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• Liliana Huamaní

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Análisis de Alimentos

Minerales en Alimentos

Laboratorio 07

I.

OBJETIVO -

II.

DETERMINACIÓN DE HIERRO (A.O.A.C. 1998.method 944.02)

Cuantificar la cantidad de hierro en harinas, pan, etc.

FUNDAMENTO

La ortofenantrolina reacciona con el Fe2+, originando un complejo de color rojo característico (ferroína) que absorbe notablemente en las regiones del espectro visible de alrededor de 505 nm. El Fe3+ no presenta absorción a esa longitud de onda y debe ser reducido a Fe2+ mediante un agente reductor apropiado, como la hidroxilamina, (en forma de clorato para incrementar su solubilidad) (Boumans et al., 1997). Un método excelente y muy sensible para la determinación del hierro se basa en la formación de un complejo rojo-naranja de hierro (II) con o-fenantrolina. La ofenantrolina es una base débil; en disolución ácida, la principal especie es el ión fenantrolina PhH +. Reducción de Fe3+ a Fe2+ La reducción cuantitativa de Fe3+ a Fe2+ ocurre en pocos minutos en un medio ácido (pH 3-4) de acuerdo a la siguiente ecuación:

4Fe3  2NH2OH  4Fe2  N 2O  4H   H 2O Hidroxilamina Complejación Después de la reducción del Fe3+ a Fe2+, se da la formación de un complejo con la adición de ortofenantrolina. En un medio acido la ortofenantrolina se encuentra en su forma protonada como ion 1,1 0-fenantrolin (FenH+). La reacción de complejación puede ser descrita por la siguiente ecuación: (La estructura química del complejo se muestra en la Figura 1)

Fe 2  3FenH   4Fe(Fen)3  3H  3

O-fenaltrolina

color rojo característico (ferroína)

Figura 1: Estructura química de la ferroína. Consiste en 3 moléculas de OP (ortofenantrolina) alrededor de un átomo central de Fe. Los átomos de carbono de la ferroína están representados con sombras grises. Los átomos de N están representados en blanco. Alberto Luis Huamaní Huamaní

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III.

Minerales en Alimentos

MATERIALES Y METODOS

2.1 Materiales -

Fiola de 1 L (1) Fiola de 500 mL (1) Fiola de 100 mL (10) Fiola de 25 mL (10) Pipeta de 1 mL, 5 mL, 10 mL (1 c/u) Crisoles de porcelana (10) Probeta de 10 mL Bombilla de extracción (1) Vaso de 150 ml (10) Luna de reloj

2.2 Equipos -

Espectrofotómetro Balanza analítica Muffla Baño maría Cocinilla de calentamiento Cabina de extracción

2.3 Reactivos a) Solución de o-fenantrolina.- Disolver 0,1 g de o- fenantrolina en 80 ml de agua a 80°C, enfriar y enrazar a 100 mL en una fiola de 100 mL. Guardar en frasco oscuro en refrigeración por una semana como máximo. b) Solución estándar de hierro. Disolver 3,512 g de Fe(NH4)2(SO4)2. 6H2O en agua, adicionar 2 gotas de HCl concentrado, y enrazar a 500 mL en una fiola de 500 mL. Diluir 10 mL de esta solución a 1 Litro. Calculations: Formula: Fe.(NH4)2.(SO4)2.6H2O Molar Mass: 392.118 g/mol Percent composition (by mass): Element count Atom Mass %(by mass) Fe 1 55.84 14.24% c) Solución de clorhidrato de hidroxilamina (H2NOH.HCl).- disolver 10 g de (H2NOH.HCl) en agua en una fiola de 100 mL. d) Solución buffer acetato.- Disolver 8,3 g de NaC2H3O2 anhidro (previamente secado a 100°C) en agua, adicionar 12 mL de ácido acético y diluir a 100 mL con agua. e)

Solución de acetato de sodio. 2M.- Disolver 272 g de NaC2H3O2.3H2O en agua y llevar a 1 Litro en una fiola.

f)

Solución buffer, pH 3,5.- Disolver 6,4 mL de solución 2M de NaC2H3O2, y 93,6 mL de 2M de HC2H3O2 (120 g/L) a 1 litro con agua.

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2.4

Minerales en Alimentos

Preparación de curva estandar Construcción De curva estándar con 10 puntos más cero.

1.

Preparar soluciones conteniendo: 0, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 y 45 mL respectivamente a partir de la solución standar final (Figura 2).

2. 3.

Agregar 2 mL de HCl y llevar a 100 mL con agua en una fiola de 100 mL a cada solución. Tomar 10 mL de cada uno de las soluciones en fiolas de 25 mL, agregar 1 mL de H2NOH.HCl, dejar reposar por 5 minutos y luego adicionar 5 mL de buffer acetato, 1 mL de O- fenantrolina y luego enrazar a 25 mL con agua.

4.

Leer la Absorvancia a 510 nm.

5.

Construir la curva patrón (Abs vs mg de Fe/ 25 mL)

6.

Hacer la regresión lineal por los puntos pasando por el origen y hallar la ecuación matemática

A partir de 3512 mg de Fe(NH4)2(SO4)2. 6H2O = 500.13 mg Fe

Fe=

55.84 X X= Fe mg 500 10 10

2 mL 0.02 mg 10 mL mg/10 mL 0.002 mL mg/25 25 mL Abs 0.002 0.023

5 0.05 10 0.005 25 0.005 0.042

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Fe(NH4)2.6H2O Fe(NH4)2.6H2O 0.5001303 Solucion 500 10 1000 mL

392.118 3.512

10 0.1 10 0.010 25 0.010 0.081

15 0.15 10 0.015 25 0.015 0.138

20 0.2 10 0.020 25 0.020 0.185

25 0.25 10 0.025 25 0.025 0.229

30 0.3 10 0.030 25 0.030 0.278

40 0.4 10 0.040 25 0.040 0.40

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45 0.45 10 0.045 25 0.045 0.46

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2.5

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Determinación de Fe en muestra

1.

Pesar 5 g de muestra en crisoles de porcelana o platino.

2.

Llevar a incineración en mufla a 600°C hasta color blanco plomizo (2 horas o más).

3. 4.

Enfriar y retirar el crisol de la mufla. Adicionar 2 mL HCl concentrado, permitir que el ácido cubra la porción de la ceniza

5.

Evaporar hasta secar en baño maría, tapando en una de luna de reloj.

6.

Disolver el residuo por adición de 1 mL de HCl, 3 mL de agua medida precisa, disolver con una varilla de vidrio y calentar 5 minutos.

7.

Transferir lavando la luna de reloj a una fiola de 100 mL y diluir el residuo a 100 mL con agua. (si es necesario disolver las partículas visibles en el residuo de la solución).

8.

Luego filtrar el residuo si es necesario la solución a través de papel filtro y descartar los primeros 15 – 20 mL del filtrado.

9.

Pipetear 10 mL de la alícuota en una fiola de 25 mL.

10.

Adicionar 1 mL de solución clorhidrato de hidroxilamina reposar por 5 minutos

11.

Adicionar 5 mL de solución buffer (f) y 1 mL de O- fenantrolina (a) y diluir hasta el volumen de 25 mL enrazándolo con agua.

12.

Leer la absorvancia en un espectrofotómetro a 510 nm.

13. 14.

Determinar la concentración de hierro en el gráfico ó en la ecuación de regresión lineal obtenida en el gráfico. Calcular Fe en la harina como mg/ 100g.

IV.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

V.

CONCLUSIONES

VI.

H2NOH.HCl(d),

BIBLIOGRAFÍA 

MÉTODOS OF ANALYSIS OF THE AOAC. 1998.13 th ed. Washington, D.C. the Association

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5 g de muestra

Encinera a 600°C Ceniza fría 5 mL HCl

Evaporar en B.M. hasta secar 2 mL de HCl

Calentar 5 minutos sobre baño de vapor tapando en una de luna de reloj

Trasnferir a una fiola de 100 mL Enrazar con agua

100 mL

Filtrar y eliminar los 10 - 15ml primeros filtrados Filtrado Pipetear 10 mL de la alícuota en una fiola de 25 mL

25 mL

Adicionar 1 mL de solución H2NOH.HCl, reposar por 5 minutos Adicionar 5 mL de solución buffer (f) y 1 mL de O- fenantrolina (a) Enrazar con agua hasta 25 mL Leer la absorvancia en un espectrofotómetro a 510 nm.

Figura 1: Flujo para cuantificación de hierro en la muestra

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Minerales en Alimentos 2 gotas de HCl,

3,512 g de Fe(NH4)2(SO4)2. 6H2O

Fe = 0,50155 g 500 mL

Enrazar a 500 mL con agua

Tomar 10 mL

agua

1 Litro

2 mL

5 mL

+ 2 mL HCl

10 mL

+ 2 mL HCl

Agua

Agua

100 mL

10mL + 1 mL H2NOH.HCl

20 mL

+ 2 mL HCl

100 mL

25 mL

+ 2 mL HCl

Agua

Agua

100 mL

10 mL + 1 mL H2NOH.HCl

15 mL

+ 2 mL HCl

100 mL

30 mL

+ 2 mL HCl

35 mL

+ 2 mL HCl

40 mL

+ 2 mL HCl

Agua

Agua

Agua

100 mL

100 mL

100 mL

45 mL

+ 2 mL HCl

Agua

+ 2 mL HCl

Agua

100 mL

Agua

100 mL

100 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

10 mL

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

+ 1 mL H2NOH.HCl

25 mL 25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

25 mL

Reposar 5 minutos

Adicionar a cada uno 5 mL de buffer acetato Adicionar 1 mL de O- fenantrolina Enrazar a 25 mL con agua Leer la ABS a 510 nm

Figura 2: Diagrama para la construcción de la curva standart con Hierro del Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O

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Minerales en Alimentos

Ejercicio resuelto: se desea determinar la cantidad de hierro en una muestra de papapan fortificado, para ello se peso 5 g de pan y se llevó a incineración hasta obtener ceniza, esta ceniza es tratada de acuerdo a la metodología estudiada y obteniéndose una Lectura de Abs. =0,435. De acuerdo a las especificaciones el pan deberá temer 5 mg de hierro por 75 g de pan, se cumple o no con las especificaciones dadas?. Solución: La función de la curva patrón de abs. En función de la concentración de fe (mg/25 ml alícuota) es: Abs. = 9,763 X(mg Fe/ 25 ml alícuota )

X

0,435  0,045 mg Fe/25 mL alicuota 9,763

Calculo de hierro en los 10 mL de solución Haciendo balance de masa para hierro entre 10 mL de solución

mg  0,045 mg Calculo de hierro en los 100 mL

0,045 mg ……………………10 mL X ………………………………………100 mL ………………… 5 g muestra X = 0,45 mg Calculo para los 75 g de pan 0,45 mg………………… 5 g muestra Y ……………………..75 g muestra Y = 6,75 mg X = 6.75 mg Fe / 75 g de pan Conclusión Resultado obtenido en el laboratorio fue de 6,75 mg Fe/75g de pan, que es superior al límite de 5 mg/75 g de papapan fortificado, el contenido de hierro se encuentra dentro del rango establecido, el cual cumple con los requisitos establecidos.

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Minerales en Alimentos

LAB. Nº 07 TEMA: DETERMINACIÓN ESPECTROFOTOMÉTRICA DE HIERRO EN ALIMENTOS CURSO: ANALISIS DE ALIMENTO GRUPOS: MARTES, JUEVES Y VIERNES FECHA: 01 al 5 de noviembre del 2011

MATERIALES Fiola de 1000 mL Fiola de 500 mL Fiola de 100 mL Fiola de 25 mL Pipeta de 1 mL Pipeta de 5 mL pipeta de 10 mL vaso de 150 mL soporte para embudo Embudo de vidrio Luna de reloj vagueta papel tisue bombilla de succion

cantidad 1 1 10 10 2 2 2 3 1 2 3 1 1

REACTIVOS Fe.(NH4)2.(SO4)2.6H2O acido clorhidrico O- Fenantrolina Clorhidrato de hidroxilamina (H2NOH.HCl)

Acetato de sodio (NaC2H3O2) acido acetico EQUIPOS A USAR Balanza Espectrofotometro

Ing. Alberto HUAMANI HUAMANI

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