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viernes, 25 de abril de 2014

LABORATORIO: FOSFATASA EN MANTEQUILLA-1

Continuando con las técnicas de análisis de los productos lácteos, se expone seguidamente la metodología analítica para la determinación de la fosfatasa residual en la mantequilla.

Principios y fundamentos metodológicos. 
El ensayo se basa en la acción del enzima fosfatasa sobre el sustrato sodio fenilfosfato dibásico, con liberación de fenol y fosfato. La cantidad de fenol liberada se determina por adición de un reactivo que produce coloración azul en presencia de fenol. Si las cantidades detectadas son superiores a dos equivalentes de fenol en 0,5 gramos de mantequilla, la pasterización ha sido insuficiente.

Material y aparatos utilizados.
-Cuchillo o espátula de acero inoxidable.
-Baño de agua a 37-38 ºC.
-Termómetro.
-Pipetas de 1 ml.
-Embudo de 5 cm de diámetro.
-Papel Whatman número 42 (o número 2).
-Tubos graduados de 5 y 10 ml.
-Fotómetro con filtro de transmitancia máxima a 610 nm.
-Centrífuga.
-Pera de goma para pipetar.

Reactivos necesarios.
-Ácido bórico (PA).
-Agua destilada (PA).
-Ácido n-butílico (PA).
-Alcohol etílico absoluto (PA).
-Bario hidróxido 8-hidrato (PA).
-Cobre II sulfato 5-hidrato.
-2,6-dibromoquinona clorimida (BQC).
-Fenol cristalizado (PA).
-Sodio meta-borato. 
-Sodio cloruro (PA).
-Sodio fenilfosfato dibásico 2-hidrato (RE).
-Zinc sulfato 1-hidrato (PA).

La preparación de la solución tampón bario hidróxido se realiza disolviendo 18 g de bario hidróxido 8-hidrato (PA) y 8 g de ácido bórico (PA) en agua destilada (PA), completando con ésta hasta un volumen de 1 litro.
La solución tampón de desarrollo de color a un pH de 9,8 ± 0,15 a 25ºC, se prepara disolviendo 6 g de sodio meta-borato (NaBO2), y 20 g de sodio cloruro (PA) en agua destilada (PA), diluyendo con ésta hasta completar un volumen de 1 litro con agua destilada.
Para el tampón de dilución de color, se disuelven 100 ml de tampón de desarrollo de color hasta completar 1 litro con agua destilada (PA).
En el caso del sustrato tampón se diluyen 0,10 g de sodio fenilfosfato dibásico 2-hidrato cristalino libre de fenol en 100 ml de tampón bario-hidróxido borato; teniendo en cuenta que los cristales de sodio fenilfosfato dibásico 2-hidrato deben guardarse en el congelador o en un desecador: Si el sodio fenilfosfato dibásico 2-hidrato no está libre de fenol, deberá purificarse disolviendo 0,5 g con 4,5 ml de agua destilada (PA), añadiendo 0,5 ml de tampón bario-hidróxido borato y dos gotas del reactivo BQC y dejar reposar 30 minutos. Extraer el color con 2,5 ml de alcohol n-butílico (PA) y se deja reposar hasta que el alcohol se separe. Retirar el alcohol con un cuentagotas y desecharlo. Diluir 1,0 ml de la solución acuosa a 100 ml de tampón bario-hidróxido borato. Calentar la solución a 85 ºC durante 2 minutos, tapar inmediatamente y conservar en el refrigerador. La solución puede permanecer estable un año si las porciones son recogidas con mínima exposición a la atmósfera.
La solución de 2,6-dibromoquinona clorimida (BQC) o reactivo de Gibbs se prepara disolviendo 40 mg de BQC en polvo en 100 ml de alcohol etílico absoluto (PA) o alcohol metílico (PA), y se guarda en un frasco cuentagotas oscuro. Si se guarda en el congelador este reactivo permanece estable por lo menos un mes, evitando usarse después de que empiece a ponerse pardo. Se recomienda guardar el BQC en polvo en el congelador o desecador, para evitar posibles exposiciones si se almacena en botellas en las estanterías del laboratorio o en el almacén de reactivos. Antes de su utilización, hay que comprobar los nuevos lotes de BQC, preparando una curva patrón con fenol y su posterior comparación de la curva obtenida con la de BQC que se sabe es satisfactoria. Repetir la prueba al menos semestralmente.
La solución de cobre II sulfato para los patrones se prepara disolviendo 0,05 g de cobre II sulfato 5-hidrato (PA) en agua destilada (PA), diluyendo a 100 ml.
La preparación del alcohol n-butílico (PA) se realiza utilizando alcohol n-butílico normal, con un punto de ebullición de 116-118ºC. El ajuste del pH se hace mezclando 1 litro con 50 ml de tampón de desarrollo de color, y se guarda en un recipiente con tapón de vidrio.
La solución patrón fenol se prepara siguiendo el siguiente protocolo:
1.Solución madre: Pesar exactamente 1.000 g de fenol cristalizado (PA) puro, que se introduce en un matraz aforado de 1 litro, se diluye con agua destilada (PA) hasta completar un volumen de 1 litro, y se mezcla, teniendo en cuenta que 1 ml = 1 mg de fenol. Esta solución es estable varios meses en refrigerador.
2.Patrones de trabajo: Diluir 10,0 ml de la solución madre con agua destilada (PA) hasta completar 1 litro y mezclar, teniendo en cuenta que 1 ml = 10/μg, 0,00001 g o 10 unidades de fenol. Usar esta solución patrón para preparar soluciones patrón más diluidas: por ejemplo, diluir 5, 10, 30 y 50 ml con agua destilada (PA) hasta 100 ml para preparar soluciones patrón, que contenga 0,5; 1,0; 3,0 y 5,0 μg o unidades de fenol/ml, respectivamente. Guardar estas soluciones patrón en refrigerador durante un tiempo no superior a una semana. Análogamente preparar, a partir de la solución madre (del punto anterior), varias soluciones patrón que contengan 20, 30 y 40 unidades/mlMedir las cantidades adecuadas de las soluciones patrón de trabajo en una serie de tubos, preferiblemente graduados a 5,0 y 10,0 ml, con objeto de conseguir un intervalo adecuado de patrones, según se necesite, que contengan las siguientes cantidades: 0 (control o prueba en blanco); 0,5; 1,0; 3,0; 5,0; 10,0; 20,0; 30,0 y 40,0 unidades. Para aumentar el brillo de las soluciones azules y mejorar la estabilidad de los patrones, añadir a cada tubo 1,0 ml de solución de cobre II sulfato; después se añade 5,0 ml del tampón de solución de color, diluyendo con agua destilada (PA) hasta 10,0 ml; seguidamente se añaden 4 gotas (0,08 ml) de la solución BQC, se mezcla y se deja desarrollar el color azul durante 30 minutos a temperatura ambiente. Leer las intensidades de color en el fotómetro con filtro de 610 nm, restando el valor de la prueba en blanco del color de cada patrón de fenol y preparar la curva patrón, que deberá ser una línea recta. Si los patrones han de usarse para comparación visual, hay que guardarlos en el refrigerador; semanalmente se deberá preparar una serie nueva.

Procedimiento analítico.
Se realiza la toma de la muestra del interior de la mantequilla (debajo de la superficie), usando un cuchillo y una espátula limpios y se procede a pesar por duplicado, 1,0 g, que se coloca sobre un trozo de papel encerado de 1 pulgada cuadrada, aproximadamente, y seguidamente se introduce en un tubo. Análogamente, pesar otra muestra y colocarla en un tubo como control o patrón. Calentar el patrón aproximadamente durante 1 minuto a 85-90 ºC en un vaso de agua hirviendo, y se deja enfriar a temperatura ambiente. A partir de este momento, se procede de la misma forma con el patrón y el problema. Añadir 10,0 ml de sustrato patrón, tapar el tubo y mezclar. Inmediatamente después de añadir el sustrato, incubar durante 1 hora en un baño de agua a 37-38 ºC, mezclando o agitando el contenido de vez en cuando. Calentar en el vaso de agua hirviendo aproximadamente 1 minuto hasta alcanzar una temperatura de 85-90 ºC para lo que se utiliza un termómetro dispuesto en otro tubo del mismo tamaño y forma, y que contenga el mismo volumen de líquido,: se deja enfriar a temperatura ambiente en un recipiente de agua fría. Pipetear en 1 ml de solución de zinc sulfato de 6,0 g/100 ml y mezclar por completo hasta alcanzar un valor de pH en la mezcla de 9,0-9,1. Filtrar con un embudo de 5 cm y papel Whatman número 42 (o número 2), y recoger 5,0 ml de filtrado en el tubo (preferentemente graduado a 5,0 y 10,0 ml). Añadir 5,0 ml de tampón de desarrollo de color; el pH de la mezcla ha de ser 9,3-9,4. Seguidamente se añaden 4 gotas de la solución BQC, y se deja reposar 30 minutos a temperatura ambiente para favorecer el desarrollo de color; para determinar la pasterización, añadir solamente 2 gotas de solución BQC.
Determinar la intensidad del colo azul por uno de los siguientes métodos:
a) Con fotómetro: Leer las intensidades de color de las soluciones (en blanco y problema), utilizando un filtro con una transmitancia máxima de aproximadamente 610 nm, y restar la lectura de la prueba en blanco de la del problema, expresando el resultado en equivalentes de fenol mediante referencias a la curva patrón obtenida con las correspondientes soluciones (patrones de trabajo). Generalmente es innecesaria la extracción con alcohol n-butílico cuando se utiliza el fotómetro; en el caso de que se haga la extracción con alcohol n-butílico como en el siguiente método (punto b), hay que centrifugar la muestra 5 minutos para romper la emulsión y separar el agua suspendida en la capa de alcohol, para lo cual puede utilizarse una centrífuga Babcock con la incorporación de adaptadores especiales para tubos en la forma siguiente: 1) Cortar una sección de ¼'' de grueso de un tapón de goma de diámetro adecuado, que ajuste en el fondo del vaso de centrifugación; 2) Pegar dos tapones de corcho de diámetro adecuado, perforar en el centro un orificio de dimensiones adecuadas para alojar un tubo ajustadamente e introducir la sección doble de corcho en el vaso. 3) Después de centrifugar, quitar prácticamente todo el alcohol n-butílico con una pipeta provista de una pera de goma en el extremo superior. 4) Filtrar dentro de la cubeta del fotómetro, y leer con filtro cuyo máximo de transmitancia es aproximadamente de 650 nm.
b) Con patrones visuales: Con muestras que dan más de 5 unidades, comparar colores en tubos con los de los patrones de fenol en solución acuosa (patrones de trabajo). Para cuantificar los resultados en los casos dudosos, por ejemplo, en los problemas que producen 0,5-5 unidades de color, hay que extraer con alcohol n-butílico preparado anteriormente, añadiendo para ello 5,0 ml de alcohol e invertir el tubo lentamente varias veces; centrifugar, en caso de que sea necesario incrementar la transparencia de la capa de alcohol, como en el paso anterior (punto a), y comparar el color azul con los colores de los patrones de fenol, análogamente tratados. En los problemas que se consideren muy positivos durante el desarrollo de color (por ejemplo, 20 unidades), en los que las 4 gotas de solución BQC pueden ser insuficientes para combinar con todo el fenol, se debe pipetear una proporción adecuada de contenidos dentro de otro tubo, diluir hasta 10,0 ml con tampón de dilución de color, y añadir 2 gotas adicionales de solución BQC; diluyendo y tratando con cada problema de la misma forma, la prueba en blanco. En el caso de que la prueba sobre la muestra diluida sea todavía muy fuertemente positiva, hay que diluir de nuevo del mismo modo hasta que el color final esté dentro del intervalo de los patrones visuales o de la curva patrón del fotómetro. Después de la última adición de la solución de BQC hay que dejar reposar 30 minutos para el desarrollo de color, antes de hacer la lectura final. Para corregir las lecturas por dilución, hay que multiplicar por 2 para la dilución 5 + 5, por 10 para dilución 1 + 9, y por 50 dilución 1 + 9 seguida de dilución 2 + 8, etc.

Expresión de los resultados.
Cuando se utilice 1,0 g de mantequilla y se añadan 11,0 ml de líquido, hay que multiplicar el valor de la lectura por 1,1 para convertir el resultado en equivalentes de fenol/ 0,5 g de mantequilla. Los valores superiores a 2 equivalentes/0,5 g de mantequilla indican que el tratamiento de pasterización ha sido insuficiente. 

Referencias.
-Métodos de análisis. Boletín Oficial del Estado (21/7/1977 y 22/7/1977).
-Official Methods of Analysis, A.O.A.C 11a Ed. (1970).
-Métodos Oficiales de Análisis en Alimentaria: Leche y Productos Lácteos. Montplet & Esteban, 1987.




José Luis Ares Cea (coordinador de la Planta Piloto de Lácteos, Consejería de Agricultura y Pesca)