Instituto Tecnológico de Estudios
Superiores de Monterrey
Campus Puebla
Escuela de Ingeniería y Ciencias
Aplicadas
Departamento de Biotecnología
Laboratorio de Química Experimental-Q.1014.01
Dr. Isaac Monroy
Mtro. Víctor H.
Blanco
Práctica 16: PRUEBAS GENERALES PARA LÍPIDOS
Equipo 7:
Laura Barba Castillo
A01322562
Alejandro Larios Campos A00399515
Rodrigo E. Hernández
Jiménez A01324406
Brenda Berenice
Jerónimo Atanacio A01324138
Fecha de entrega: jueves 04 de abril de
2013
Objetivo:
Ø Conocer
el comportamiento de los lípidos; su reacción ante algunos reactivos. Sus
características esenciales como lípidos.
Introducción
Los lípidos son sustancias que
son insolubles en agua pero solubles en solventes orgánicos no polares, la
solubilidad en alcoholes dependerá del tamaño del mismo, así como su
ramificación y presencia de grupos polares. Algunos de sus derivados iónicos o
polares se comportan como afipáticos.
Las grasas y los aceites suelen diferenciarse por su apariencia física a
temperatura ambiente; las grasas son sólidas mientras que los aceites son
líquidos.
Los exámenes comunes para
determinar la identidad de un lípido son:
1. Índice de Yodo. Es una
medida del grado de instauración de los componentes de una grasa. Será mayor
cuanto mayor sea el número de dobles enlaces carbono-carbono por cantidad de
grasa, utilizándose por ello para comprobar la pureza y la identidad de las
grasas.
El
índice o número de yodo es la cantidad en gramos de yodo absorbidos por 100
gramos de grasa, éste índice oscila de entre 0 a 350g.
Tabla 1. Tipo de grasas según
el índice de yodo
Fuente: Guarnizo et al.
Experimentos de Química.
El yodo
por sí mismo no reacciona con los dobles enlaces, en su lugar se utilizan bromo
o halogenados mixtos. La cantidad de monobromuro de yodo que se adiciona a los
dobles enlaces oxida una solución de
yoduro (de I- a yodo
I2) y éste se determina por valoración con una solución de
tiosulfato de sodio (Na2SsO3).
2. Índice de saponificación. Son
los miligramos de KOH necesarios para
saponificar 1g de materia grasa. Ésta nos permite ver si el tipo de lípido es
saponificable (contiene ácidos grasos o no los contiene)
Donde:
VB
= ml de KOH gastados en la titulación testigo
Vm
= ml de KOH gastados en la titulación problema
N =
Normalidad del kOH
La
saponificación consiste en la hidrolisis alcalina de un lípido (con hidróxido de potasio o hidróxido de
sodio). Los lípidos derivados de ácidos grasos
(ácidos monocarboxílicos de cadena larga) dan lugar a sales alcalinas
(jabones) y alcohol, que son fácilmente extraíbles en medio acuoso. (Guarnizo
2009)
Tabla 2. Índice de
saponificación de algunos materiales grasos
Fuente: Guarnizo et al.
Experimentos de Química.
3. Índice de peróxido. Índica
el nivel de cambio químico de un material, éste es un buen indicador de la
frescura de un aceite. El índice de peróxido de una grasa o aceite se determina
calculando la cantidad de yodo que sus peróxidos liberan del yoduro de potasio
en una solución de ácido acético.
Generalmente,
el proceso de oxidación se desarrolla en dos fases. En la primera, la oxidación
tarda relativamente bastante tiempo e iniciarse, pero una vez comenzada, la
reacción pasa a la segunda fase, durante la cual la oxidación se produce
rápidamente. El inicio de la segunda
fase viene precedido por mal olor y poco después comienza a aparecer zonas
marrones rancias que acaban por cubrir toda la pastilla de jabón.
El
índice de peróxidos se expresa en mol de yodo/ Kg de aceite o grasa, los cuales
son equivalentes a los hidroperóxidos presentes en el triacilglicerol. (Miller,
2003)
4. Índice de acidez. Se
define como el número de miligramos de hidróxido de sodio requeridos para
neutralizar la acidez libre por gramo de muestra. El resultado se expresa como
el porcentaje de ácido oleico presente en la muestra.
El
índice de acidez es una medida del grado de descomposición de aceite o la
grasa, por acción de las lipasas, la degradación se acelera por acción de luz y
calor. Es una determinación usada con frecuencia como una indicación general de
la condición y comestibilidad de los aceites y grasas. (Herrera & Bolaños.
2003)
Desarrollo
Experimento 1: Determinación
del índice del yodo
1.
Se
pesaron 0.02 g de aceite de olivo y se vaciaron al frasco esmerilado.
2.
Al
frasco se le añadió 10 ml de cloroformo.
3.
Posteriormente
se agregaron 25 ml del reactivo de Hanus y en seguida el frasco fue introducido
a un locker obscuro durante 30 minutos.
Figura 1.
Preparación de la muestra para determinar el índice
de yodo.
Fuente. Laboratorio de Química Experimental, ITESM, Campus Puebla.
4.
Sucesivamente
se agregó KI al 15% y agua destilada.
5.
Se
llevó a cabo la titulación con Na2SO3 0.1 N
Figura 2.
Inicio de la titulación de la muestra.
Fuente. Laboratorio de Química
Experimental, ITESM, Campus Puebla.
Figura 3.
Muestra antes de agregar la solución de almidón
durante la titulación.
Fuente. Laboratorio de Química
Experimental, ITESM, Campus Puebla.
6. Se realizaron los mismos
pasos con la muestra testigo, solo no se le agrego aceite.
Experimento
2: Determinación del índice de peróxido
1. Se pesó 1g de aceite de
cocina en un matraz para yodo de 500 ml.
2. Se añadió 25ml de mezcla
de ácido acético-cloroformo 3:2 para disolver el aceite.
3. Se agregaron 2g de
bicarbonato de sodio, se agitó y se guardó en al oscuridad durante 10 minutos
con el tapón mal ajustado.
4. Posteriormente se
añadieron 2 ml de Ioduro de potasio acuoso al 15%. La mezcla se agito y se
almaceno nuevamente en la oscuridad durante una hora.
5. Posteriormente se
añadieron 50ml de agua destilada y se tituló el yodo con tiosulfato de sodio
0.2N.
6. Se realizó una prueba
testigo.
7. Se expresaron los
resultados en miliequivalentes de tiosulfato de sodio por 100g de aceite.
Experimento
3: Índice de acidez
1.
10g de aceite se suspendieron en 50 ml del
solvente alcohol más éter (95% de etanol, 5% de éter).
2.
Se mezcló vigorosamente una vez que se le agregó
1ml de solución de fenolftaleína.
3.
Se tituló con KOH al 0.1N
Figura 4. Solución 1, Titulación
con KOH.
Fuente. Laboratorio de Química
Experimental, ITESM, Campus Puebla
4.
Se realizaron los pasos 1, 2, y 3 pero ésta vez
con una muestra de grasa.
Figura 5. Solución 2, Titulación con KOH.
Fuente. Laboratorio de Química
Experimental, ITESM, Campus Puebla
Experimento
4: Índice de saponificación de una grasa
1. Se pesó 1g de grasa en
un frasco tarado.
2. La muestra se disolvió
en 3 ml de solvente
3. La muestra se transfirió
cuantitativamente a una Erlenmeyer de 250ml.
4. Se agregó a la muestra
25 ml de KOH alcohólico 0.5N.
5. Sobre el matraz se colocó
un condensador a reflujo
6. El sistema se colocó
sobre un baño maría con agua hirviendo durante 30min.
7. Posteriormente se dejó
enfriar a temperatura ambiente y se tituló con HCl 0.5N.
8. Los resultados se
expresaron en mg de KOH por gramo de muestra.
Resultados
Experimento 1: Determinación
del índice del yodo
La
siguiente formula es utilizada para determinar el índice de yodo de lípidos, ya
sea aceite o grasa.
Experimento
2: Determinación del índice de peróxido
No presentó coloración azul previo ni durante la
titulación.
Experimento
3: Índice de acidez
Tabla. Datos
de las soluciones.
Solución
|
Muestra
|
Peso de la muestra
|
Normalidad KOH
|
ml de KOH
|
1
|
Aceite
|
10g
|
0.1N
|
6.1 ml
|
2
|
Grasa
|
10g
|
0.1N
|
3.8 ml
|
Fuente. Laboratorio
de Química Experimental, ITESM, Campus Puebla.
Experimento
4: Índice de saponificación de una grasa
El volumen final consumido en
la reacción fue de 0.5ml de KOH. El
valor de saponificación se calculó de acuerdo a la siguiente ecuación:
Valor de saponificación= (0.5ml x
0.5N x 56.1) /1g = 14.025mg/g.
Figura 6. Aspecto final de la reacción de saponificación.
Fuente. Laboratorio de Química Experimental, ITESM, Campus Puebla.
Discusión
Experimento 1: Determinación
del índice del yodo
El aceite de oliva es la grasa vegetal o lípido alimenticio más antiguo. El 99% de su composición
corresponde a los siguientes ácidos grasos:
1.
Ácido oleico entre 63 y 83%
2.
Ácido palmitito 7 a 17%
3.
Ácido esteárico entre 1.5 y 5%
4.
Ácido palmitoleico 0.3 a 3%
5.
Ácido linoleico 3 a 14%
6.
Ácido linolénico menos de 1.5%
7.
El 1% restante está formado por la Vitamina E y antioxidantes naturales, entre los cuales podemos citar a los
polifenoles, pigmentos, aromas, etc.
El aceite de
oliva se caracteriza por tener un alto índice de ácido grasos monoinsaturados y
antioxidantes. (Licata 2010).
El método para
la determinación del índice de yodo mediante el uso del reactivo de Hanus, Solución
0.2N equimolecular de yodo y bromo en ácido acético glacial (Badui 1988), se utiliza para obtener un valor
aproximado al grado de instauración del lípido.
Experimento
2: Determinación del índice de peróxido
El aceite almacenado tiende, al
igual que las grasas, a la reacción de los ácidos grasos con el oxígeno
atmosférico. Esta reacción origina peróxidos los cuales al degradarse originan
otros productos cetónicos y aldehídos los cuales son responsables del característico
olor rancio y al proceso de enranciamiento. Los aceites con este defecto no son
aptos para el consumo humano. (Sánchez, 2003)
Los principales factores que
favorecen el proceso de oxidación son los siguientes:
·
El
contacto con el aire.
·
El
efecto del calor. La velocidad de autooxidación se multiplica por 2.5 veces al
aumentar la temperatura de 10ºC a 40ºC.
·
El
efecto de la luz.
·
El
efecto de trazas metálicas.
De acuerdo con la norma CODEX
para los aceites de olvida y aceites de orujo de olvida, (2003) el aceite de
oliva debe poseer un índice de peróxido menor a 15 miliequivalentes de
oxígeno/KG. Debido a que la muestra no redujo el ioduro a yodo, cuya ausencia
se confirmó al mantenerse incolora la solución de almidón, se concluye que el
aceite de oliva analizado en la práctica es apto para el consumo humano.
Ningún miliequivalente de
peróxido fue detectado posiblemente debido a que el aceite analizado fue
adquirido directamente de un local comercial, y a que la cantidad utilizada fue
mínima (aproximadamente un gramo)
Experimento
3: Índice de acidez
El índice de acidez muestra que
el aceite usado tiene una mayor edad y por lo tanto está más rancio que la
muestra de mantequilla usada en el experimento. La ranciedad se debe a la
descomposición de los glicéridos del aceite por acción de enzimas que aceleran
dicho proceso, pero también es causada por la presencia de luz y calor. Los
resultados muestran que la grasa tiene una mejor condición de comestibilidad
debido a la menos formación de ácidos grasos libres.
Experimento
4: Índice de saponificación de una grasa
El equivalente de una grasa se
expresa como su índice de saponificación, el cual se define como el número de
miligramos de hidróxido de potasio que reaccionan con un gramo de grasa. Este índice
permite ver si un lípido contiene ácidos grasos o no.
La fórmula para calcularlo es
la siguiente:
La reacción es la siguiente:
Fuente: Guarnizo,
A. (s.f.) Experimentos de Química Orgánica. Ediciones Elizcom. Quindío,
Colombia.
De acuerdo con el libro Química
orgánica de Alligner el índice de saponificación de la mantequilla es entre 210
y 241 mg/g con un tiempo de reacción mayor a 60 minutos. Debido a que el tiempo
de reacción en el experimento fue de 30 minutos y la cantidad de muestra fue
mínima, en el libro se reporta una muestra de 5g y la usada fue de 1g, el
índice dio menor al marcado por la referencia.
Cuestionario
1. ¿Por qué se enrancia una grasa?
Debido
a la oxidación que sufren por la adición de oxígeno al doble enlace de la
cadena de un ácido graso para formar compuestos inestables, peróxidos. Sin
embargo se ha demostrado que en el caso de los ácidos grasos no conjugados
oxidados a temperatura atmosférica el producto inicial de la oxidación es un hidroperóxido, donde el oxígeno está
combinado con el grupo –CH2– adyacente a un doble enlace intacto. La
reacción para el ácido oleico es la siguiente:
(Bailey, 1984)
2. ¿Qué
son los métodos volumétricos?
Son
análisis que se basan en la medición exacta del volumen de una solución de composición
conocida necesaria para reaccionar cuantitativamente con la especie problema.
Se subdividen según el tipo de reacción química en: volumetrías de
neutralización, formación de complejos, oxidación – reducción y precipitación.
(Pickering, 1976)
3. ¿Para
qué sirven las titulaciones ácido-base?
Para
determinar la concentración molar de la disolución de un ácido débil por medio
de su titulación con una base fuerte o de una base fuerte más ácido fuerte.
(Doria, 2009)
4. ¿Por
qué es necesaria la titulación de un testigo en las titulaciones de muestras?
Existe
una ligera diferencia entre el cambio de color del indicador y el punto de
equivalencia de la titulación o valoración. Este error se denomina error del
indicador, por lo que esta titulación es necesaria para restarle al resultado
el volumen de esta valoración y lograr obtener el punto de equivalencia.
(Harris,
2007)
5. ¿Qué
son los ácidos grasos saturados y ácidos grasos insaturados?
Un
ácido graso saturado es una cadena lineal de átomos de carbono unidos por
enlaces sencillos y los enlaces restantes están ocupados por hidrógenos.
Un
ácido graso instaurado son aquellos que presentan dobles enlaces en la
cadena y se clasifican de acuerdo al
número de dobles enlaces y de hidrógenos; a menor número de hidrógenos menor
saturación.
(Velásquez, 2006)
6. ¿Qué
son los triacilglicéridos?
Son los
lípidos más abundantes y sencillos, contienen ácidos grasos como elementos
sillares constituyentes. Están compuestos de tres residuos de ácidos grasos
esterificados al glicerol y un alcohol de tres carbonos. Son designados
comúnmente como grasas, grasas neutras o triglicéridos.
(Melo, Melo & Cuamatzi, 2007)
7. Mencione
algunas reacciones comunes de los ácidos grasos.
Hidrólisis:
triglicéridos à ácido grasos + glicerol
Esterificación:
reacción inversa de hidrólisis.
Interesterificación:
separación de los esteres de los alcoholes sencillos por reacción directa con
la grasa, que desplazan al glicerol.
Saponificación con álcalis: grasa
+ álcali à glicerina + sal / jabón
de metal alcalino con el ácido graso.
.png)
(Bailey, 1984)
Conclusión
No se detectaron miliequivalentes de peróxido. Múltiples
análisis deben ser realizados con cantidades superiores de muestra para
confirmar el resultado. Como residuos de este análisis se generaron solución
acuosa con ioduros y tiosulfato, y mezcla de ácido acético- cloroformo con
aceite de oliva.
Bibliografía
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Reverte.
San Magín, Barcelona.
Badui, S. (1988). Diccionario de la Tecnología de los
Alimentos. D.F., Mx: Alhambra Mexicana
Bailey, A. (1984) Aceites y grasas
industriales: obra indispensable a químicos e ingenieros interesados en la
producción y fabricación de aceites y grasas. Reverte. New York, U.S.A.
CODEX
(2003) Norma del CODEX para Aceite de Oliva y Aceite de Orujo de Oliva.
Secretaría del Programa Conjunto FAO/OMS sobre Normas Alimentarias. FAO.
Doria,
M. (2009) Experimentos de química en microescala para nivel medio superior.
Universidad Iberoamericana. México.
Guarnizo, A. et al. (2009)
Experimentos de Química Orgánica, con enfoque en ciencias de la vida. Quindío,
Colombia.
Harris, D. (2007) Quantative
Chemistry Analysis. Reverte. New York, U.S.A.
Herrera, C. & Bolaños, N.
(2003) Química de alimentos, manual de laboratorio. Universidad de Costa Rica.
Licata, Marcela
(2010). Aceite de oliva: Composición y beneficios. Zonadiet.com
Melo, V.; Melo, V. & Cuamatzi, O.
(2007) Biochemistry of the Metabolic Process. Reverte. New York, U.S.A.
Miller, S. (2003) Guía práctica
para hacer Jabón. Paidotribo. Barcelona.
Pickering, W. (1980) Química analítica
moderna. Reverte. New York, U.S.A.
Sánchez,
T. (2003) Procesos de Elaboración de Alimentos y Bebidas. (1º ed) Ediciones
Mundi-Prensa.
Velásquez, G. (2006) Fundamentos de
alimentación saludable. Universidad de Antioquia. Medellín, Colombia.
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