Continuando con los métodos oficiales de análisis de los productos lácteos, se expone seguidamente la metodología analítica para la determinación de la sacarosa en la leche condensada.
Principios y fundamentos metodológicos.
Se entiende por contenido en sacarosa de la leche condensada el contenido en sacarosa no transformada, expresado en porcentaje en peso, determinado por el procedimiento expuesto a continuación, que corresponde al descrito en la norma FIL-35: 1966 de la Federación Internacional de la Lechería (FIL).
Este procedimiento se conoce también como la determinación polarimétrica de la leche condensada, y se utiliza en leche condensada, entera o desnatada, de composición normal, preparada a partir de leche y sacarosa que no contenga sacarosa transformada. El método se basa en el principio de inversión de Clerget, cuyo fundamento es que un tratamiento suave con un ácido hidroliza completamente la sacarosa, mientras que la lactosa y el resto de azúcares prácticamente no se hidrolizan. La cantidad de sacarosa se deduce del cambio del poder rotatorio de la solución.
Se prepara un filtrado límpido de la muestra, sin mutarrotación debida a la lactosa, por tratamiento de la solución con amoníaco, seguido de neutralización y clarificación por adiciones sucesivas de soluciones de zinc acetato y de potasio ferrocianuro. En una parte del filtrado de sacarosa se hidroliza en las condiciones especiales que corresponden a este tipo de operación. Y partiendo de los poderes rotatorios del filtrado, antes y después de la inversión, se calcula la cantidad de sacarosa.
Material y aparatos utilizados.
-Balanza analítica de sensibilidad de 10 mg, como mínimo.
-Vasos de precipitados de vidrio, de 100 ml.
-Matraces graduados, de 200 y 50 ml.
-Pipetas de 40 ml.
-Probetas graduadas de 25 ml.
-Pipetas graduadas de 10 ml.
-Embudos filtrantes de diámetro entre 8 y 10 cm, y filtros (plegados) de 15 cm de diámetro.
-Tubo de polarímetro de 2 cm de longitud, exactamente calibrado.
-Polarímetro o sacarímetro: se pueden utilizar indistintamente los siguientes aparatos:
a)Polarímetro con luz de sodio o con luz verde de mercurio (lámpara de vapor de mercurio con prisma o pantalla Wratten número 77 A), permitiendo lecturas con una precisión por lo menos igual a 0,05 grados de ángulo.
b)Sacarímetro con escala internacional de azúcar utilizando luz blanca que pasa a través de un filtro de 15 ml de una solución al 6% de potasio dicromato, o bien luz de sodio, permitiendo la lectura con una precisión por lo menos igual a 0,1 grados escala sacarimétrica internacional.
Reactivos necesarios.
-Ácido acético 2 N.
-Ácido clorhídrico del 35% (PA).
-Agua destilada (PA).
-Amonio hidróxido al 25% (en NH3).
-Azul de bromotimol en solución al 0,04%.
-Potasio ferrocianuro 3-hidrato (PA).
-Zinc acetato 2-hidrato (PA).
La solución de zinc acetato 2-hidrato 2 N, se prepara disolviendo 21,9 g de zinc acetato 2-hidrato (PA), y 3 ml de ácido acético glacial (PA) en agua destilada (PA), completando hasta un volumen de 100 ml.
Para preparar la solución de potasio ferrocianuro 1 N se disuelven 10,6 g de potasio ferrocianuro 3-hidrato (PA) en agua destilada (PA), y se completa hasta alcanzar 100 ml.
En el caso de la solución de ácido clorhídrico, 6,35 ± 0,20 N (20-22%), se debe utilizar ácido clorhídrico 35% (PA), diluyendo convenientemente.
La solución diluida de amoníaco, 2,0 = 0,2 N (3,5%), se utiliza amonio hidróxido al 25% (en NH3),
diluyendo a continuación.
Finalmente, se utiliza la solución diluida de ácido acético 2 N.
Procedimiento analítico.
1.Preparación de la muestra: En el caso de las muestras de productos recientemente preparados en los que no se puede prever separación alguna apreciable de los componentes, se debe abrir el recipiente, e introducir el producto adherido a la tapa y mediante movimientos de arriba abajo, conseguir con una cuchara, que se mezclen íntimamente las capas superiores así como el contenido del fondo del recipiente. A continuación, hay que trasvasar el contenido de un bote a un frasco provisto de tapón bien adaptado.
Para muestras de productos más antiguos y muestras en las que se pueda prever una separación de componentes, se debe calentar en baño de agua, aproximadamente a 40 ºC, hasta que la muestra casi haya alcanzado esta temperatura, entonces se procede a abrir el recipiente y se hace de la misma manera descrita anteriormente. En el caso de emplear un bote, hay que trasvasar el contenido a un frasco, raspar el producto que se haya adherido a las paredes y continuar la mezcla hasta que toda la masa sea homogénea; cerrar el frasco con una tapadera que se adapte perfectamente, dejando enfriar.
2.Comprobación del método: Se debe proceder como se expone en el siguiente apartado, utilizando una mezcla de 100 g de leche desnatada y de 18 g de sacarosa pura, que corresponde a 40 g de una leche concentrada conteniendo el 45% de sacarosa. Seguidamente se calcula la cantidad de sacarosa según se describe en el apartado de cálculo de resultados (riqueza en sacarosa), utilizando en la fórmula I (para W, F y P), la cantidad de leche pesada y la riqueza en materia grasa y proteínas de esta leche, y en la fórmula II (para W), la cifra de 40. La media de los valores encontrados no debe diferir de dicho valor (45%) en más del 0,1%.
3.Determinación del parámetro composicional: En un vaso de 100 ml pesar aproximadamente 40 g de la muestra bien mezclada con una aproximación de 10 mg, añadiendo luego 50 ml de agua destilada (PA) calentada a unos 80-90 ºC, y mezclar cuidadosamente. A continuación, hay que trasvasar cuantitativamente la mezcla a un matraz aforado de 200 ml, y enjuagar el vaso con cantidades sucesivas de agua destilada (PA) a 60 ºC hasta alcanzar un volumen total de 120 a 150 ml; mezclar y enfriar a temperatura ambiente; añadir 5 ml de la solución amonio hidróxido diluida. Mezclar de nuevo y dejar reposar durante 15 minutos. Neutralizar el amonio hidróxido añadiendo una cantidad equivalente de la solución diluida de ácido acético. Determinar previamente la cantidad exacta de mililitros por valoración de la solución de amonio hidróxido, añadiendo una cantidad equivalente de la solución diluida de ácido acético. Determinar previamente la cantidad exacta de mililitros por valoración de la solución amonio hidróxido diluida empleando el azul de bromotimol en solución al 0,04% como indicador, mezclar, y añadir 12,5 ml de solución de zinc acetato, mezclando suavemente por rotación del matraz inclinado. De la misma forma que para la solución de acetato, añadir 12,5 ml de solución de potasio ferrocianuro, atemperando el contenido del matraz hasta una temperatura de 20 ºC, y añadir agua destilada (PA) a 20 ºC, hasta alcanzar el enrase de 200 ml. Hasta este momento todas las adiciones de agua o reactivos deberán haberse efectuado de tal manera que se haya evitado la formación de burbujas de aire y, por esa misma razón, todas las mezclas se habrán realizado por rotación del matraz y no por agitación violenta. Si se observa la presencia de burbujas de aire antes de alcanzar los 200 ml del enrase se pueden eliminar aplicando al matraz una bomba de vacío o imprimiéndole un movimiento de rotación. Seguidamente, se tapa el matraz con un tapón seco y mezclar intensamente (sacudiendo con energía), se deja reposar durante algunos minutos, y se procede al filtrado empleando un papel filtro seco. Despreciar (no se tienen en cuenta) los primeros 25 ml del filtrado.
En el procedimiento de determinación del contenido de sacarosa se suceden las tres siguientes etapas:
3.1.Polarización directa: Determinar la rotación óptica del filtrado a 20 ± 2ºC.
3.2.Inversión: Introducir mediante una pipeta, en un matraz graduado de 50 ml, un volumen de 40 ml del filtrado obtenido de la manera indicada anteriormente. Seguidamente se añaden 6 ml de ácido clorhídrico 6,35 N, introduciendo el matraz en baño de agua a 60 ºC durante 15 minutos, sumergiéndolo hasta el borde (nacimiento) del cuello. Mezclar por rotación durante los 5 primeros minutos, al final de los cuales el contenido deberá haber alcanzado la temperatura del baño. Enfriar a 20 ºC y completar hasta 50 ml con agua destilada (PA) a 20 ºC, mezclar y dejar reposar 1 hora a esta temperatura.
3.3.Polarización después de la inversión: Determinar el poder rotatorio de la solución invertida a 20 ± 2 ºC, teniendo en cuenta que cuando la temperatura del líquido en el tubo de polarización difiera en más de 0,2 ºC de la temperatura de 20 ºC durante la medida, se deberá aplicar la corrección de la temperatura indicada en el apartado de cálculos de resultados.
Expresión de los resultados.
1.Riqueza en sacarosa: Existen las dos fórmulas siguientes:
I) v = (1,08 x F + 1,55 x P) x W/ 100
II) S = 100 x D x I x 5/4 /Q x (V- v)/ V x V/ L x W
teniendo en cuenta la siguiente nomenclatura:
S = Cantidad de sacarosa.
W = peso de la muestra en gramos.
P = porcentaje de proteínas (N x 0,38) de la muestra.
F = porcentaje en materia grasa de la muestra diluida antes de filtrar.
V = volumen en mililitros de la muestra diluida antes de filtrar.
D = lectura polarimétrica directa (polarización antes de la inversión).
I = lectura polarimétrica después de la inversión.
L = longitud en decímetros del tubo de polarímetro.
Q = factor de inversión cuyos valores se indican más adelante.
Pesando exactamente 40 g de leche condensada, y utilizando un polarímetro con luz de sodio provisto de escala en grados de ángulo y un tubo de 2 cm de longitud, el contenido en sacarosa de las leches condensadas normales (C = 9) a 20 ± 0,1 ºC, se puede calcular con la siguiente fórmula:
S= (D-5/4 x I) x (2,833 – 0,00612 x F – 0,00878 x P)
En el caso de que la medida de la polarización después de la inversión se efectúa a una temperatura diferente a 20 ºC, las cifras obtenidas se deben multiplicar por la siguiente expresión:
[I + 0,0037 x (T – 20)]
2.Valores del factor de inversión Q: Las fórmulas siguientes dan valores precisos de Q para diversas clases de luz con correcciones, si es necesario, para la concentración y la temperatura. Se establecen las siguientes fórmulas:
-Luz de sodio y polarímetro con escala en grados de ángulo:
Q = 0,8825 + 0,0006 x (C – 9) – 0,0033 x (T – 20)
-Luz verde de mercurio y polarímetro con escala en grados de ángulo:
Q = 1,0392 + 0,0007 x (C-9) - 0,0039 x (T – 20)
-Luz blanca con filtro de dicromato y sacarímetro con escala sacarimétrica:
Q = 2,549 + 0,0017 x (C-9) – 0,0095 x (T-20)
Teniendo en cuenta en las fórmulas precedentes la nomenclatura siguiente:
C = porcentaje de azúcares totales en la solución invertida, según lectura polarimétrica.
T = temperatura de la solución invertida en la lectura del polarímetro.
El porcentaje de azúcares totales (C) en la solución invertida se puede calcular a partir de la lectura directa y de la variación después de la inversión según el método habitual, utilizando los valores usuales de rotación específica de sacarosa, de lactosa y de sacarosa invertida. La corrección 0,0006 (C – 9), etcétera, no es exacta más que cuando C es aproximadamente igual a 9. En el caso de la leche concentrada normal esta corrección se puede despreciar, por ser C próximo a 9.
Por otra parte, las variaciones en la temperatura de 20 ºC influyen escasamente en la lectura de la polarización directa. Por el contrario, diferencias de más de 0,2 ºC, en la lectura de polarización después de la inversión necesitan una corrección. La corrección -0,003 (T-20), etc., no es exacta más que para temperaturas comprendidas entre 18ºC y 22ºC.
La diferencia entre los resultados de dos determinaciones efectuadas simultáneamente, o una inmediatamente después de la otra, realizadas por el mismo analista, no debe ser mayor de 0,3 g de sacarosa para 100 g de leche condensada.
Referencias.
-Norma Internacional FIL-IDF 35: 1966.
Material y aparatos utilizados.
-Balanza analítica de sensibilidad de 10 mg, como mínimo.
-Vasos de precipitados de vidrio, de 100 ml.
-Matraces graduados, de 200 y 50 ml.
-Pipetas de 40 ml.
-Probetas graduadas de 25 ml.
-Pipetas graduadas de 10 ml.
-Embudos filtrantes de diámetro entre 8 y 10 cm, y filtros (plegados) de 15 cm de diámetro.
-Tubo de polarímetro de 2 cm de longitud, exactamente calibrado.
-Polarímetro o sacarímetro: se pueden utilizar indistintamente los siguientes aparatos:
a)Polarímetro con luz de sodio o con luz verde de mercurio (lámpara de vapor de mercurio con prisma o pantalla Wratten número 77 A), permitiendo lecturas con una precisión por lo menos igual a 0,05 grados de ángulo.
b)Sacarímetro con escala internacional de azúcar utilizando luz blanca que pasa a través de un filtro de 15 ml de una solución al 6% de potasio dicromato, o bien luz de sodio, permitiendo la lectura con una precisión por lo menos igual a 0,1 grados escala sacarimétrica internacional.
Reactivos necesarios.
-Ácido acético 2 N.
-Ácido clorhídrico del 35% (PA).
-Agua destilada (PA).
-Amonio hidróxido al 25% (en NH3).
-Azul de bromotimol en solución al 0,04%.
-Potasio ferrocianuro 3-hidrato (PA).
-Zinc acetato 2-hidrato (PA).
La solución de zinc acetato 2-hidrato 2 N, se prepara disolviendo 21,9 g de zinc acetato 2-hidrato (PA), y 3 ml de ácido acético glacial (PA) en agua destilada (PA), completando hasta un volumen de 100 ml.
Para preparar la solución de potasio ferrocianuro 1 N se disuelven 10,6 g de potasio ferrocianuro 3-hidrato (PA) en agua destilada (PA), y se completa hasta alcanzar 100 ml.
En el caso de la solución de ácido clorhídrico, 6,35 ± 0,20 N (20-22%), se debe utilizar ácido clorhídrico 35% (PA), diluyendo convenientemente.
La solución diluida de amoníaco, 2,0 = 0,2 N (3,5%), se utiliza amonio hidróxido al 25% (en NH3),
diluyendo a continuación.
Finalmente, se utiliza la solución diluida de ácido acético 2 N.
Procedimiento analítico.
1.Preparación de la muestra: En el caso de las muestras de productos recientemente preparados en los que no se puede prever separación alguna apreciable de los componentes, se debe abrir el recipiente, e introducir el producto adherido a la tapa y mediante movimientos de arriba abajo, conseguir con una cuchara, que se mezclen íntimamente las capas superiores así como el contenido del fondo del recipiente. A continuación, hay que trasvasar el contenido de un bote a un frasco provisto de tapón bien adaptado.
Para muestras de productos más antiguos y muestras en las que se pueda prever una separación de componentes, se debe calentar en baño de agua, aproximadamente a 40 ºC, hasta que la muestra casi haya alcanzado esta temperatura, entonces se procede a abrir el recipiente y se hace de la misma manera descrita anteriormente. En el caso de emplear un bote, hay que trasvasar el contenido a un frasco, raspar el producto que se haya adherido a las paredes y continuar la mezcla hasta que toda la masa sea homogénea; cerrar el frasco con una tapadera que se adapte perfectamente, dejando enfriar.
2.Comprobación del método: Se debe proceder como se expone en el siguiente apartado, utilizando una mezcla de 100 g de leche desnatada y de 18 g de sacarosa pura, que corresponde a 40 g de una leche concentrada conteniendo el 45% de sacarosa. Seguidamente se calcula la cantidad de sacarosa según se describe en el apartado de cálculo de resultados (riqueza en sacarosa), utilizando en la fórmula I (para W, F y P), la cantidad de leche pesada y la riqueza en materia grasa y proteínas de esta leche, y en la fórmula II (para W), la cifra de 40. La media de los valores encontrados no debe diferir de dicho valor (45%) en más del 0,1%.
3.Determinación del parámetro composicional: En un vaso de 100 ml pesar aproximadamente 40 g de la muestra bien mezclada con una aproximación de 10 mg, añadiendo luego 50 ml de agua destilada (PA) calentada a unos 80-90 ºC, y mezclar cuidadosamente. A continuación, hay que trasvasar cuantitativamente la mezcla a un matraz aforado de 200 ml, y enjuagar el vaso con cantidades sucesivas de agua destilada (PA) a 60 ºC hasta alcanzar un volumen total de 120 a 150 ml; mezclar y enfriar a temperatura ambiente; añadir 5 ml de la solución amonio hidróxido diluida. Mezclar de nuevo y dejar reposar durante 15 minutos. Neutralizar el amonio hidróxido añadiendo una cantidad equivalente de la solución diluida de ácido acético. Determinar previamente la cantidad exacta de mililitros por valoración de la solución de amonio hidróxido, añadiendo una cantidad equivalente de la solución diluida de ácido acético. Determinar previamente la cantidad exacta de mililitros por valoración de la solución amonio hidróxido diluida empleando el azul de bromotimol en solución al 0,04% como indicador, mezclar, y añadir 12,5 ml de solución de zinc acetato, mezclando suavemente por rotación del matraz inclinado. De la misma forma que para la solución de acetato, añadir 12,5 ml de solución de potasio ferrocianuro, atemperando el contenido del matraz hasta una temperatura de 20 ºC, y añadir agua destilada (PA) a 20 ºC, hasta alcanzar el enrase de 200 ml. Hasta este momento todas las adiciones de agua o reactivos deberán haberse efectuado de tal manera que se haya evitado la formación de burbujas de aire y, por esa misma razón, todas las mezclas se habrán realizado por rotación del matraz y no por agitación violenta. Si se observa la presencia de burbujas de aire antes de alcanzar los 200 ml del enrase se pueden eliminar aplicando al matraz una bomba de vacío o imprimiéndole un movimiento de rotación. Seguidamente, se tapa el matraz con un tapón seco y mezclar intensamente (sacudiendo con energía), se deja reposar durante algunos minutos, y se procede al filtrado empleando un papel filtro seco. Despreciar (no se tienen en cuenta) los primeros 25 ml del filtrado.
En el procedimiento de determinación del contenido de sacarosa se suceden las tres siguientes etapas:
3.1.Polarización directa: Determinar la rotación óptica del filtrado a 20 ± 2ºC.
3.2.Inversión: Introducir mediante una pipeta, en un matraz graduado de 50 ml, un volumen de 40 ml del filtrado obtenido de la manera indicada anteriormente. Seguidamente se añaden 6 ml de ácido clorhídrico 6,35 N, introduciendo el matraz en baño de agua a 60 ºC durante 15 minutos, sumergiéndolo hasta el borde (nacimiento) del cuello. Mezclar por rotación durante los 5 primeros minutos, al final de los cuales el contenido deberá haber alcanzado la temperatura del baño. Enfriar a 20 ºC y completar hasta 50 ml con agua destilada (PA) a 20 ºC, mezclar y dejar reposar 1 hora a esta temperatura.
3.3.Polarización después de la inversión: Determinar el poder rotatorio de la solución invertida a 20 ± 2 ºC, teniendo en cuenta que cuando la temperatura del líquido en el tubo de polarización difiera en más de 0,2 ºC de la temperatura de 20 ºC durante la medida, se deberá aplicar la corrección de la temperatura indicada en el apartado de cálculos de resultados.
Expresión de los resultados.
1.Riqueza en sacarosa: Existen las dos fórmulas siguientes:
I) v = (1,08 x F + 1,55 x P) x W/ 100
II) S = 100 x D x I x 5/4 /Q x (V- v)/ V x V/ L x W
teniendo en cuenta la siguiente nomenclatura:
S = Cantidad de sacarosa.
W = peso de la muestra en gramos.
P = porcentaje de proteínas (N x 0,38) de la muestra.
F = porcentaje en materia grasa de la muestra diluida antes de filtrar.
V = volumen en mililitros de la muestra diluida antes de filtrar.
D = lectura polarimétrica directa (polarización antes de la inversión).
I = lectura polarimétrica después de la inversión.
L = longitud en decímetros del tubo de polarímetro.
Q = factor de inversión cuyos valores se indican más adelante.
Pesando exactamente 40 g de leche condensada, y utilizando un polarímetro con luz de sodio provisto de escala en grados de ángulo y un tubo de 2 cm de longitud, el contenido en sacarosa de las leches condensadas normales (C = 9) a 20 ± 0,1 ºC, se puede calcular con la siguiente fórmula:
S= (D-5/4 x I) x (2,833 – 0,00612 x F – 0,00878 x P)
En el caso de que la medida de la polarización después de la inversión se efectúa a una temperatura diferente a 20 ºC, las cifras obtenidas se deben multiplicar por la siguiente expresión:
[I + 0,0037 x (T – 20)]
2.Valores del factor de inversión Q: Las fórmulas siguientes dan valores precisos de Q para diversas clases de luz con correcciones, si es necesario, para la concentración y la temperatura. Se establecen las siguientes fórmulas:
-Luz de sodio y polarímetro con escala en grados de ángulo:
Q = 0,8825 + 0,0006 x (C – 9) – 0,0033 x (T – 20)
-Luz verde de mercurio y polarímetro con escala en grados de ángulo:
Q = 1,0392 + 0,0007 x (C-9) - 0,0039 x (T – 20)
-Luz blanca con filtro de dicromato y sacarímetro con escala sacarimétrica:
Q = 2,549 + 0,0017 x (C-9) – 0,0095 x (T-20)
Teniendo en cuenta en las fórmulas precedentes la nomenclatura siguiente:
C = porcentaje de azúcares totales en la solución invertida, según lectura polarimétrica.
T = temperatura de la solución invertida en la lectura del polarímetro.
El porcentaje de azúcares totales (C) en la solución invertida se puede calcular a partir de la lectura directa y de la variación después de la inversión según el método habitual, utilizando los valores usuales de rotación específica de sacarosa, de lactosa y de sacarosa invertida. La corrección 0,0006 (C – 9), etcétera, no es exacta más que cuando C es aproximadamente igual a 9. En el caso de la leche concentrada normal esta corrección se puede despreciar, por ser C próximo a 9.
Por otra parte, las variaciones en la temperatura de 20 ºC influyen escasamente en la lectura de la polarización directa. Por el contrario, diferencias de más de 0,2 ºC, en la lectura de polarización después de la inversión necesitan una corrección. La corrección -0,003 (T-20), etc., no es exacta más que para temperaturas comprendidas entre 18ºC y 22ºC.
La diferencia entre los resultados de dos determinaciones efectuadas simultáneamente, o una inmediatamente después de la otra, realizadas por el mismo analista, no debe ser mayor de 0,3 g de sacarosa para 100 g de leche condensada.
Referencias.
-Norma Internacional FIL-IDF 35: 1966.
-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)
