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FUNDAMENTO TEÓRICO

MINERALES Los minerales cumplen importantes funciones metabólicas en los organismos; en el cuerpo humano constituyen el 4% del total de su masa, principalmente calcio y fósforo. Estos elementos participan en la formación de tejidos rígidos, son cofactores de muchas enzimas, integran moléculas importantes como vitaminas y hormonas y son un medio de control de la presión osmótica y acidez. (Badui, 2006) Una dieta balanceada cubre las necesidades de nutrimentos inorgánicos del organismo, sin embargo, suele adicionarse algunos de ellos, como calcio, hierro, yodo y cinc, a ciertos alimentos como suplemento nutricional o contenidos en diversos aditivos alimenticios como antiaglomerantes, emulsionantes, secuestradores, amortiguadores de pH y sales de horneo. (Badui, 2006) Además, los minerales cumplen un importante rol en lo que referente al sabor de los alimentos al actuar como potenciadores o inhibidores de catálisis enzimáticas y reacciones que afectan la textura. (Nollet, 2004) La presencia de material inorgánico en el organismo no siempre se debe a que cumpla funciones biológicas por lo que se considera a la presencia de algunos metales como contaminación, la cual, podría ser llegar a ser tóxica como en el caso de los metales pesados. La contaminación metálica de un alimento se puede producir durante el proceso de producción, al tener el producto contacto con la maquinaria; o en el caso de la conservación de productos enlatados como resultado de la oxidación de la lata. (Zumbado, 2002)

IMPORTANCIA DE LA DETERMINACIÓN DE CENIZAS Se puede identificar posibles adulteraciones al determinar cenizas en ciertos productos terminados como azúcar, almidón o gelatina; ya que la presencia de metales en los mismos es cuestionable (Zumbado, 2002).

Por todo lo anterior, se entiende la importancia de la determinación del contenido de cenizas en un alimento ya que el resultado de este procedimiento analítico es un indicador de su contenido de nutrimentos inorgánicos y también permite detectar posibles contaminaciones metálicas y adulteraciones (Zumbado, Imagen 1 Cenizas. Foto: Jeff Vandermeer

2002).

DETERMINACIÓN DE CENIZAS POR MÉTODO SECO. El proceso para realizar la determinación de cenizas consiste en incinerar una porción, de la que se conoce con exactitud su masa, del alimento en un crisol resistente a altas temperaturas usando una mufla a temperaturas entre 500 y 600°C durante varias horas hasta que no haya variaciones significantes del peso dando por terminado el análisis. En este momento el residuo estará libre de partículas carbonosas y las cenizas se observarán de un color blanco o gris uniforme, aunque a veces pueden ser rojizas o verdosas. Finalmente, el crisol con las cenizas se enfría en desecadora y se pesa en balanza analítica hasta peso constante (Zumbado, 2002). En el proceso de incineración están involucradas temperaturas muy altas, por lo que el alimento será despojado de toda sustancia volátil (principalmente agua) así como de los constituyentes orgánicos que, al combustionar se transforman en gases como el dióxido de carbono, óxido de nitrógeno, hidrógeno y vapor de agua (Zumbado, 2002). Los compuestos inorgánicos que se forman en la determinación de cenizas dependerán de las condiciones de la incineración y de la naturaleza del producto analizado (Zumbado, 2002). Dado que los minerales se presentan como óxidos, sulfatos, fosfatos, nitratos y haluros en las cenizas; el contenido en cenizas sobreestima el contenido mineral total debido principalmente a la presencia de oxígeno en estos compuestos; sin embargo, da una idea aproximada del contenido mineral y es un dato obligatorio en el esquema analítico para el cálculo de glúcidos totales (Fennema, 2000). La temperatura de incineración que se aplique está en función del tipo de alimento que se analice, superando rara vez los 600°C, debido a que se ha planteado que, si se alcanza rápidamente una temperatura de 650°C, el cloruro de sodio y de potasio volatilizan, el carbonato de calcio forma óxido y los fosfatos alcalinos se funden protegiendo materia orgánica y evitando que se combustione por completo (Zumbado, 2002).

Tipo de alimento Temperatura Frutas y productos de frutas 600°C Carne y productos cárnicos 550°C Vinos 525°C Leche y productos lácteos 520°C – 550°C Aceites y grasas 400°C Cereales Variable Tabla 1 Temperaturas de incineración de algunos grupos alimenticios. Fuente: Zumbado, 2002

El contenido de ceniza se expresa como una relación másica entre la masa de la ceniza cuantificada y la de la muestra alimenticia original, por lo que este constituye un análisis gravimétrico. (Zumbado, 2002)

MÉTODOS PARA DETERMINAR LAS CENIZAS Todos los métodos de determinación de cenizas totales se basan en una determinación seca, es decir, por calcinación de la muestra. Existen otros métodos llamados de determinación húmeda que sirven para la identificación selectiva de cenizas de acuerdo a su solubilidad, acidez o alcalinidad. La utilidad de estos últimos se da, por ejemplo, al relacionar el índice de alcalinidad de las cenizas con el contenido de carbonatos en solución acuosa (Nollet, 2004). La determinación seca de cenizas totales presenta varias ventajas y desventajas. Los aspectos positivos se resumen en su simpleza, la no necesidad de supervisión permanente o de reactivos, además de la posibilidad de manejar muchas muestras simultáneamente y de detectar cualquier tipo de material inorgánico (Nollet, 2004). Sin embargo, también presenta ciertas desventajas como el requerimiento de gran cantidad de energía térmica por las altas temperaturas que se manejan y equipos costosos. Además, la muestra puede interactuar con los recipientes pudiendo estos últimos, si son de cerámica o sílice, absorber elementos traza. Adicionalmente, las cenizas son partículas muy sensibles al ambiente, por su carácter higroscópico y fotosensible; además de que el calentamiento excesivo puede provocar la insolubilidad de ciertos componentes (Nollet, 2004). La normativa ecuatoriana expedida por el INEN, especifica los métodos de determinación de cenizas totales para diferentes tipos de alimento (Tabla 2). Tipo de alimento Norma Técnica Ecuatoriana Oficialización Leche

14

1984

Leche en polvo

302

1980

Bebidas alcohólicas

348

1978

Conservas vegetales

401

2013

Harina de pescado

467

1981

Harinas de origen vegetal

520

2013

Cacao y productos derivados

533

2013

Café soluble

1117

2013

Miel de abejas

1636

1989

Gelatina pura comestible

1954

1994

Café tostado molido

2679

2013

Residuos de semillas oleaginosas

749

2014 (ISO 749:1977)

Especias y condimentos

928

2014 (ISO 928:1997)

Carne y productos cárnicos

936

2013

Almidones y féculas

3593

2014 (ISO 3593:1981)

Alimentos para animales

5984

2015 (ISO 5984:2002)

Tabla 2 Normas Técnicas Ecuatorianas vigentes para la determinación de cenizas totales. (Instituto Ecuatoriano de Normalización, 2017)