punto de ebullición.
Ahora bien, cuando la reacción tiene lugar en estas condiciones, todo
aumento de presión atmosférica se traducirá en un aumento del poder reductor
de la solución de azúcar, porque es afectado el punto de ebullición. Sin
embargo, la influencia de la presión no es muy grande, pues varía muy poco.
Influencia del tiempo de calentamiento
A mayor tiempo de calentamiento, para las demás condiciones
experimentales iguales, los azúcares expresan mayor poder reductor.
Influencia de la alcalinidad
Un aumento en la alcalinidad aumenta la velocidad de la reacción. Otro
aspecto a tener en cuenta es la acción del CO2 atmosférico que, al carbonatar
las soluciones, disminuye a alcalinidad de las mismas, y disminuye entonces el
poder reductor de los azúcares.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
Superficie que presenta la solución durante la reacción
La influencia de este factor es de menos cuantía que la de los anteriores,
pero en ciertos casos extremos debe ser tenida en cuenta. En efecto, cuando
se calienta la mezcla de reactivo y azúcar en un vaso que ofrece gran
superficie de contacto con el aire, el Cu2O formado se pierde en parte por
oxidación y redisolución en medio alcalino. (El uso de matraz Erlenmeyer en los
métodos de ebullición elimina este error, pues el escape continuo de vapor
arrastra el aire).
REPRODUCIBILIDAD DEL PODER REDUCTOR
Todos los métodos que utilizan soluciones cupri-alcalinas tienen como
inconveniente que el poder reductor de un azúcar no es una constante. Es
decir la reacción entre el Cu2+ y el azúcar no es estequiométrica, ya que la
cantidad de Cu2+ que pueda reducir un gramo de azúcar no es siempre la
misma, sino que depende de las condiciones en las cuales se realiza esta
reducción.
Por lo tanto si se quiere utilizar el poder reductor de los azúcares como
método de determinación de azúcares, se debe estandarizar el método de
forma tal de fijar todas las variables para que el poder reductor se mantenga
constante (o lo que es lo mismo, como la reacción no es estequiométrica,
ajustar las condiciones que hacen que la reacción sea reproducible, para que
se comporte como estequiométrica)
Luego de ajustar esas variables se debe realizar una calibración del
método. Esa calibración va a ser diferente para cada técnica, y puede
expresarse en la forma de curva de calibración o en forma de tablas de
calibración como por ejemplo las tablas de Lane y Eynon.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
Técnica de Lane y Eynon
INTRODUCCIÓN
En esta técnica se determina la cantidad de azúcar que reduce
completamente un volumen dado de licor de Fehling. Para comprobar la
reducción completa del cobre del reactivo, se utiliza azul de metileno,
basándose en la propiedad que tiene este indicador de decolorarse en
presencia de un azúcar reductor en solución alcalina en ebullición.
Para proceder en la determinación, se prepara una solución de la
sustancia en examen que contenga de 1 a 3 g/L del azúcar reductor a
determinar. Se añade sobre la solución de Fehling y desde la bureta un
volumen de solución de azúcar algo inferior al necesario para la decoloración
completa, se lleva a ebullición, manteniéndola así durante el lapso de tiempo
prescrito para cada azúcar. Luego se añaden dos o tres gotas de azul de
metileno al 1%, y manteniendo siempre en ebullición el líquido, se deja caer
sobre él más solución de azúcar hasta desaparecer el color azul, lo cual debe
lograrse en no más de tres minutos, en este punto la reducción es completa.
Para estimar el volumen de solución azucarada necesario para reducir
completamente la cantidad de licor de Fehling empleada, se realiza
previamente una valoración aproximada.
TABLAS DE LANE Y EYNON
Dado que el poder reductor de un azúcar varía con la concentración del
mismo, Lane y Eynon prepararon tablas que contemplan este hecho. Esas
tablas sólo se pueden usar cuando la valoración se practique siguiendo
estrictamente el ‘modus operandi’ indicado por los autores.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
ESTANDARIZACIÓN DEL MÉTODO
Al ser imposible trabajar exactamente en las mismas condiciones en las
que trabajaron Lane y Eynon cuando construyeron las tablas, lo que va a hacer
cada operador es fijar sus propias condiciones experimentales para asegurar la
reproducibilidad de la reacción, y puede utilizar las tablas en forma tentativa,
para luego, con una solución patrón de glucosa, calcular su ‘factor
experimental’.
Las variables se fijan de la siguiente manera:
I. TIPO DE AZUCAR: se realiza la calibración con el mismo azúcar del
problema.
II. CANTIDAD DE ION CÚPRICO: se agrega la solución A con pipeta
aforada.
III. TEMPERATURA: se trabaja a ebullición, que es la forma más sencilla de
mantener constante la temperatura de reacción de un medio líquido.
IV. TIEMPO DE CALENTAMIENTO: se regula estandarizando las
condiciones y/o la velocidad de agregado de azúcar.
V. ALCALINIDAD: se asegura agregando un exceso adecuado de base.
VI. SUERFICIE EXPUESTA: se utilizan siempre matraces Erlenmeyer de
250 mL.
CALIBRACIÓN DEL MÉTODO
La calibración de puede realizar de diferentes maneras:
Utilización de una curva de calibración
Como en esta técnica la propiedad medida es el gasto de solución de
azúcar, la curva se construye graficando la concentración de azúcar reductor
en abscisas, y el inverso del gasto en ordenadas.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
Utilización del factor experimental
Este Factor se determina a partir de una única solución patrón del
azúcar, cuya concentración debe ser lo más cercana posible a la concentración
de la solución problema.
En una curva de calibración de concentración en función del inverso del
gasto, la pendiente en cada punto representa el valor del factor F. Por lo tanto,
si el punto de la curva correspondiente a la solución problema está lo
suficientemente próximo a aquel correspondiente a la solución patrón, es
posible aproximar la curva que une dichos puntos a una recta, y por lo tanto, la
pendiente en ambos puntos es la misma.
En otras palabras en factor determinado a partir de la solución patrón es
igual al factor correspondiente a la solución problema, siempre que los valores
del gasto (o gasto-1), y por lo tanto las concentraciones de ambas soluciones,
sean lo suficientemente próximos. Se considera que los gastos son
convenientemente cercanos cuando difieren en menos de 1 mL.
Una vez calculado el factor experimental, se calcula la concentración de
la solución problema mediante la expresión: C = F / G
METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
MATERIALES EQUIPOS Y REACTIVOS
Reactivos:
Solución de Fehling A1 (CuSO4.5H2O I-201)
Solución de Fehling B2 (KNaC4H4O6•4H2O I-561, NaOH)
Azul de metileno al 1%3
1 Preparación: Pesar de forma exacta aproximadamente 17,3g de CuSO4.5H2O y llevar a 250mL con agua destilada.2 Preparación: Pesar 86,5g de KNaC4H4O6•4H2O y 25g de NaOH y llevar a 250mL con agua destilada. 3 Preparación: Pesar aproximadamente 0,1g de azul de metileno y disolver en 10mL de agua.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
Patrón de glucosa4
Solución problema: SALUS naranja sin gas
Solución problema: Jugo natural de naranja
Materiales y equipos
Balanza auxiliar y analítica
Bureta de 50 mL
Matraces aforados de 25 mL, 250 mL y 500 mL
Matraces Erlenmeyer de 250 mL
Pipetas aforadas de 10 mL y 25 mL
Vasos de Bohemia
Embudo
Mechero
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
A) Solución problema: SALUS naranja sin gas
Preparación de la muestraRealizar una toma de 25 mL del jugo SALUS de naranja y trasvasar a un
matraz de 500 mL. Llevar a volumen con agua destilada.
Preparación del patrón glucosa Pesar aproximadamente de forma exacta 1 g de glucosa y llevar a 500
mL con agua destilada.
Estandarización de la solución de FehlingColocar 5 mL de la solución A y 5 mL de la solución B en un matraz de
250 mL.
En una bureta de 50 mL colocar la solución patrón de glucosa.
Dejar caer desde la bureta aproximadamente 10 mL y llevar a ebullición.
Agregar 5 gotas del indicador.
4 Conservar en estufa a 105°C. Antes de utilizar, retirar y almacenar en desecador.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
Continuar agregando solución desde la bureta a un ritmo de 0,25 mL
cada 15 segundos hasta que desaparezca el color azul.
Con el gasto de la solución de glucosa calcular el factor F.
Valoración previa aproximadaColocar 5 mL de la solución A y 5 mL de la solución B en un matraz de
250 mL.
En una bureta de 50 mL colocar la solución problema.
Dejar caer desde la bureta aproximadamente 10 mL y llevar a ebullición.
Agregar 5 gotas del indicador.
Continuar agregando solución desde la bureta a un ritmo de 1 mL cada
15 segundos hasta que desaparezca el color azul.
Valoración exactaColocar 5 mL de la solución A y 5 mL de la solución B en un matraz de
250 mL.
En una bureta de 50 mL colocar la solución problema.
Dejar caer desde la bureta aproximadamente 10 mL y llevar a ebullición.
Agregar 5 gotas del indicador.
Continuar agregando solución desde la bureta a un ritmo de 0,25 mL
cada 15 segundos hasta que desaparezca el color azul.
La diferencia entre el gasto del patrón y la solución problema no puede
ser mayor a 1, ya que no podemos suponer linealidad en la curva de
calibración.
Con el factor hallado para el patrón de glucosa y los gastos de la
solución problema, calcular la concentración de azúcares reductores en la
disolución.
Calcular la concentración de azucares reductores en la solución
problema.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
B) Solución problema: Jugo natural de naranja
Preparación de la muestra de jugo natural de naranjaA los efectos prácticos podemos considerar densidad igual a 1, por lo
que se realiza una toma de 25 mL de jugo natural, se trasvasa a un matraz de
500 mL y se lleva a volumen con agua destilada.
Preparación del patrón de glucosaPesar aproximadamente de forma exacta 1,1 g de glucosa, trasvasar a
un matraz de 500 mL y llevar a volumen con agua destilada.
Proceder de igual manera que para la solución de jugo SALUS.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
RESULTADOS
A) Solución de SALUS naranja:
Factor F (mg) Concentración (g/100 mL)
44,05184 0,187660305
44,44516 0,186868489
44,2485 0,186868489
44,44516 0,189264239
44,2485 0,18845886
F promedio= 44.287832mg
Promedio de las concentraciones: 0.187824077g/100mL
Concentración de azúcares reductores en refresco: 3,76g/100mL.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
B) Solución de jugo natural de naranja:
Factor F (mg) Concentración(g/100 mL)
43,29696 0,224807876
43,29696 0,226568773
43,5092 0,217483308
43,72144 0,22597875
42,66024 0,2169396
43,5092 0,214261333
43,72144 0,22597875
F promedio: 43,38792
Promedio de las concentraciones: 0,221716913 g/100 mL
Concentración de azúcares reductores en el jugo natural de naranja:
4,43 g/100 mL
DISCUSIÓN
Según la etiqueta del refresco SALUS, su contenido de azúcares es de 4
g/100 mL. Según nuestro análisis el contenido de azúcares reductores es de
aproximadamente 3,76 g/100 mL, el cual está dentro de los valores esperados.
Según datos bibliográficos el jugo de naranja tiene una concentración de
carbohidratos de alrededor de 10.4 g/100 mL dentro de los cuales se incluye
azúcares y fibra. Debe señalarse que este valor es variable, dependiendo de
múltiple factores (tiempo de maduración y especie de la naranja, etc.). En este
caso obtuvimos un resultado experimental de 4.43g/100mL, esta variación se
puede explicar con lo antedicho.
Obtuvimos una mayor concentración de azúcares reductores en el jugo
natural de naranja que en el refresco SALUS, lo cual coincide con lo esperado
según los datos bibliográficos.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
CONCLUSIONES
El método de Lane Eynon es adecuado para los fines propuestos ya que
obtuvimos los resultados esperados.
RECOMENDACIONES
Una de las desventajas que tiene este método es el gran tiempo que se
insume en realizar cada valoración, por lo cual, no fue factible hacer más de
una réplica genuina. Como consecuencia, los resultados del trabajo no serán
expresados con incertidumbre, para ello se debería tener al menos dos réplicas
genuinas. Igualmente sería recomendable hacer un mínimo de cinco réplicas
para tener una incertidumbre menor.
Realizar una hidrólisis previa para asegurarse que todos los azúcares
presentes sean reductores.
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
BIBLIOGRAFÍA
BrowneC.A. y Zerban F.W. – “Phisical and Chemical Methods or Sugar
Analysis” – 3° EDICIÓN – JOHN EILEY & SONS – New York – 1955
Cano Marota C.R. y PenaC.- “Dosificación de azúcares en escala semi-
micro”- pR vol V, Nos 1 -3, año XLV – A.E.Q.
Villavecchia, Víctor – “Tratado de Química Analítica Aplicada” TOMO II,
Capitulo II – Editorial Gustavo Gili S.A. – Barcelona – 1944
Cátedra de Química Analítica Cuantitativa – “Manual de Prácticos” –
TOMO II.
Romero L.P.- “Método Polarimétrico de dosificación” – Ph-A.E.Q. N|3 –
Agosto – Setiembre 1949.
http://www.salus.com.uy/#/productos/4
http://www.dietaynutricion.net/informacion-nutricional-de/zumo-de-
naranja/
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
ANEXO A
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
A) Solución de jugo SALUS de naranja
Patrón:
Masa de glucosa
(g)
Volumen de solución
(mL)
Concentración de glucosa en solución de jugo (g /100mL)
Concentración(g/L)
0,9833 500 0,19666 1,9666
Gasto de Glucosa (mL)
22,40
22,60
22,50
22,60
22,50
Muestra problema:
Volumen de toma (mL) Volumen de solución (mL)
25,00 500
Gasto de solución de Salus (mL)
23,60
23,70
23,70
23,40
23,50
16
Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
B) Solución de jugo natural de naranja
Patrón:
Masa (g)Volumen de
solución (mL)Concentración de glucosa en solución de jugo (g/100 mL)
Concentración (g/L)
1,0612 500 0,21224 2,1224
Gasto de Glucosa (mL)
20,40
20,40
20,50
20,60
20,10
20,50
20,60
Muestra problema
Volumen de toma (mL) Volumen de solución (mL)
25,00 500
Gasto de solución de jugo natural de naranja (mL)
19,30
19,15
19,95
19,20
20,00
20,25
19,20
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Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
ANEXO B
18
Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
A) Solución de jugo SALUS de naranja
- Patrón
[ ]=masaGlucosa(g)
volumens oluci ón(L)
[ ]=0,9833g0,500 L
=1,9666 gL
F=[] .Gasto
Gasto de solución de Glucosa (mL)
Factor F (mg)
22,4 44,05184
22,6 44,44516
22,5 44,2485
22,6 44,44516
22,5 44,2485
F=¿ ∑ Fin
, n=5
F=44,287832mg
- Concentración de la solución de jugo SALUS
[ g/100mL ]= F (mg)gasto (mL )∗10
19
Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
Gasto de solución de jugo SALUS (mL)
Concentración (g/100 mL)
23,6 0,187660305
23,7 0,186868489
23,7 0,186868489
23,4 0,189264239
23,5 0,18845886
[ g/100mL ]=∑C in
, n=5
[ g/100mL ]=0,187824077
CD∗V D=CC∗V CC c=3,756481532g /100mL
B) Solución de jugo natural de naranja
- Patrón
[ ]=1,0612g0,500 L
=2,1224 gL
Gasto de solución de Glucosa (mL)
Factor F (mg)
20,40 43,29696
20,40 43,29696
20,50 43,5092
20,60 43,72144
20,10 42,66024
20,50 43,5092
20,60 43,72144
20
Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
F=43,38792mg
- Concentración de la solución de jugo natural de naranja
Gasto de solución de jugo natural de naranja (mL)
Concentración (g/100mL)
19,30 0,224807876
19,15 0,226568773
19,95 0,217483308
19,20 0,22597875
20,00 0,2169396
20,25 0,214261333
19,20 0,22597875
[ g/100mL ]=0,221716913g /100mL
Cálculo de densidad de jugo natural de naranja
d= masa(g)volumen(mL)
d=25,8886 g25,00mL
=1,035544 gmL
A efectos prácticos tomaremos la densidad igual a 1.
CD∗V D=CC∗V C
C c=4,434338257 g/100mL
21
Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
ANEXO C
22
Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
Ilustración 1. Información nutricional de Salus Naranja
Ilustración 2. Información nutricional de Jugo Natural de Naranja
23
Determinación de azúcares reductores por el método de Lane Eynon
ÍNDICE
Objetivos 1
Introducción 1-8
Metodología experimental 8-11
Resultados y discusión 11-13
Conclusiones 13
Recomendaciones 13
Bibliografía 14
Anexo A 15-17
Anexo B 18-21
Anexo C 22-23
24