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08/12/2011

DETERMINACIÓN DE CENIZAS

• Cuando los alimentos son tratados térmicamente a temperaturas entre 500 y 600°C: – El agua y otros constituyentes volátiles son expulsados como vapores – Los constituyentes orgánicos son transformados en presencia del oxígeno del aire en dióxido de carbono (CO2) y óxido de nitrógeno (NO2) mientras el hidrógeno es expulsado en forma de vapor de agua

• La determinación de cenizas permite detectar posibles contaminaciones metálicas en los alimentos, las cuales pueden ocurrir durante el proceso de producción, si parte de los metales de la maquinaria empleada pasan al producto, o durante el almacenamiento de los productos enlatados, en los cuales los componentes de la hojalata pueden contaminar el producto como consecuencia de procesos oxidativos o contaminación con microorganismos productores de ácidos que ataquen el envase durante el almacenamiento. • En otros productos terminados tales cono el azúcar, el almidón o la gelatina, por solo citar algunos ejemplos, la presencia de cenizas es cuestionable por lo que su presencia en estos productos es también indicativa de posibles adulteraciones.

• En el análisis de los alimentos, las cenizas se definen como el residuo inorgánico que se obtiene al incinerar la materia orgánica en un producto cualquiera.

• Los minerales constituyentes (cenizas) permanecen en el residuo en forma de: – Óxidos, sulfatos, fosfatos, silicatos y cloruros, dependiendo de condiciones de incineración y la composición del producto analizado. – La determinación del contenido de cenizas en los alimentos es por tanto un indicador del contenido total de minerales y materia inorgánica, microelementos que cumplen funciones metabólicas importantes en el organismo.

• El procedimiento para determinación de cenizas consiste en incinerar una porción pesada del alimento en un crisol de porcelana o platino (resistente a altas temperaturas) utilizando una mufla a temperaturas entre 500 y 600°C durante 24 horas aprox. • El análisis se da por terminado cuando el residuo esté libre de partículas carbonosas (de color negro) y las cenizas presenten un color blanco o gris uniforme, ocasionalmente pueden ser rojizas o verdosas. • Entonces, el crisol con las cenizas se enfría en desecadora y se pesa en balanza analítica hasta peso constante.

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• Un esquema de este proceso se muestra a continuación.

• Los resultados se expresan en % según:

• Las temperaturas de incineración empleadas, de forma análoga a la determinación de humedad, dependen del tipo de alimento a analizar, pero rara vez superan los 600°C. • Se plantea que si se alcanza rápidamente una temperatura de 650°C: – El cloruro de sodio y de potasio son volatilizados – El carbonato de calcio es convertido en óxido – Los fosfatos alcalinos se funden protegiendo a las proteínas y evitando que toda la materia orgánica pase a dióxido de carbono.

Donde b masa (g) de la muestra tomada para el análisis.

Tabla N°1: Temperaturas de incineración de algunos grupos de alimentos

DETERMINACIÓN DE CENIZAS • CENIZA BRUTA: Sustancias minerales del alimento , partículas de carbón procedentes de una combustión incompleta, impurezas del alimento (arena, arcilla). • CENIZA LIMPIA: es la diferencia entre ceniza bruta y contenido en carbón e impurezas.

Precauciones durante el proceso de preparación de la muestra y durante la manipulación de las cenizas •

Con el objetivo de minimizar los errores y obtener resultados confiables.

1. Al homogenizar productos sólidos en morteros de porcelana se debe cuidar que el producto no se contamine con el material del mortero. 2. Alimentos con altos contenidos de humedad como la leche, los jugos y néctares de frutas, vinos, etc, deben ser sometidos, luego de medida la porción de ensayo, a un previo presecado en estufa con el objetivo de concentrar los solutos. 3. Alimentos con altos contenidos de azúcares y/o grasas deben ser flameados previamente bajo la llama de un mechero hasta que el material comience a carbonarse. Esta operación evita que durante la posterior incineración en la mufla, parte de la muestra se proyecte fuera del crisol por excesivo espumeo, en el caso de los azúcares, o crepitaciones producidas por el alto contenido lipídico. 4. Para productos de incineración dificultosa, como por ejemplo los productos cárnicos, pueden añadirse sustancias que aceleren y faciliten el proceso de incineración, tales como HNO3, mezcla glicerina-etanol, entre otros. En este caso es necesario realizar un ensayo en blanco, incinerando bajo idénticas condiciones la misma cantidad de la sustancia empleada para facilitar la incineración. 5. Todas las manipulaciones de las cenizas finalmente obtenidas deben realizarse lo más rápidamente posible, para evitar que las mismas absorban humedad ambiental.

Determinación de cenizas solubles en ácido (contenido de arena) • Algunos alimentos llevan adheridas impurezas (arena/tierra). • Estas impurezas deben esperarse en productos que crecen cerca del suelo como verduras (espinacas), setas y similares, tbn en conservas de tomate. • Como la arena por lo general no esta repartida homogéneamente, cuando se hagan varias determinaciones aparecerán desviaciones considerables en los resultados.

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Determinación de cenizas solubles en ácido (contenido de arena)

Determinación de la alcalinidad de las cenizas

• El residuo de la muestra obtenido por incineración a 550 °C se trata con ácido mineral diluido. • La fracción insoluble se calcula por diferencia de peso tras su filtración y nueva incineración. • Este residuo se denomina contenido en arena (dióxido de silicio)

Determinación de cenizas en aceites y grasas comestibles • Principio: Las cenizas representan el residuo mineral de las materias grasas, previamente filtradas. Su % no debe añadirse al de las impurezas insolubles en un disolvente, para evitar que ciertos elementos sean considerados dos veces. Ahora bien, como continuación a la dosificación de las impurezas, se puede llegar a dosificar las cenizas sobre la materia grasa purificada después de la expulsión del disolvente. En tal caso el % de cenizas se añade al de impurezas.

• Procedimiento: Pesar exactamente, con una aproximación de 0.0001 g, alrededor de 10 g de materia grasa en la cápsula, previamente tarada. Calentar hasta el punto de inflamación y dejar arder a la sustancia espontáneamente, calcinar moderadamente hasta la obtención de un residuo que no emita mas vapores, tomar el residuo con agua destilada, filtrar con la ayuda eventual de una ligera corriente de oxigeno o con algunas gotas de peroxido de hidrógeno 30% m-V, dejar enfriar la cápsula, verter cuantitativamente el filtrado anterior, evaporar a sequedad en baño de agua. Después incinerar, aproximadamente a 400ºC y pesar. Si fuera necesario se pueden recarbonatar las cenizas con carbonato de amonio , o agua saturada de ácido carbónico.

Determinación de cenizas en productos cárnicos • La carne constituye obviamente la materia prima fundamental de los productos cárnicos. Ella contiene entre otros constituyentes una cantidad relativamente apreciable de minerales como el hierro y el potasio, que poseen un determinado interés desde el punto de vista nutricional.

• Las sustancias minerales del tejido muscular forman parte de la composición de los elementos estructurales de la fibra muscular e intervienen en muchos procesos de intercambio intra e intercelulares. Participan además en la formación de sistemas buffer, particularmente, los iones fosfato y bicarbonato. • Las sustancias minerales influyen en el estado de las proteínas intracelulares del tejido muscular, particularmente en su solubilidad y grado de hidratación.

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• Entre los elementos minerales que entran en la composición de las carnes frescas se encuentran mayoritariamente Na+, K+, Ca+2, Mg+2. Estos elementos participan en el mantenimiento de la tensión osmótica y del equilibrio electrolítico intra e intercelulares. • El Na+ se encuentra fundamentalmente en los espacios intercelulares, mientras que una parte significativa del K+ y del Ca+2 se encuentra unida a las proteínas. • Importante función cumplen el K+, Ca+2 y Mg+2 en los procesos de contracción–relajación en vida del animal y en algunas importantes etapas de los procesos posteriores al sacrificio, durante la obtención de las carnes. Otros elementos minerales presentes en las carnes son el Fe+2, Zn+2, Cu+2, Co+2 y Ni+2

• Entre los elementos minerales de la carne y los productos cárnicos especial significado desde el punto de vista nutricional tiene la presencia de Fe+2. • El Fe+2 presente en el tejido muscular se encuentra unido a una importante proteína cárnica: la mioglobina y se considera como Fe+2 orgánico, el cual resulta de mejor asimilación por el organismo en comparación con el Fe+2 inorgánico presente en forma de sales ferrosas en otros alimentos contentivos de este mineral, por lo que las carnes constituyen una fuente excelente de este mineral, incluso para casos de anemia por deficiencia de Fe+2

Determinación de cenizas en leche. • •

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El contenido de cenizas de la carne y los productos cárnicos se relaciona fundamentalmente, con el contenido de minerales aportado por las materias primas cárnicas y por la sal común añadida. El desarrollo tecnológico ha llevado a la incorporación de nuevas fuentes proteicas en los productos cárnicos, las cuales en ocasiones poseen un contenido de minerales superior al de la carne y/o diferente en composición. En los procesos de elaboración de productos cárnicos como pueden ser los de la línea del curado en piezas (jamones, lomo, paletas) y los embutidos (salchichas, jamonadas, mortadellas, salchichones, chorizos y otros) por sólo mencionar algunos, son utilizados gran cantidad y variedad de ingredientes que modifican la composición mineral de la materia prima original. Ejemplo es muy frecuente el empleo de carne deshuesada mecánicamente en la elaboración de los productos de pasta fina (salchichas por ejemplo)., poseen un contenido de minerales, fundamentalmente calcio, proveniente de los huesos a los que están adheridas, que le incorpora un sabor particular a los productos en los que se añade.

• Los minerales presentes en la leche, se encuentran en forma de sales de calcio, magnesio, sodio y potasio. Estas sales pueden ser fosfatos, citratos y cloruros. El contenido de cenizas es un valor analítico indicativo de la cantidad de materia no combustible en la leche y da una idea del contenido de minerales totales, pero no puede indicar cómo están estos minerales distribuidos en la leche. Los niveles de cenizas en la leche son de aproximadamente 0,7% y un valor mucho más alto constituye un indicativo de condiciones anormales en la glándula secretora. El % de sales y los componentes en las cenizas, varían con los factores usuales: raza, alimentación,

Determinación de cenizas en cereales. • •

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Los cereales son fuente importante de algunos minerales, los que se encuentran fundamentalmente en las capas externas del grano (pericarpio y capas de aleurona) y en el germen. La composición mineral de los cereales refleja que son una fuente deficiente de calcio y que el fósforo es el que se encuentra en mayores cantidades como ácido fítico, el que posee baja biodisponibilidad y presenta la propiedad de asociar algunos minerales, por lo que es considerado como un tóxico natural, no obstante, existen fitasas en los granos, que en determinadas condiciones pueden lograr la hidrólisis de dicho ácido. Sirve para indicar el grado de extracción de la harina de trigo analizada. Mientras menor sea el % de cenizas en el resultado del análisis, inferior será la contaminación de salvado y germen en esa harina. Hay que recordar que el endospermo del grano contiene un 0,3 % aproximadamente de cenizas, sin embargo éstas alcanzan la cifra del 9 % en la cáscara, de aquí que el % de cenizas de una harina sea una señal de perfección con que se realizó el proceso de molienda.

Determinación de cenizas en cerveza. •

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La cerveza es una bebida alcohólica muy antigua, desarrollada por los pueblos de los imperios mesopotámicos y por los egipcios, resultado de fermentar los cereales germinados en agua, en presencia de levadura. Aunque existen en el mercado cervezas de trigo, mijo y arroz, la más habitual es la obtenida a partir de la fermentación de la cebada. Una vez embebida de agua, la cebada se deja germinar a fin de que el almidón se convierta en azúcar soluble. Una vez conseguido este proceso, se seca y se tuesta más o menos, según se quiera obtener una cerveza pálida, dorada o negra. Para conseguir ese paladar amargo que caracteriza a la cerveza, se le añade lúpulo o, más exactamente, su flor, un cono de pétalos dorados que contiene resinas y aceites aromáticos. Para conseguir la mezcla de ambos sabores, se añade el lúpulo durante el proceso de ebullición de la cerveza, en las tinas de cobre, al tiempo que también se adiciona el azúcar. Sin la presencia del lúpulo, la masa en ebullición o Wort podría utilizarse para la destilación de whisky. Si la cerveza tiene mucho gas carbónico, ya sea natural o añadido, se denomina "Lager". La "Stout" es oscura y densa, algo dulzona, característica de Irlanda e Inglaterra. La "Bock" es densa y guarda algo de aroma de las levaduras. La cerveza clara es una clase inglesa, suave, endulzada y con intenso sabor a lúpulo. La cerveza contiene más de 30 minerales entre elementos trazas, la mayoría de éstos se originan en la cebada malteada. Un litro de cerveza satisface casi la mitad de las necesidades diarias de magnesio de un adulto, y un 40% y 20% respectivamente de las necesidades diarias de fósforo y potasio. Su alto contenido en potasio unido al bajo contenido de sodio la convierte en un excelente diurético; así mismo, al ser baja en calcio y rica en magnesio, tiene valores preventivos contra todo tipo de enfermedades del corazón y contra la formación de cálculos y piedras en las vías urinarias

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