definicion y clasificacion de los metodos de analisis de alimentos

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DEFINICION Y CLASIFICACION DE LOS METODOS DE ANALISIS

DEFINICION Y CLASIFICACION DE LOS METODOS DE ANALISISPara poder realizar el análisis químico de los alimentos, hay que auxiliarse de una de las másantiguas e importantes ramas de la química: “la química analítica”, la cual brinda las herramientasnecesarias para poder determinar quiénes son las sustancias que están presentes en los alimentosy en qué cantidades ellas se encuentran. Así, la química analítica puede definirse como la rama dela química que se ocupa de la identificación y cuantificación de un componente químico en unasustancia dada.De esta definición se deriva que la química analítica se divide en dos grandes campos deactuación: el análisis cualitativo, cuyo objeto es identificar cuales son los componentes que estánpresentes en una muestra, y el análisis cuantitativo, a través del cual se determina cuanto hay decada componente en la muestra evaluada.Para complementar cualquiera de estos objetivos (cualitativos o cuantitativos), el procedimiento delcual se vale la química analítica se denomina método analítico. El método analítico puede definirsecomo el conjunto de operaciones físicas y químicas que permite identificar y/o cuantificar un

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componente químico, al cual se denomina “analito” en el sistema material que lo contiene, al cualse le denomina “matriz”. Así por ejemplo, en la determinación de vitamina C en muestras denaranjas de diferentes variedades, las naranjas constituyen la “matriz” en la cual se deseadeterminar el “analito” (vitamina C). Atendiendo a las características del procedimiento analítico ydel principio general en el cual se fundamenta la determinación, los métodos de análisis químicopueden clasificarse en dos grandes grupos: métodos clásicos y métodos instrumentales.- Métodos químicos clásicos: Son los métodos más antiguos e involucran generalmente laaplicación de una reacción química en la que interviene el constituyente que se desea determinar.- Métodos instrumentales: Constituyen un conjunto de procedimientos basados en la medicióninstrumental de alguna propiedad físico-química del sistema estudiado.Los métodos cuantitativos de análisis clásico pueden clasificarse en:- Métodos de análisis gravimétrico: Se fundamentan en el hecho de que la determinación delanalito se alcanza midiendo directa o indirectamente su masa.- Métodos de análisis volumétrico: Los cuales se basan en la medida exacta del volumen de unasolución que contiene suficiente reactivo para reaccionar completamente con el analito.A pesar de que estos métodos son los más antiguos, debe señalarse que hoy en día conservan suvigencia y específicamente en el campo del análisis de los alimentos poseen una enormeaplicación para la cuantificación de una amplia gama de compuestos de gran importancianutricional. Muchos de los métodos clásicos sirven, incluso, como punto de comparación paradeterminar la utilidad de un nuevo método.

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ESQUEMA DE UN ANALISIS COMPLETOLo ideal sería contar con un método analítico que requiera del mínimo número de operaciones, conel mínimo de muestra, en el cual el resultado pueda ser obtenido de forma rápida y a bajo costo yque cuente con adecuados criterios de calidad.Ante esta realidad que hemos expuesto, contar con un método que reúna todas estascaracterísticas es prácticamente imposible, pero lo que sí debe quedar claro es que cuando se24concibe una metodología para enfrentar un determinado problema analítico, debe estar dirigida agarantizar al menos algunos de estos requerimientos.En la práctica nos enfrentamos a múltiples dificultades entre las que podemos citar la complejidadde la matriz, aspecto que desde el comienzo de la investigación debe ser cuidadosamentevalorado. Otra dificultad muy común es no contar con una metodología apropiada que se ajusteperfectamente a nuestra situación, que en muchos casos nos obliga a adoptar procedimientos yareportados en la literatura científica, o a cambiar algunos de los pasos fundamentales.Es necesario señalar que elaborar procedimientos analíticos no es fácil incluso para analistasexperimentados. Por otra parte cada vez aumentan más las exigencias de calidad para laaceptación de un método analítico, lo que exige esfuerzo y un riguroso tratamiento estadístico quepermita considerar el resultado como confiable.El camino que conduce al conocimiento de la composición total o parcial de una matriz requiereindiscutiblemente de esfuerzo intelectual, aptitud, experiencia, intuición y sobre todo de unadecuado criterio químico analítico. Este criterio tiene muchas veces más peso que ladisponibilidad de grandes y costosos instrumentos.La solución es llegar a una metodología analítica que permita transformar el material (matricesalimentarías, en nuestro caso) en una muestra medible y que a su vez obtengamos resultados quepuedan considerarse confiables. Para conseguir estos objetivos debe centrarse la atención tantoen las especies a analizar como en la matriz, lo cual es la base del denominado “EnfoqueAnalítico”.

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El Enfoque analítico es básicamente una cadena de operaciones que se construye a partir delcuestionamiento de aspectos esenciales para la realización del análisis. Veamos a continuaciónalgunas de las interrogantes que surgen a la hora de enfrentar un problema analítico:¿Qué especie (o especies) quiero medir y en que matriz se encuentran?¿En qué rango de concentraciones están presentes?¿Qué operaciones o procesos químicos, físicos o biológicos pueden afectar la concentración o laestabilidad de las especies objeto de estudio?¿Qué técnica analítica es la adecuada para el estudio de dichas especies?¿Qué componentes propios de la matriz pueden constituir interferencias en el análisis?¿Qué nivel de precisión y exactitud requiere el método analítico para cumplimentar el objetivopropuesto?¿Qué materiales y equipos se necesitan para ejecutar el proyecto?25Las respuestas a estas interrogantes permite conformar una metodología analítica que permitiráabordar de forma integral el análisis. Esta metodología se conoce también con el nombre de“Esquema de un análisis completo”, el cual pudiera definirse como una serie de etapas yoperaciones comunes a cualquier método analítico, que es necesario considerar a la hora derealizar el análisis. Este esquema está conformado básicamente por las siguientes etapas:

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- Definición de los objetivos- Selección del método analítico- Muestreo- Preparación de la muestra- Determinación- Cálculos, reporte e interpretación de los resultadosSELECCIÓN DE UN METODOLa selección del método analítico ha sido considerada siempre como una de las etapas de mayorimportancia en el esquema de un análisis completo. Para la correcta selección del métodoadecuado para la realización de un análisis es necesario considerar diferentes aspectos talescomo:- Características del analito: En este sentido debemos considerar la naturaleza química y laspropiedades fisicoquímicas del componente que se desea cuantificar. No existe ningún métodoanalítico universal, es decir que sea aplicable a la determinación de toda clase de analitos. Dehecho no se utilizan los mismos métodos para la determinación de sustancias orgánicas que parasustancias inorgánicas o para la determinación de sustancias de bajo y alto peso molecular. Sinembargo no basta con tener en cuenta las características del analito, sino que es tambiénimportante tener en cuenta las características de la matriz.- Características de la matriz: Obviamente dentro de las características importantes a considerarestá el estado de agregación y la complejidad de la matriz. No es lo mismo realizar un análisissobre un producto líquido que sobre uno sólido, puesto que la matriz ha de sufrir diferentestratamientos en función de su estado de agregación. Así mismo, estos tratamientos serán másengorrosos en la medida que la matriz sea más compleja, es decir, posea un mayor número decomponentes, puesto que entonces el método seleccionado ha de ser más específico a fin dedeterminar solo aquella sustancia que interesa (analito) en presencia de un gran número de otras

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sustancias que coexisten en la matriz. Si por el contrario, se trata de una matriz con un reducidonúmero de sustancias, resulta más fácil muchas veces la selección del método.- Validación del método analítico: El término validación está directamente relacionado con lapalabra calidad. En términos generales validación es el programa mediante el cual se establecenlos requisitos óptimos para cumplir el objetivo propuesto. De hecho pueden ser validados losmétodos analíticos, los instrumentos, el personal etc. y en este sentido aumentan cada día más lasexigencias a nivel internacional.La validación del método analítico es el proceso que permite establecer qué características delfuncionamiento del método analítico son adecuadas para la aplicación que se pretende. En estesentido es importante señalar que para obtener los mejores resultados deben considerarse todaslas variables del método, que incluyen la etapa de muestreo, la preparación de la muestra, ladetección y evaluación de los datos, es decir se deben considerar todas las etapas del esquema.El objetivo principal de la validación analítica es el de asegurar que un procedimiento analítico daráresultados reproducibles y confiables que sean adecuados para el propósito previsto.Hay importantes razones para validar los métodos de análisis. En primer lugar la validación es unaparte integral del desarrollo de un método analítico, en segundo lugar, las Buenas Prácticas deElaboración así lo exigen. Por otra parte y desde el punto de vista comercial los métodos validadospermiten obtener datos fiables por lo que se facilitan las transacciones comerciales basadas en laaceptación mutua de los resultados.

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Los requisitos o criterios de validación que debe cumplir un método analítico y que deben serdeterminados en el procedimiento de validación, según lo estipulado por diferentes organizacionesinternacionales tales como: NMKL, (1996); AOAC, (2000); Codex Alimentarius, (2001) y IUPAC(2002) son los siguientes:1. Exactitud· Precisión· Veracidad o Justeza2. Selectividad3. Linealidad4. Sensibilidad de calibrado5. Límite de detección y límite de cuantificación6. Tolerancia o fortaleza7. Robustez

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CONSIDERACIONES PARA LA TOMA Y PREPARACION DE MUESTRASCon el fin de evitar que se produzcan errores ajenos a la eficacia y exactitud del analista, hay queseguir los procedimientos correctos en la toma de muestras. Con frecuencia esto escapa al controldel químico, pero los procedimientos en cuestión pueden aplicarse una vez que se recibe lamuestra bruta en el laboratorio. La muestra debe ser lo más representativa del lote que se va aanalizar y la porción que se pesa para efectuar las diferentes determinaciones debe ser unafracción exacta del producto total.En análisis bromatológico, los resultados analíticos pueden variar entre límites más amplioscomparados con los demás casos de análisis cuantitativos (análisis de medicamentos, análisisindustriales diversos, etc.), esto es debido a la enorme variación existente en la composición de lasdiferentes partes constitutivas de una muestra de alimentos:- Las frutas y vegetales varían su contenido de azúcares, ácidos y agua, dependiendo de lacantidad de luz durante el periodo de crecimiento, del suelo, del clima, del grado de maduración yde las condiciones de almacenamiento y su duración.- Las carnes varían en su composición especialmente en el contenido de grasa; cuantitativamenteellas tienen la misma composición, variando principalmente según la edad del animal (tratándosede una misma especie).- Algunos nutrientes de los alimentos varían más que otros: el contenido de carbohidratos, grasas yproteínas de los alimentos vegetales es más constante que el de los alimentos minerales.Además de las variaciones anotadas debidas a la naturaleza misma del alimento, hay que tener encuenta las resultantes de su preparación, cuando se trata de alimentos elaborados:- Varios azucares pueden introducirse en los alimentos enlatados, en los alimentos endulzados obien como preservativo de las frutas (frutas en su jugo o cristalizadas).- La sal se agrega en cantidades variables en la preparación de encurtidos a los alimentosenlatados, etc.

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Fuera de lo anotado en cuanto a la variación de las sustancias constituyentes del alimento, hay quetener en cuenta, la anatomía y fisiología de las diferentes partes del alimento vegetal o animal,algunos constituyentes pueden localizarse en un área especial del vegetal:- Los aceites esenciales de los cítricos se localizan especialmente en las células situadas en lacapa amarilla- Los pigmentos de las antocianinas de ciertas uvas se localizan en las células del epitelio28Es decir, para que una muestra resulte representativa es necesario conocer la estructura y lacomposición del alimento que se analiza.En resumen, los errores que más se cometen al tomar la muestra son:- Descuido o negligencia en la selección de las porciones escogidas al azar para que estas seanrepresentativas de toda la sustancia. Esto se debe principalmente a negligencia del analista y seconsidera un error de operación.- Cambio en la composición de la sustancia durante el período en que se debe tomar la muestra,pérdida o absorción de humedad, pérdida de constituyentes volátiles, descomposición debido a laacción enzimática.- Dificultad para obtener una muestra representativa debido a la imposibilidad para controlar lavariación de la muestra: separación de cristales de azúcar en las melazas y jarabes concentrados,la separación de crémor tártaro en el jugo de uvas, etc.

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La preparación de una muestra para análisis significa una disminución cuantitativa de ella, lareducción en el tamaño de la partícula, así como también el proceso de mezclado de las diferentespartes que constituyen la muestra con el fin de obtener una sustancia homogénea. A continuaciónse describe la forma de preparar las muestras en alimentos con diferente consistencia:- Alimentos húmedos: Como es el caso de los productos cárnicos y de pescado, se pican en unabatidora mecánica y después se mezclan en un mortero. Este proceso es conveniente repetirlo almenos durante dos ocasiones antes de pasar la mezcla a un recipiente cerrado que debeconservarse refrigerado.- Alimentos líquidos: Se pueden homogenizar fácilmente por medio de la agitación, empleandouna licuadora a fin de tener una muestra lo más representativa posible.- Alimentos secos: Se deben pasar a través de un molino ajustable, manual o mecánico, ydespués mezclarlo en un mortero. En algunas ocasiones es conveniente pasar la harina maceradaa través de un tamiz de tamaño de malla adecuado- Alimentos Duros: Como por ejemplo el chocolate, tienen que rallarse.29- Alimentos embebidos en líquidos: En particular los que contienen frutas y vegetales en trozos,se separan del líquido y se tratan en una licuadora de alta velocidad. Aparte se puede analizar ellíquido en el que estaban embebidos.

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- Alimentos en estado coloidal: Especialmente los que contienen frutas y vegetales, sehomogenizan mejor con una batidora de alta velocidad teniendo precaución de que el batido novaya a originar separación de la grasa como en las cremas de ensalada o las cremas de sopa.- Las emulsiones grasas: Como la mantequilla o la margarina se calientan a 35 ºC en unrecipiente con tapa de rosca y se agitan. Los aceites que no estén claros se deben calentarligeramente (a veces la estearina se separa al enfriar). Por otra parte, la muestra caliente se filtra.Las grasas se filtran después de fundirlas, los antioxidantes presentes se pueden perder si se filtrala muestra a temperatura demasiado alta.- Las muestras a granel de materiales granulares o pulverulentos: Se realiza por cuarteo,según el siguiente procedimiento: Se depositan los gránulos o polvo sobre una gran hoja de papely se mezcla con una espátula. Se traza una cruz sobre el montón de material apilado y luego seeliminan dos de los segmentos opuestos y se vuelven a introducir en el paquete original. Secontinúa este procedimiento hasta que quede una muestra de unos 250 gramos que se transfiere aun frasco de muestras y se tapa herméticamente.

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un frasco de muestras y se tapa herméticamente.I II IIIFigura: Preparación de muestras por cuarteo. La muestra pulverizada se extiende formando uncuadrado que se divide en otros 4 cuadros. Los cuartos B y C se rechazan, los cuartos A y D semezclan para dar II. En las figuras II y III, los cuartos E, H, J y K serán rechazados; I y L serán lamuestra a analizar.A BC DE FG HI JK L30CONSERVACION DE LAS MUESTRASSi una vez que la muestra ha sido preparada adecuadamente, no es posible realizar el análisis enel mismo día, es preciso evitar los cambios en su composición, para ello es necesario conservarlaadecuadamente. Existen tres clases de cambios en los alimentos con el transcurso del tiempo:

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