Determinación del índice de yodo en muestras de aceite y grasas

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Saludos estimados amigos de Hive.

La elaboración de un aceite comestible no es algo tan sencillo como puede aparentar, requiere de un control preciso de la materia prima y de las condiciones de preparación de las mismas; y sin embargo, a pesar de tener estas variables controladas, existen otras que pueden influir en la calidad del producto final, como el grado de maduración del fruto o la nuez utilizada para su preparación, el periodo o estación en la que fue recolectado, como es almacenada la materia prima e incluso el tiempo que trascurre desde su recolección hasta su procesamiento. Es por ello que existen controles muy rigurosos para determinar la calidad del producto final que saldrá al mercado.

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Fuente: @yusvelasquez.


Uno de los parámetros utilizados para determinar la calidad de un aceite o grasa se conoce como el índice de yodo, el cual es una medida del grado relativo de insaturación, es decir, el número total de dobles enlaces, de los lípidos del aceite o grasa, determinado por la absorción de este halógeno. Este parámetro es muy utilizado en la elaboración de aceites, margarinas y mantecas comestibles, ya que está relacionado con la densidad, a mayor índice de yodo mayor es la densidad del producto, y además se correlaciona con la facilidad del producto al enranciamiento, dado que los glicéridos de ácidos grasos con dobles o triples enlaces son más sensibles a oxidarse en presencia de oxígeno y calor.

Y la oxidación de los productos grasos es la principal causa del deterioro químico de este tipo de alimentos, siendo su principal consecuencia la aparición de olores y sabores desagradables, que hemos asociado como rancidez, lo que lo hace inaceptable para el consumidor. Pero no solo es cuestión de gusto, la oxidación de los lípidos produce una disminución del valor nutritivo de los alimentos y algunos subproductos de estas reacciones pueden ser muy peligrosos para la salud, por ejemplo, la oxidación de ciertas grasas están asociadas con inflamaciones que causan artritis y cáncer[1].

Pero todo ello, y por las pérdidas económicas que representa el deterioro de un alimento por falta de control, es sumamente importante conocer la composición del mismo a fin de poder establecer claramente la mejor forma almacenamiento y conservación. Pero además, por lo que representa el consumo de grasas en nuestra dieta, ya que este grupo de alimento constituyen uno de los nutrientes que aportan mayor cantidad de energía a nuestro organismo, y la calidad de los mismos están asociadas a importantes afecciones a nuestra salud.

Y ya que la caracterización de los aceites y grasas comestibles es tan importante, para la industria y para nuestra salud, en este post quiero compartir con ustedes uno de los métodos más usados en los laboratorios de análisis químico para la determinación del índice de yodo, un parámetro que nos da referencia del grado de insaturación de las grasas y su tendencia al enranciamiento.

Tipos de grasas en los alimentos

Químicamente hablando, las grasas pertenecen a la familia de los compuestos orgánicos, constituidas principalmente por carbono, hidrogeno y oxígeno. En nuestra dieta son esenciales porque aportan energía, casi el doble de las que aportan los hidratos de carbono y las proteínas.

Las grasas están compuestas de moléculas denominadas triglicéridos, que a su vez están constituidas por ácidos grasos, que según la presencia de dobles enlaces en su estructura dan origen a la clasificación de las grasas, siendo estas:

Grasas saturadas: las que no presentan dobles enlaces; son triglicéridos formados por tres moléculas de ácidos grasos saturados y una de glicerol. Estas son comunes en los alimentos de origen animal, como carnes, la leche y sus derivados, y gracias a su elevado punto de fusión se encuentran en forma sólida a temperatura ambiente. Este tipo de grasas han sido asociadas por años con el aumento del colesterol en la sangre (el colesterol malo), siendo su consumo en exceso la principal causa de las afecciones del corazón. Ejemplo de estas grasas son los ácidos palmítico, esteárico y mirístico[2].

Grasas insaturadas: las que presentan dobles enlaces, se encuentran más que todo en los alimentos de origen vegetal, como los aceites de girasol o maíz, o frutos como las nueces y almendras. Estas grasas se encuentran en estado líquido a temperatura ambiente. Según recomendaciones médicas, la sustitución de las grasas saturadas por las insaturadas contribuyen a mantener los niveles normales de colesterol en la sangre. Ejemplo de estas grasas son los ácidos oleico, palmitoleico y linoleico[3].

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Ejemplo de los tipos de grasa y su estructura. Imagen elaborada por @yusvelasquez, otras fuentes: ácido palmítico, ácido palmitoleico.

Principio del análisis por volumetría redox

El índice de yodo mide el contenido de insaturación, es decir, los dobles enlaces presentes en las moléculas de ácidos grasos que pueden reaccionar con el yodo, por lo que se define como el porcentaje de yodo absorbido por el aceite en las condiciones de prueba.

El índice de yodo se puede determinar mediante una valoración redox utilizando el método Winkler, el cual se basa en la fijación de bromo en los dobles enlaces, ya que por sí mismo el yodo no se fija a los dobles enlaces, por ello se suele utilizar bromo o halógenos mixtos. En el método Winkler, una determinada cantidad de aceite o grasa disuelta en tetracloruro de carbono se hace reaccionar con un exceso de bromo-bromato en medio ácido. Luego el exceso de halógeno es se determina agregando yoduro de potasio. Luego, el yodo liberado se titula con una solución estandarizada de tiosulfato de sodio utilizando almidón como indicador[4].

Los resultados se expresan como el número de gramos de yodo absorbidos por 100 g de la muestra de aceite.

Método de análisis

El siguiente método se encuentra descrito en la norma Venezolana para aceites y grasas vegetales aplicando el método de Winkler[5]. Para ello, se deben emplear los siguientes materiales y reactivos:

  • Materiales:
    Cilindros graduados
    Fiolas
    Buretas
    Balón aforado
    Pipetas
    Balanza

  • Reactivos
    Tetracloruro de carbono CCl4
    Bromuro de potasio KBr
    Bromato potásico KBrO3
    Ácido sulfúrico
    Ioduro de potasio KI
    Tiosulfato de sodio Na2S3O6
    Indicador almidón

Preparación de la muestra

Para este ensayo, la cantidad de muestra a pesar depende del grado del índice de yodo estimado en la misma. Por lo general, se pesa un 1 g de aceite suponiendo un índice de yodo inferior a 50.

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Muestra de aceite vegetal a valorar. Fuente: @yusvelasquez.

Preparación de almidón como indicador

Su preparación se lleva a cabo mezclando 1g de almidón soluble en 15 mL de agua hasta la formación de una pasta. Luego, se diluye en un balón hasta 500 mL con agua hirviendo y se calienta hasta que la mezcla se torne transparente. Se deja enfriar y se almacena en un frasco cerrado.

Procedimiento experimental

Una vez pesada la muestra, añadir 10ml de CCl4 y agitar para disolver. Luego adicionar 5 g de KBr y 50 mL de KBrO3.

Una vez disuelto todo el KBr, adicionar 10 mL de ácido sulfúrico. Tapar y agitar.
Dejar reposar la muestra en la oscuridad por un lapso de 2 horas aproximadamente, agitando de vez en cuando.

Adicionar 20 mL de KI.

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Muestra de aceite preparada para la valoración. Fuente: @yusvelasquez.

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El yodo se libera lentamente en la solución de KI. Titular el yodo liberado con solución de sodio, hasta que la solución adquiera un tinte amarillo claro.

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Valoración de la muestra. Fuente: @yusvelasquez.


En ese momento, adicionar de 3 a 5 mL del indicador almidón preparado anteriormente y terminar la titulación hasta llegar al punto final, el cual viene dado por el cambio de color de azul a incoloro.

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Viraje de color del indicador. Fuente: @yusvelasquez.


La reacción de titulación es:
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Cálculos

Para calcular el índice de yodo se emplea la siguiente fórmula:
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Donde:
A= Volumen solución 0,1N de bromato de potasio empleado en mL. Corresponde al blanco del análisis.
B= Volumen tiosulfato de sodio gastado en titulación (mL)
N= Normalidad de la solución de tiosulfato 0,1N (mol/L)
Fc= Factor de corrección tiosulfato
C = Peso de la grasa o aceite, en gramos

Precauciones

Se debe tener la precaución al realizar el análisis de volver a normalizar las soluciones de tiosulfato de sodio a intervalos regulares y realizar pruebas en blanco. Esto se debe a la inestabilidad a largo plazo de las soluciones.

Se recomienda preparar el indicador de almidón el mismo día que se va a utilizar, o reservarlo en condiciones muy estériles, ya que tiende a descomponerse por la acción bacteriana, lo que trae consigo que los productos de la descomposición interfieran en sus propiedades indicadoras en la valoración.

Conclusión y aporte

El índice de yodo es un parámetro de control muy importante en la industria de los aceites y las grasas comestibles, ya que muestra el grado de grasas insaturadas, siendo una característica de muchos triglicéridos presente en este tipo de alimento, lo que permite clasificar el contenido de grasas en los productos, lo cual es importante para valorar los beneficios para la salud de las personas. Además, brinda un indicio de la facilidad de los compuestos grasos para oxidarse según las condiciones de almacenamiento, expresando así su tendencia al enranciamiento.

Este artículo permite socializar con la comunidad de Hive este método analítico, muy utilizado en los laboratorios de caracterización de alimentos, que se basa en una volumetría redox; sirviendo así de guía para los estudiantes de química analítica y química en general que requieren información del método, así como para dar a conocer al público en general la importancia de conocer el tipo de grasa presente en los alimentos y como se determina.


Bueno amigos, hasta aquí el presente post, espero que la información presentada les sea de mucha utilidad, recordándoles que el análisis químico juega un papel importante en la determinación de la calidad de los alimentos. ¡Hasta un próximo post!


Referencias

  1. Rojano, B. (1997). Oxidación de lípidos y antioxidantes. Universidad Nacional de Colombia.
  2. Wikipedia.com. Grasas saturadas.
  3. Wikipedia.com. Ácido graso insaturado.
  4. Chiew Let Chong (2015). Measurement and Maintenance of Palm Oil Quality. Palm Oil: Production, Processing, Characterization, and Uses, 2012, Pages 431-470
  5. COVENIN 3278:1997. Determinación del índice de yodo. Método Winkler


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Saludos @yusvelasquez, que buen contenido, gracias por compartir ese interesante método para determinar el índice de yodo, variable fundamental en la agroindustria destinada a la producción de aceite.

Un placer saludarla, gracias por compartir sus experiencias, seguimos en comunicación!

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Muchas gracias amigo, es un gusto para mi compartir estos métodos y dar a conocer su importancia, especialmente en la industria alimentaria. Gracias por pasar a leer y dejar tu comentario, disculpa que no lo haya leido antes, mis saludos!

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