Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey
Campus Puebla
Práctica No. 17
Pruebas generales para lípidos
Responsable: Mtro. Víctor Hugo Blanco Lozano
Equipo No. 8
Grupo 2
Integrantes del equipo:
Stephania Díaz Lorenzo A00397831
Ana Laura Velázquez Gil A01325205
Omar Sánchez Jiménez A01324800
Jorge Armando Luna Morales A01099726
Gabriela Rivera Hernández A01325193
Objetivos:
El objetivo primordial a lo largo de la práctica será
conocer las generalidades de uno de los principales macronutrientes, los lípidos. Así como también se analizará
su comportamiento al encontrarse junto a otros elementos o reactivos esenciales
para su subsiguiente procesamiento. No obstante, también se tomará en cuenta el
análisis de algunos de sus componentes esenciales para el próximo
reconocimiento de ciertas características que los particularizan como tales.
Introducción:
Los lípidos conforman un grupo grande de sustancias de
origen biológico fácilmente solubles en disolventes orgánicos como el metanol,
la acetona, el cloroformo y el benceno. No se disuelven en agua o lo hacen
difícilmente porque carece de átomos
ionizables como el oxígeno, nitrógeno, azufre o fósforo en su estructura.
(Koolman, J., & Röhm, K., 2004).
En el aspecto biológico, los lípidos
cumplen con múltiples funciones en el organismo, algunos de estos son:
·
Combustible.
·
Estructural
·
Aislante térmico
·
Funciones
especiales.
La mayoría de los seres vivos utilizan a los lípidos como
reservorios de moléculas fácilmente utilizables para producir energía a largo
plazo, como aceites y grasas. Por ejemplo, los mamíferos los acumulan como
grasas, y los peces como ceras; no así, en las plantas se almacenan en forma de
aceite protector que exhalan ciertos aromas y sabores característicos. También
existe lo que se conoce como fosfolípidos y esteroles, los cuales constituyen
alrededor de la mitad de las membranas biológicas. (Contreras, E. V, 2003)
Los lípidos, pueden ser separados fácilmente de otras
biomoléculas por extracción con solventes orgánicos y pueden ser separados por
técnicas experimentales como la cromatografía de adsorción, cromatografía de
placa fina y cromatografía de fase reversa. . (Contreras, E. V, 2003)
Durante el proceso de laboratorio de Química
Experimental, se estarán analizando cuantitativamente los componentes de dichas
macromoléculas con el fin de confirmar la accesibilidad y comestibilidad de los
aceites y grasas esenciales con los que se estará trabajando. Dicho análisis se
llevará acabo mediante ciertos métodos y procesos indicados posteriormente,
como lo es la determinación del índice de yodo, índice de saponificación,
índice de acidez y de peróxido, así como también en dado caso se puede llegar a
utilizar la presencia de pruebas adicionales para evidenciar la identidad de
ciertos antioxidantes y emulsivos.
Consideraciones Teóricas:
Los aceites y las grasas son nutrientes
importantes de la dieta humana y más del 90% de la producción mundial de éstos
a partir de fuentes vegetales, animales y marinas, se usan como alimento o como
ingrediente de productos alimentarios. La demanda mundial de aceites y grasas
útiles en la dieta presenta un marcado aumento.
Los aceites y las grasas en la dieta sirven
como una fuente rica de energía. Contienen ciertos ácidos grasos, los cuales
son nutrientes indispensables y sus características funcionales y de textura
contribuyen al sabor y a la aceptabilidad de muchos alimentos naturales y
preparados.
Los avances en la tecnología de aceites y
grasas y en nutrición, han originado la necesidad de un mayor conocimiento de
la composición y estructura de los lípidos de la dieta y muchos métodos nuevos para
pruebas de lípidos han sido introducidos recientemente.
En el análisis rutinario, la determinación del
índice de yodo, índice de saponificación, índice de acidez y de peróxido
acoplada a pruebas cualitativas de adulterantes, pueden ser suficientes para
confirmar la identidad y comestibilidad de la mayoría de aceites y grasas. En
otros casos, pueden necesitarse pruebas adicionales para evidenciar la
presencia de antioxidantes y emulsivos.
Índice
de yodo
El índice de yodo de un aceite o de una grasa
se define como el peso de yodo absorbido por la muestra. Los glicéridos de los
ácidos grasos insaturados (especialmente de la serie del ácido oleico) se unen
con una cantidad definida de halógeno y el índice de yodo es por consiguiente
una medida del grado de instauración. Es constante para un aceite o grasa en
particular, pero el valor exacto obtenido depende de la técnica particular que
se emplee.
Donde:
X
= ml de tiosulfato gastados en la titulación de la muestra.
Y
= ml de tiosulfato gastados en la titulación del testigo.
N
= Normalidad de la solución del tiosulfato de sodio.
M
= muestra en gramos.
Índice de peróxido
Es
una medida de los peróxidos contenidos en el aceite durante su almacenamiento.
La formación de peróxidos es lenta al principio durante el periodo de inducción,
el cual puede variar desde unas semanas a varios meses de acuerdo al aceite o
grasa en particular, la temperatura, etc; y esto se debe tener en mente al
interpretar los resultados cuantitativos.
El
índice de peróxido es determinado usualmente por métodos volumétricos. Estos
dependen de la reacción del yoduro de potasio liberado con tiosulfato de sodio.
Usualmente se utiliza cloroformo como disolvente.
Los
aceites recientes usualmente tienen índices de peróxido muy bajos, inferiores a
10 meq/kg. Cuando el índice de peróxido se eleva entre 20 y 40 meq/kg empieza a
notarse un sabor rancio. Para interpretar estos índices es necesario considerar
el aceite o grasa de que se trata.
Y = ml de tiosulfato de
sodio utilizados en la titulación del testigo.
X = ml de tiosulfato de
sodio utilizados en la titulación del problema.
N = normalidad del
tiosulfato de sodio.
Muestra = en gramos
Índice de acidez
Durante su almacenamiento las grasas pueden llegar
a enranciarse debido a la formación de peróxidos en las dobles uniones, ya sea
por oxígeno atmosférico o hidrólisis por microorganismos con la liberación de
ácidos grasos. Por lo tanto, la cantidad de ácido graso presente da una indicación
de la edad y calidad de la grasa.
El valor del ácido es el número de mg de KOH
requerido para neutralizar el ácido graso presente en 1 g de grasa.
El índice de acidez es una medida del grado de descomposición de los
glicéridos del aceite por acción de la lipasa o por alguna otra causa. La
descomposición es acelerada por el calor y la luz. Como la rancidez se acompaña
usualmente de formación de ácidos grasos libres, la determinación es con
frecuencia usada como una indicación general de la condición y comestibilidad de los aceites.
ml= mililitro de hidróxido de potasio.
N = normalidad del hidróxido de potasio.
0.0561 = miliequivalente del hidróxido de
potasio.
Muestra = en gramos pesados.
Índice de saponificación de una grasa
Al reflujar con álcali,
los gliceril-ésteres son hidrolizados para dar glicerol y las sales de potasio
de los ácidos grasos (jabones). El valor del índice de saponificación es el
número de miligramos de KOH requerido para neutralizar los ácidos grasos
resultantes de la hidrólisis completa de un gramo de grasa. El valor del índice
de saponificación da una idea de la naturaleza de los ácidos grasos debido a
que entre más larga sea la cadena de carbones, menos ácido es liberado por
gramo de grasa hidrolizada.
El adicionar una base a
una grasa y a su vez aplicar temperatura, es una reacción de importancia industrial.
La palabra jabón (soup) deriva de la palabra Sapon, lugar en Europa donde se
fabricó por primera vez a nivel el industrial el producto de la saponificación
de un ácido graso de coco con un álcali después de una esterificación con
alcohol metílico dando origen a la industria jabonera mundial y a la
industrialización de la glicerina. Conociendo en la actualidad las condiciones
precisas del proceso y las mezclas y combinaciones con otros ingredientes para
dar productos que no únicamente eliminen la suciedad, sino que proporcionen
otras cualidades tales como humectación, efecto bactericida, fungicida, acción
tonificante, efecto anticaspa, etcétera, es posible fabricar una amplia gama de
éstos.
Así, para describir de
una forma breve la producción industrial de jabón se tiene lo siguiente: se
funde la grasa, sea cebo o aceite crudo a una temperatura aproximada de 60°C y
se agrega la cantidad calculada de sosa o potasa diluida en lo mínimo de agua
(una solución sobresaturada). Tomando en consideración que la reacción es
exotérmica, se deberá mantener por medios físicos la temperatura entre 70 y 80°C
máximo con agitación vigorosa hasta precipitar toda la sal y solidificar la
pasta y eliminando al enfriar toda el agua no evaporada de la reacción; colocar
la pasta en un molde y compactar a presión eliminando el agua restante. En la
fabricación industrial se realiza este seguimiento; la diferencia sustancial es
que se utilizan ésteres metílicos y otros aditivos en el proceso de
fabricación, para dar color, olor y otras propiedades al jabón.
Para calcular el índice
de saponificación (mg de KOH consumidos), se tiene lo siguiente:
(ml
de HCl consumidos por el blanco) – (mL de HCl consumidos por la muestra
problema) = V
Este volumen se
multiplica por la concentración del KOH utilizado, y obtenemos los
miliequivalentes de KOH utilizados en la reacción. Finalmente, éstos se
multiplican por el peso equivalente del KOH
para obtener los mg de KOH requeridos.
Valor de saponificación
(S) = 3 x 56 x 1000 / PM promedio de grasa
PM promedio de la grasa
= 3 x 56 x 1000 / S
Desarrollo:
MATERIAL Y EQUIPO
2
buretas 25 ml
1
bureta 5 ml
1
matraz Erlenmeyer 250 ml
2
frascos ámbar de boca esmerilada 500 ml
2
probetas 100 ml
Equipo
de reflujo
Soporte
universal
Balanza
analítica
Reactivos
NaHCO3 0.2 N
Na2S2O3
0.2 N
KI
al 15 %
Cloroformo
Solución
de almidón al 1% como indicador
Aceite
de oliva, mantequilla y margarina (use una muestra fresa y una que haya
permanecido varios días a temperatura ambiente)
50
ml de solvente (volúmenes iguales de alcohol al 95% y éter neutralizado con
fenolftaleína) para la prueba del índice de acidez.
Solución
de fenolftaleína (9:10 en alcohol al 1%) para índice de acidez
Fenolftaleína
(indicador ácido base)
Solvente
para la prueba de índice de saponificación (solución de etanol al 95 % y éter
1:1)
KOH
0.5 N (alcohólico) – aforar con etanol
HCl
0.5N
KOH
0.1 N
Reactivo
de Hanus
25
ml de solución de ácido acético-cloroformo (3:2)
PROCEDIMIENTO
Experimento 1: Determinación
del índice del yodo
1.-Pesar
exactamente en un matraz para yodo o en un frasco de boca esmerilada de 500 ml,
no más de 200 mg de aceite o 500 mg si se trabaja con grasas.
2.-Añadir
10 ml de cloroformo o de tetracloruro de carbono para disolver la muestra,
agitar.
3.-Adicionar
con bureta 25 ml de reactivo de Hanus, mezclar y dejar reposar en la oscuridad
durante media hora; agitar ocasionalmente. (El frasco debe de estar tapado).
4.-Pasado
este tiempo, agregar 10 ml de la solución de yoduro de potasio al 15 % y 100 ml
de agua destilada, titular con una solución de tiosulfato de sodio 0.1N. Cuando
el color del líquido pase de café rojizo a amarillo paja, adicionar unas gotas
de indicador de almidón al 1 % con el cual la solución pasará a azul intenso,
continuar titulando hasta que desaparezca el color. Entre cada una de estas
últimas adiciones de tiosulfato, agitar fuertemente con el frasco tapado para
evitar que se quede una pequeña cantidad de yodo disuelto en la fase
clorofórmica y pase a la fase acuosa.
5.-Hacer
una solución testigo usando los reactivos a la par que el problema.
Se agregó 200 mg de
aceite en el frasco de boca esmerilada luego se añadieron el cloroformo y el
reactivo de Hannus y se dejó reposando aproximadamente 30 min dentro de un
locker en el laboratorio, se agitó cada 5 minutos el resultado fue un líquido
color café que se observó antes de comenzar con la titulación con una solución
de tiosulfato de sodio 0.1N, el color del líquido pasó de un color café a uno
amarillo paja, después se adiciono el almidón al 1 % y el color cambio a un
azul fuerte, tiempo después desapareció el color.
Experimento 2:
Determinación del índice de peróxido
1.-Pesar
exactamente alrededor de 1 g de aceite en un matraz para yodo o frasco de boca
esmerilada de 500 ml, utilizando el procedimiento indicado en el apartado
siguiente:
2.-Añadir
25 ml de mezcla de ácido acético-cloroformo 3:2 para disolver el aceite.
3.-Agregar
2g de bicarbonato de sodio, agitar y guardar en la oscuridad durante 10 minutos
con el tapón mal ajustado para que se pueda desalojar el aire y el exceso de
dióxido de carbono.
4.-Transcurridos
los 10 minutos añadir 2 ml de solución acuosa de yoduro de potasio al 15%,
agitar y guardar de nuevo en la oscuridad, manteniéndolo así exactamente
durante 1 hora, con el tapón no del todo ajustado.
5.-Terminado
el periodo de reposo, añadir 50 ml de agua destilada y titular el yodo liberado con tiosulfato de
sodio 0.2 N, agitar fuertemente después de cada adición para remover los trazos
de yodo que puedan quedar en la capa de cloroformo.
6.-Hacer
una prueba testigo con todos los reactivos en ésta. El gasto de tiosulfato de
sodio no debe ser mayor de 0.1 ml cuando los reactivos se encuentran puros.
7.-Expresar
los resultados en miliequivalentes de tiosulfato de sodio por 100 g de aceite.
Se colocó alrededor de 1 g de aceite
en un frasco de boca esmerilada, luego se añadieron 25 ml de la mezcla de ácido
acético – cloroformo en proporción 3:2 , se agregaron 2 g de bicarbonato de
sodio NaHCO3 y se guardó en
el locker que se le fue asignado al equipo durante la práctica, se dejó con el
tapón mal ajustado tal cual lo pide el experimento para que pueda salir el CO2, después de 12 minutos se le agregó la
solución de KI al 15% y se guardó
nuevamente en el locker por 1 hora con el tapón mal ajustado, pasado este
tiempo se sacó la solución y se le agregó aproximadamente 50 ml de agua
destilada , se comenzó la titulación con KI al 0.2 N el cambio de color se dio
con apenas unas gotas.
Experimento 3: Índice de acidez
Pese
exactamente 10g de la muestra y suspenda la grasa fundida en 50 mL del solvente
de alcohol + éter. Añada 1 ml de solución de fenolftaleína. Mezcle
vigorosamente y titule con KOH 0.1N hasta que el color rosa pálido persista por
20 a 30 segundos. Anote el número de ml de álcali estándar requerido y calcule
el valor de ácido de la grasa.
De
nuevo esta prueba se hace con aceite. Se
pesan 10 g de muestra fresca y se agregan 50 ml de solvente.
Experimento 4: Índice
de saponificación de una grasa
Pese
exactamente 1 gramo de grasa en un frasco tarado y disuelva en aproximadamente
3mL de solvente. Transfiera cuantitativamente el contenido del frasco a un
matraz de Erlenmeyer de 250mL. Añada 25mL de KOH alcohólico 0.5N, conecte un
condensador a reflujo y caliente sobre un baño de agua hirviente durante 30
minutos. Deje a temperatura ambiente y titule con HCl 0.5N. Realice un
testigo.
Así, las moles de HCl gastadas durante la
titulación ácido base, son iguales a las moles de KOH añadidos en exceso. Como
se conocen las moles de KOH añadido en exceso, es posible calcular la cantidad
de triacilglicéridos (una mol de triacilglicérido consume 3 moles de KOH). Al
testigo se le restan los mililitros de HCl consumidos por la muestra problema.
Reacción:
Triacil- glicérido + KOH (exceso)
--------> 3 (Sales de K) + Glicerol + KOH (remanente)
KOH (remanente) --------> KCl + Agua
* Así, los moles de HCl gastados durante la
titulación ácido-base, son iguales a los moles de KOH añadidos en exceso. Como
se conocen las moles de KOH añadido en exceso, es posible calcular la cantidad
de triacilglicéridos (un mol de triacilglicérido consume 3 moles de KOH). Al testigo
se le restan los mililitros de HCl consumidos por la muestra problema.
Cuestionario:
1.
Por qué se enrancia una grasa?
El
enranciamiento o rancidez de una grasa se debe a que estas entran en contacto
con la humedad y el aire y al comenzarse a descomponer sufren algunos cambios
en su estructura (caracteres organolépticos). Este fenómeno se puede deber a
los procesos de oxidación o hidrólisis.
2.
Qué son los métodos volumétricos?
Son
métodos que se utilizan para poder medir la capacidad de medición de una
sustancia mediante una cuantitativa del volumen que es necesario tener para que
se pueda realizar la reacción debidamente basándose en la estequiometria. (Damaris, 2011)
3.
Para qué sirven las titulaciones ácido-base?
Este
proceso de titulación ácido-base pretende determinar la concentración de la
sustancia ya sea ácido o sea base. Con este proceso se sabrá la concentración
de iones H u OH mediante el volumen que se usó al neutralizar la sustancia. La obtención
concentración se basara en la siguiente igualdad (Montalvo, 2010)
N
V (base)=N V (ácido)
4.
Por qué es necesario un la titulación de un testigo en las titulaciones de
muestras?
Es
necesario ya que se requiere que se lleve a cabo una neutralización y así se
podrá determinar la concentración. (Montalvo, 2010)
5.
Qué son los ácidos grasos saturados y ácidos grasos insaturados?
Los
ácidos grasos en general son biomoléculas orgánicas, las cuales están
constituidas por una cadena alquílica y un grupo carboxilo. La diferencia estructural entre insaturados y
saturados es que los insaturados presentan dobles enlaces y los saturados
no.(Mozai, 2009)
6.
Qué son los triacilglicéridos?
Se
conocen como triacilglicéridos a aquellos lípidos que pertenecen a una molécula
de glicerol que se encuentra triesterificada. Se encargan de la reserva
energética. Estos son metabólicamente oxidados en CO2 y agua. (Vázquez, 2003)
7.
Mencione algunas reacciones comunes de los ácidos grasos.
Las
reacciones que se realizan con los ácidos grasos son de gran utilidad en los
procesos para la elaboración de productos. Estas reacciones son:
Hidrólisis.-
en esta reacción se produce glicerol y es un proceso reversible.
Esterificación
.- de esta reacción se obtienen esteres.
Saponificación.-
de esta reacción se obtiene glicerina y una sal. (Bailey)
Conclusión:
Las pruebas
llevadas a acabo para comprobar y analizar los componentes y estado de
composición de las grasas en ciertos alimentos fueron esenciales para definir
diferentes propiedades de los mismos, como lo es: el grado de insaturación, el
índice de peróxido (dependiendo del aceite o grasa de que se trate), la medida
del grado de descomposición de los glicéridos del aceite o grasa en cuestión,
etc.
Dichas
propiedades fueron observadas y analizadas gracias a los distintos mecanismos y
procesos que se tienen para indicar la condición general de la comestibilidad y
estado de los aceites y grasas esenciales. Las propiedades mencionadas
anteriormente están indicados y explicados con mayor amplitud a lo largo de la
presente práctica a través de distintos métodos y procesos químicos con el fin
de comprender y llevar a cabo un mejor entendimiento del comportamiento de los
lípidos.
Referencias:
Koolman, J., & Röhm, K. (2004). Biomoléculas. Bioquímica:
Textos y Atlas (3ra Edición ed., p. 46). Madrid, España: Editorial Médica
Panamericana.
Contreras, E. V. (2003, October 15). Lípidos. Facultad
Médica de la UNAM. Recuperado el 28 de mayo de 2013, de:
http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/tipos%20lipidos.html
Damaris G. (2011) Julio 05.Método volumétrico. Química Laboratorio.
Recatado de
http://www.slideshare.net/ginadamaris26/mtodo-volumtrico
Montalvo
R. (2010). Titulación ácido-base.Galeón.com.
Rescatado de
http://hvmontalvo.galeon.com/index.html
Monzai. (2009) Julio 06. Ácidos grasos. Universidad Autónoma de Nayarit. Rescatado de
http://es.scribd.com/doc/16187569/ACIDOS-GRASOS
Vázquez E. (2003). Triacilglicéridos. Bioquímica y biología
molecular. Instituto de Química UNAM. Rescatado de
http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/triacilgliceridos.html
Bailey E. Aceites
y grasas industriales. Editorial Reverté, S.A. Rescatado de
http://books.google.com.mx/books?id=xFjGDCmLuKQC&pg=PA33&lpg=PA33&dq=reacciones+comunes+de+los+ácidos+grasos&source=bl&ots=HxKHmR3VN1&sig=1CV1Mf3_IspG4qv3ZdC3Y7Mf9iE&hl=es&sa=X&ei=1rVkUezeCorV2QW964CwCg&ved=0CC0Q6AEwAA#v=onepage&q=reacciones%20comunes%20de%20los%20ácidos%20grasos&f=false
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