Analisis_quimico_aplicado

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Teoría y práctica
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Universidad de
San Buenaventura
seccional cali
ISBN 978-958-8436-44-9
Los diferentes temas que se presentan en este texto constituyen una herramienta valiosa para el desarrollo de los proyectos que orienta el grupo de investigación 
Biotecnología, del Programa de Ingeniería Agroindustrial 
de la Universidad de San Buenaventura, seccional Cali. La 
caracterización de las materias primas de origen biológico, 
sus procesos y los productos terminados obtenidos, 
tanto alimentarios como no alimentarios, deben ser 
sometidos a análisis químico para determinar su 
calidad así como la eficiencia de los procedimientos 
agroindustriales implementados; la teoría que sirve 
de apoyo para estos procedimientos analíticos son 
presentados en este libro.
Análisis químico aplicado 
Teoría y práctica
Facultad de IngenIería
Programa de IngenIería IndustrIal
Análisis químico aplicado
Teoría y práctica
Jorge Durán Vanegas
2010
Universidad de San Buenaventura Cali 
Editorial Bonaventuriana
Título: Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Autor: Jorge Durán Vanegas
ISBN: 978-958-8436-44-9
Rector
Fray Álvaro Cepeda van Houten, OFM
Secretario
Fray Hernando Arias Rodríguez, OFM
Vicerrector académico
Juan Carlos Flórez Buriticá
Vicerrector Administrativo y Financiero
Félix Remigio Rodríguez Ballesteros
Directora de Investigaciones
Angela Rocío Orozco Zárate
e-mail: investigaciones@usbcali.edu.co
Director Proyección Social
Ricardo Antonio Bastidas
Coordinador Editorial Bonaventuriana
Claudio Valencia Estrada
e-mail: clave@usbcali.edu.co
© Universidad de San Buenaventura Cali
Impresión: Feriva S. A.
Universidad de San Buenaventura Cali
La Umbría, carretera a Pance
A.A. 25162
PBX: (572)318 22 00 – (572)488 22 22
Fax: (572)488 22 31/92
www.usbcali.edu.co – e-mail: editor@usbcali.edu.co
Cali - Colombia, Sur América
Este libro no puede ser reproducido total o parcialmente por ningún medio
sin autorización escrita de la Universidad de San Buenaventura Cali.
Cali, Colombia
Diciembre de 2010
5
Contenido
Introducción...................................................................................................11
CAPÍTULO I
Análisis de alimentos concentrados para animales........................................13
Composición general de los productos alimenticios. .....................................13
Toma de la muestra ........................................................................................16
Determinación de los caracteres organolépticos ...........................................18
Determinación de la humedad (método del horno) ......................................21
– Fundamento ..........................................................................................21
– Cálculos ................................................................................................24
Determinación del contenido de cenizas .......................................................25
– Fundamento ..........................................................................................25
– Cálculos ................................................................................................26
Determinación del contenido de grasas(separación por extracción). ...........27
– Fundamento ..........................................................................................27
– Cálculos ................................................................................................30
Determinación del contenido de proteínas (Método Kjeldahl) ....................31
– Fundamento ..........................................................................................31
– Cálculos ................................................................................................36
Determinación del contenido de celulosa (fibra) ..........................................38
– Fundamento ..........................................................................................38
– Cálculos ................................................................................................40
Determinación de carbohidratos solubles ......................................................41
– Fundamentos ........................................................................................41
– Cálculos ................................................................................................46
6
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Bibliografía recomendada ...............................................................................48
CAPÍTULO II
Análisis de jabones .........................................................................................51
Información general del producto ..................................................................51
Composición general de los jabones ..............................................................52
Propiedades de los jabones .............................................................................55
Detergentes ....................................................................................................58
Análisis de jabones .........................................................................................61
Toma de la muestra ........................................................................................61
Caracteres organolépticos ..............................................................................62
Determinación del pH de una solución del jabón .........................................62
– Fundamento ..........................................................................................62
– Cálculos ................................................................................................64
Determinación de la humedad y materias volátiles
(método del horno). .......................................................................................65
– Fundamento ..........................................................................................65
– Cálculos ................................................................................................65
Determinación del contenido de humedad por destilación ..........................66
– Fundamento ..........................................................................................66
– Cálculos ................................................................................................67
Determinación del contenido de ácidos grasos totales. .................................68
– Fundamento. .........................................................................................68
– Cálculos ................................................................................................68
Determinación del agua equivalente a ácidos grasos. ....................................70
– Fundamento ..........................................................................................70
– Cálculos ................................................................................................70
Determinación del contenido de anhídridos grasos.......................................71
– Fundamento ..........................................................................................71
– Cálculos ................................................................................................71
Determinación del álcali combinado. ............................................................71
– Fundamento ..........................................................................................71
– Cálculos ................................................................................................72
Determinación del contenido de jabón real o jabón anhidro ........................73
– Fundamento ..........................................................................................73
– Cálculos ................................................................................................73Contenido
7
Determinación del titer ..................................................................................73
– Fundamento ..........................................................................................73
– Cálculos ................................................................................................74
Determinación del índice de yodo .................................................................74
– Fundamento ..........................................................................................74
– Cálculos ................................................................................................76
Determinación del índice de saponificación ..................................................77
– Fundamento ..........................................................................................77
– Cálculos ................................................................................................78
Bibliografía recomendada ...............................................................................79
CAPÍTULO III
Análisis de leches ...........................................................................................81
Información general acerca del producto. .....................................................81
Toma de muestra y conservación. ..................................................................84
Determinación de los caracteres organolépticos ...........................................84
Ensayo de la reductasa (bacterias) .................................................................85
– Fundamento ..........................................................................................85
– Cálculos ................................................................................................87
Determinación de la gravedad específica. .....................................................89
– Fundamento ..........................................................................................89
– Cálculos ................................................................................................90
Determinación del contenido de sólidos totales ............................................90
– Fundamento ..........................................................................................90
– Cálculos ................................................................................................91
Determinación del contenido de cenizas .......................................................92
– Fundamentos. .......................................................................................92
– Cálculos ................................................................................................93
Determinación de la acidez (titulable). .........................................................93
– Fundamento. .........................................................................................93
– Cálculos ................................................................................................94
Determinación de la presencia de preservativos formol y H2O2) ..................96
– Fundamento ..........................................................................................96
– Cálculos ................................................................................................97
Determinación del contenido de caseína ......................................................98
– Fundamento ..........................................................................................98
– Cálculos ................................................................................................99
8
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Determinación del contenido de albúmina .................................................101
– Fundamento ........................................................................................101
– Cálculos ..............................................................................................102
Prueba del calentamiento (storch) ..............................................................102
– Fundamento ........................................................................................102
– Cálculos ..............................................................................................102
Bibliografía recomendada .............................................................................103
CAPÍTULO IV
Análisis de aceites y grasas (vegetales y animales) ......................................105
Información general acerca del producto. ...................................................105
Composición general y propiedades .............................................................106
Análisis de aceites y grasas ...........................................................................109
Toma, preparación y conservación de muestras...........................................109
Determinación de los caracteres organolépticos .........................................110
Prueba de la sencatividad ............................................................................110
– Fundamento ........................................................................................110
– Cálculos ..............................................................................................111
Determinación del contenido de humedad (destilación) ............................111
– Fundamento ........................................................................................111
– Cálculos ..............................................................................................112
Determinación del índice de saponificación (I.S) .......................................112
– Fundamento ........................................................................................112
– Cálculos ..............................................................................................117
Determinación del contenido de ácidos grasos solubles ..............................118
– Fundamento ........................................................................................118
– Cálculos ..............................................................................................120
Determinación del contenido de ácidos grasos insolubles ...........................121
– Fundamento. .......................................................................................121
Determinación del índice de yodo ...............................................................122
– Fundamento ........................................................................................122
– Cálculos ..............................................................................................124
Determinación de la rancidez ......................................................................125
– Fundamento. .......................................................................................125
– Cálculos. .............................................................................................126
Bibliografía recomendada .............................................................................128
Contenido
9
CAPÍTULO V
Análisis de cervezas ......................................................................................129
Información y composición del producto. ...................................................129
Toma y preparción de la muestra .................................................................132
Determinación de los caracteres organolépticos .........................................132
Determinación de la densidad .....................................................................132
– Fundamento. .......................................................................................132
– Cálculos. .............................................................................................133
Determinación del extracto aparente ..........................................................133Determinación del contenido de cenizas .....................................................133
– Fundamento. .......................................................................................133
– Cálculos. .............................................................................................133
Determinación del pH. ................................................................................134
– Fundamento. .......................................................................................134
Determinación del contenido de proteínas .................................................134
– Fundamento. .......................................................................................134
– Cálculos. .............................................................................................135
Determinación de la acidez total .................................................................135
– Cálculos. .............................................................................................136
Determinación del grado alcohólico. ...........................................................137
– Fundamento. .......................................................................................137
– Cálculos. .............................................................................................138
Determinación del extracto real (% sacarosa) .............................................138
Determinación del estracto del mosto original o gradosacarométrico ........138
– Fundamento. .......................................................................................138
– Cálculos. .............................................................................................138
Bibliografía recomendada .............................................................................139
11
Los diferentes temas que se presentan en este primer volumen son una he-
rramienta valiosa para el desarrollo de los proyectos que orienta el grupo de 
investigación en Biotecnología, del Programa de Ingeniería Agroindustrial, 
de la Universidad de San Buenaventura, seccional Cali. Las materias primas 
de origen biológico deben ser caracterizadas; se ha de evaluar la eficiencia de 
los procesos agroindustriales implementados y los productos obtenidos, tanto 
alimentarios como no alimentarios, deben ser sometidos a análisis químicos 
para determinar su calidad. La teoría que sirve de apoyo a estos procedimientos 
analíticos es presentada en este libro.
El analista tiene la oportunidad de integrar y de ordenar las ideas y fundamentos 
teóricos en que se basan las técnicas analíticas aplicadas en la caracterización de 
productos tales como alimentos concentrados para animales, cervezas, leches, 
aceites, grasa y jabones. Estos análisis son valiosos en el desarrollo metodológico 
de los proyectos de investigación que involucran procedimientos químicos.
El tratamiento teórico permite estudiar los fundamentos químicos y físicos de 
cada determinación, hacer los cálculos respectivos y adquirir una visión clara y 
precisa de cada una de las técnicas y los equipos de uso común en laboratorios 
químicos.
Introducción
12
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Los diferentes procedimientos que se presentan han sido estandarizados por 
medio de diseños experimentales estadísticos y verificados en las prácticas 
de laboratorio realizadas por estudiantes en los laboratorios de química de la 
Universidad de San Buenaventura desde 1999.
Jorge Antonio Durán V.
Químico, M.Sc. en Educación y Desarrollo Humano
Grupo de Investigación Biotecnología, Programa de Ingeniería Agroindustrial
Santiago de Cali, septiembre de 2010
13
Composición general de los productos alimenticios
La composición de los alimentos es muy variada y su valor nutritivo es diferente: 
algunos tienen muchas de las sustancias imprescindibles para el organismo y 
otros solo unas pocas.
En términos generales, el alimento cumple un triple papel en el organismo:
– Lo abastece del material plástico necesario para la formación de sus tejidos 
y de los elementos para su constante restauración.
– Le suministra energía que requiere para la actividad y el trabajo.
– Lo provee de vitaminas (reguladores de sus funciones vitales), y sustancias 
a partir de las cuales se crean las reguladoras.
Las sustancias que cumplen parcial o totalmente las tres funciones anteriores 
se denominan sustancias nutritivas y son fundamentales para la vida; actúan 
con la ayuda de los fermentos (catalizadores biológicos).
Puede entenderse que los alimentos son fuente de energía para el organismo a 
partir del siguiente esquema:
CAPÍTULO I
Análisis de alimentos 
concentrados para animales
14
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Las plantas acumulan energía por medio del proceso llamado fotosíntesis, el 
cual requiere luz para convertir el dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O) 
en carbohidratos, así:
Energía (Luz)
 X CO2 + Y H2O CX (H2O)Y + XO2
El carbohidrato CX (H2O)Y lleva acumulada una cantidad de energía E que 
puede ser expresada en (calorías / gramo).
Por ejemplo, en las plantas puede ocurrir:
Energía (Luz)
12 CO2 + 11 H2O C12 (H2O)11 + 12O2
El carbohidrato C12 (H2O)11 ó C12H22O11 acumula (absorbe) una cantidad de 
energía
E=1.350 Kcalorías / mole de C12H22O11 = 1.350 Kcalorías / 342g de C12H22O11
Y por tanto, E = 3.95 Kcal / g de C12H22O11.
Este valor implica que por cada gramo de C12H22O11 producido las moléculas 
correspondientes a dicho peso acumulan una cantidad total de energía igual a 
3.95 Kcal. Estos valores se han obtenido por medio de análisis calorimétrico.
La etapa anterior indica que hay una cantidad de energía acumulada y disponible 
para ser usada, bien sea directamente de las plantas (alimentos vegetales) o de 
animales que hayan consumido dichas plantas (alimentos animales).
Luego, un organismo dado toma la energía que necesita para consumir y descom-
poner (por digestión – oxidación) los compuestos anteriores (que tienen E), así:
Enzimas
C12H22O11 + 12O2 12CO2 + 11H2O + E
En donde E = 3.95 Kcal por cada gramo de C12H22O11 que se oxida en el pro-
ceso de alimentación.
Otra interpretación de aquel valor de energía es que al oxidarse cada gramo de 
C12H22O11 produce una cantidad de energía suficiente para elevar la temperatura 
de 1.000 gramos de agua en 3.95 °C.
15
Por último, podría agregarse que la cantidad total de energía que un adulto 
necesita diariamente es en promedio unas 1.600 Kcal por día.
Una de las clasificaciones de la composición general de un producto alimenticio 
está basada en las sustancias que comúnmente se encuentran en la mayoría de 
ellos, así:
1. Sustancias minerales (agua, sustancias de ceniza, etc.).
2. Vitaminas (A, B, C, etc.).
3. Ácidos presentes en estado libre o como sales.
Otra clasificación se basa en los constituyentes naturales y extraños:
1. Constituyentes naturales.
a. Elementos orgánicos (C, N, H).
b. Grupos constituyentes.
– Agua.
– Proteína o sustancias nitrogenadas (proteínas puras, aminoácidos, purinas 
y bases, amoníaco, nitratos).
– Grasa, aceite o extracto etéreo (grasas verdaderas, aceites volátiles).
– Extracto libre de nitrógeno o “nifext” (hidratos de carbono, ácidos orgánicos, 
taninos).
– Fibras (celulosa, lignina, cutina).
– Cenizas (principales elementos minerales: aluminio, hierro, calcio, magnesio, 
potasio, sodio, fósforo; elementos menores o trazas como arsénico, bromo, 
cobalto, cobre, plomo, selenio, estaño y zinc).
– Alcoholes (etanol, metanol, glicerina).
– Vitaminas.
– Colorantes naturales.
2. Constituyentes extraños.
a. Colorantes artificiales.
b. Conservanates químicos o preservantes.
En general, un análisis químico completo de productos naturales vegetales 
debe incluir, al menos: contenido de agua, proteína, grasa, extracto libre de 
nitrógeno, fibra y ceniza.
Análisis de alimentos concentrados para animales
16
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
El objeto del análisis de unproducto alimenticio es averiguar cuáles son sus 
constituyentes y cuánto contiene de cada uno. Además, sirve para conocer el 
valor alimenticio del producto y para identificar las sustancias adulterantes o 
fraudulentas que pueden habérsele agregado al producto original.
Para llevar el control de calidad es necesario, además, realizar análisis permanen-
temente del producto, lo cual implica conocer completamente el fundamento 
químico y físico de cada una de las determinaciones.
Toma de la muestra
Aunque para cada tipo de producto o muestra deberán consultarse las técnicas 
de muestreo recomendadas, hay algunos criterios generales que deben tenerse 
presentes.
Para cualquier análisis, la muestra que se toma ha de ser lo más representativa 
posible del lote que se recibe para analizar. Representa no sólo en cuanto a 
calidad, sino en cuanto a cantidad de la muestra escogida.
En análisis de alimentos los resultados obtenidos en cada una de las determina-
ciones pueden variar entre límites más amplios de los que se obtienen para otro 
tipo de productos (por ejemplo, análisis industriales, análisis de medicamentos, 
etc.). La razón es que existe una gran variación de la composición de los di-
ferentes constituyentes según el tipo de alimento que se analice y según otros 
factores. Así, por ejemplo, las carnes tienen la misma composición cualitativa, 
pero la composición cuantitativa es diferente según la edad del animal de la 
misma especie.
Por otra parte, cuando el alimento que se va a analizar es un producto ya ela-
borado es necesario tener presente las variaciones de su composición debidas a 
su preparación (por ejemplo, aditivos y preservantes de los enlatados).
Es necesario también tener presente la anatomía y fisiología de las diferentes 
partes del alimento animal o vegetal. Puede haber, por ejemplo, algunos cons-
tituyentes de una muestra vegetal que estén presentes en toda la planta, pero 
con concentraciones diferentes en cada parte; otros pueden estar localizados 
en regiones específicas.
17
El caso anterior implicaría que para hacer un muestreo representativo de ese 
tipo de producto sería necesario tomar una cantidad suficiente de la sustancia 
para compensar su variabilidad.
En general algunos de los errores que se cometen más comúnmente son los 
siguientes:
– Descuido en la selección de las porciones de la muestra que se toman al azar 
para que sean representativos.
– Cambio de la composición de la muestra durante el período de almacena-
miento y muestreo (por ejemplo, absorción o pérdida de humedad, pérdida 
de sustancias volátiles y descomposición por almacenamiento prolongado).
Un muestreo representativo se complementa con una conservación adecuada 
de la muestra. Los cambios en composición de la muestra ya preparada pueden 
ser debidos a los siguientes factores principales:
– Cambios en la composición debido a la acción de microorganismos.
– Cambios en la composición debido a la acción de las enzimas (especialmente 
las hidrolíticas).
– Evaporación o absorción de humedad y oxidación debida al aire.
Para disminuir los cambios en composición debidos a la acción de microor-
ganismos se pueden emplear preservantes químicos (por ejemplo, salicilatos, 
benzoatos, entre otros. Sin embargo, la acción de los microorganismos depende 
de la naturaleza de la muestra, del contenido de humedad, de la temperatura y 
tiempo de almacenamiento y de la presencia de sustancias tales como ácidos.
Para disminuir los cambios debidos a la acción de las enzimas se recomienda 
hacer un calentamiento previo de la muestra y someterla a congelamiento en-
vuelta en papel impermeable o de aluminio, o en recipientes herméticos. Para 
evitar los cambios de absorción o evaporación de humedad, la muestra debe 
guardarse en recipientes de vidrio con tapón esmerilado.
En resumen, el muestreo consta de tres pasos fundamentales: la preparación 
de la muestra, el muestreo propiamente dicho y la conservación de la muestra 
escogida. La preparación de la muestra implica generalmente la reducción de 
la cantidad recibida, la disminución del tamaño de las partículas (molienda) 
y mezcla de las partes constituyentes para obtener así homogeneidad. Si la 
muestra es líquida bastará una agitación apropiada y si es sólida será necesario 
Análisis de alimentos concentrados para animales
18
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
una trituración o molienda preliminar. Durante la molienda deberá evitarse la 
descomposición de la muestra por acción del calor resultante del frotamiento.
Por último, valga anotar que los análisis siempre deberán realizarse a la mayor 
brevedad posible, para evitar los cambios anotados anteriormente.
Determinación de los caracteres organolépticos
Las características organolépticas se refieren a las percepciones sensoriales de 
un determinado objeto o muestra. Estas percepciones están íntimamente rela-
cionadas con los hábitos alimenticios, y producen aceptación o rechazo hacia 
determinado alimento.
En un análisis químico los estímulos sensoriales se usan como un complemento 
del análisis e identificación de una muestra dada.
Para nuestro propósito, los estímulos sensoriales de interés son:
– El sentido del gusto.
– El sentido del olfato.
– El sentido visual.
– El sentido dactilar.
– En algunos casos se usa el sentido auditivo.
Es indudable que existe una gran dificultad para expresar los diversos grados 
con que distintas personas perciben cada una de las sensaciones anteriores en 
un producto dado. Sin embargo, algunas consideraciones generales servirán de 
base para que el reporte del análisis de caracteres organolépticos tenga algún 
significado menos vago.
Además, es necesario tener en cuenta que no todas las sensaciones pueden 
verificarse en cualquier producto y mucho menos cuando es desconocido. Así, 
por ejemplo, el sentido del gusto muchas veces es un test confirmativo más que 
una prueba concluyente sobre la identificación de una sustancia, máxime cuando 
la muestra puede contener sustancias venenosas o perjudiciales para la salud.
Igualmente, para un test como el del olor es necesario tener precauciones con 
materiales tóxicos tales como los vapores de HCN (Ácido Cianhídrico). Sin 
embargo, las precauciones también dependerán del tipo de cada muestra y del 
19
conocimiento que se tenga de ellas. Las siguientes consideraciones pueden 
aclarar algo esta situación:
– Con respecto al sentido del gusto o análisis de sabor, se entiende no solo la 
respuesta de los sentidos hacia los materiales solubles en la boca sino también 
a la apreciación estética, es decir, a la calidad general de la muestra.
– Desde el punto de vista de la ciencia de los alimentos, el sentido del gusto 
tiene especial interés por el papel que tiene en la selección, reconocimiento 
y aceptación de los distintos tipos de alimentos, además de sus aspectos 
placenteros.
– La sensación del gusto se inicia por el contacto de una solución acuosa de 
una sustancia con las papilas sobre la superficie de la lengua y las regiones 
adyacentes de la boca y la garganta. En este aspecto, el gusto difiere del 
olfato, el cual reacciona primordialmente con sustancias presentes en gases.
– Hay un gran número de las distintas calidades en que se pueden clasificar 
las sustancias según el gusto, pero parece ser que todas ellas son solo com-
binaciones de cuatro calidades fundamentales. Para nuestro propósito usa-
remos estas cuatro calidades para expresar el sabor de un producto cuando 
se requiera:
– Dulce (sweet).
– Ácido (sour).
– Salado (salty).
– Agrio (bitter).
Las respuestas sensoriales del gusto a cada una de las categorías anteriores 
parecen ser bastante específicas especialmente cuando se están examinando 
constituyentes orgánicos. También hay evidencia de que la respuesta del sentido 
del gusto a cada una de las categorías está influenciada por diversos factores, 
tales como pH, porcentaje de disociación, condiciones ambientales, como: 
temperatura, agua y luz, además de quepuede haber interacción entre estas 
cuatro categorías del sabor.
La sensación de sabor dulce (sweet) es aquella sensación que es típicamente pro-
ducida por productos azucarados o endulzados. Químicamente estas sensaciones 
también son producidas por una gran variedad de compuestos hidroxi-alifáticos 
no ionizados, especialmente alcoholes, glicoles y azúcares.
Análisis de alimentos concentrados para animales
20
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
La sensación de sabor salino o salado (salty) es la típicamente producida por el 
cloruro de sodio o sal de cocina (NaCl). Generalmente esta misma sensación 
es producida por la presencia de compuestos tales como los cloruros, bromuros, 
yoduros, nitratos, y sulfatos de potasio (K) y litio (Li).
La sensación de sabor ácido o acidez (sour) es la producida por sustancias 
ácidas, aunque no todos los ácidos producen esta sensación (por ejemplo, los 
aminoácidos dan sabor dulce y el ácido pícrico es agrio). Algunos ácidos que 
producen este típico sabor son los siguientes: tartárico, cítrico y acético, en 
orden decreciente de intensidad.
El sabor agrio (bitter) es típico de estímulos producidos por alcaloides tales como 
la quinina, la cafeína y la estricnina. Generalmente los productos que dan este 
tipo de sensación o sabor son dañinos para el organismo humano.
Como se ve claramente de la presentación anterior, por el momento usaremos 
el análisis cualitativo del sabor pues la intensidad de cada categoría es difícil 
expresarla cuantitativamente (aunque existen algunas escalas para tal fin).
Con respecto al sentido del olfato, puede decirse que también regula el proceso 
nutritivo, en cuanto que los olores al reaccionar con ellos aunque por lo común 
dejan un ligero olor residual. Por otra parte, los desodorantes pueden dismi-
nuir los malos olores reaccionando con ellos y dejando un ligero olor residual. 
Si la reacción es completa, ningún olor permanece. El olor es percibido más 
frecuentemente en compuestos que contienen carbono(C), hidrógeno (H), 
nitrógeno (N), oxígeno (O) y azufre (S), lo mismo que algunos compuestos 
derivados de halógenos y de fósforo (P), arsénico (As), selenio (Se), boro (B), 
antimonio (Sb) y silicio (Si). Una de las clasificaciones de los olores sugiere 
seis clases: fragante, etéreo, resinoso, de especies, quemado y pútrido. En el 
presente trabajo y ya que el reporte del análisis olfativo es cualitativo, bastará 
usar la siguiente clasificación:
– Fragante (típico del metil salicilato).
– Ácido (típico de una solución de ácido acético al 20%).
– Quemado (típico del guayacol).
– Caprílico (típico del 2,7-dimetil octano).
Con respecto al análisis visual, el color y otros aspectos de apariencia física 
influencian la apreciación del producto. El color del producto puede reportarse 
por comparación con los colores que forman el espectro visible, desde el violeta 
hasta el rojo. Podrá reportarse además la apariencia física del producto (sólido, 
21
líquido, gaseoso, etc.) y cualquier otra característica importante que visualmente 
se perciba por el analista, y agregarse características tales como las geométricas 
(forma y tamaño de las partículas, etc.).
En cuanto al sentido dactilar o sensaciones obtenidas por examen con los dedos, 
pueden mencionarse algunas características mecánicas y otras generales. En las 
características mecánicas pueden incluirse:
– Dureza (suave, firme o duro).
– Viscosidad (delgado o viscoso).
– Elasticidad (plástico, elástico).
– Adhesividad.
– Rugosidad (Rugoso, liso semirrugoso).
Otras características más generales podrían incluir:
– Contenido o grado de humedad (seco, húmedo, acuoso).
– Contenido de grasas (aceitoso, grasoso).
En resumen, con respecto a los caracteres organolépticos de una muestra que se 
desea analizar es obvio que cuantas más características se informen, habrá menos 
ambigüedades y se podrá identificar de manera precisa el producto analizado. 
Es de advertir que por la naturaleza cualitativa de los caracteres organolépticos 
de una muestra, estos datos son solo un complemento del análisis total que se 
realiza para identificar y definir completamente el producto. Por último, es con-
veniente e interesante incluir además en el informe del análisis, las características 
comerciales del producto (nombre, precio, fabricante, especificaciones, lote).
Determinación de la humedad (método del horno)
Fundamento
El contenido de humedad de un alimento puede variar considerablemente según 
su naturaleza: entre 5% y hasta 95% por peso.
La determinación del contenido de humedad (H2O) de una muestra es impor-
tante por varias razones. Por una parte, los resultados analíticos de cualquier 
determinación son diferentes si la muestra está perfectamente seca o si con-
tiene algo de humedad. Conociendo el contenido de humedad de la muestra, 
Análisis de alimentos concentrados para animales
22
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
los resultados tendrán un significado más real, pues podrán, por ejemplo, ser 
convertidos a base seca o base húmeda.
Por otra parte, el agua es uno de los constituyentes de los alimentos que deter-
minan, entre otras cosas, el valor calórico del producto y su estabilidad durante 
el almacenamiento. La humedad es, pues, uno de los índices de calidad de un 
producto.
El método a emplearse varía según la composición y tipo de alimento. Una de 
las principales dificultades consiste en obtener una separación completa del 
agua del producto (agua de humedad), sin descomponerlo. La facilidad para 
determinar la humedad depende de la forma como el agua se encuentre en el 
producto y de la naturaleza de los otros constituyentes.
Generalmente el agua en el alimento puede encontrarse en tres formas distintas:
– Químicamente combinada con otras sustancias como agua de hidratación, 
hidratos de carbono e hidratos de varias sales.
– Como medio dispersante de los coloides o como solvente de los cristales 
(agua libre).
– Absorbida en la superficie de las partículas coloidales, en las paredes celulares 
y en los constituyentes de las células (proteínas, celulosa, almidón).
La clasificación de los métodos para determinar el contenido de humedad 
puede ser:
– Métodos basados en la separación del agua del producto sólido y su medida 
posterior, bien sea por expulsión térmica (pérdida de peso), o por destilación 
del agua con un solvente apropiado (medida del volumen de agua).
– Métodos que se basen en la medida de alguna propiedad física del producto, 
la cual varía con el contenido de humedad (índice de refracción, gravedad 
específica, etc.),y que usen un patrón de referencia.
– Métodos basados en la reacción química del agua, con formación de hidratos.
En el método del horno (expulsión térmica del agua) la práctica más simple 
consiste en calentar en la estufa una cantidad pesada (en la balanza analítica, 
hasta la décima de miligramo) de la muestra a una temperatura y durante un 
tiempo suficientes como para asegurar que la mayor parte de la humedad posible 
de evaporar, se evapore. Al cabo de este período, se deja enfriar la muestra y se 
23
pesa nuevamente. El procedimiento anterior de calentamiento se repite hasta 
que la diferencia entre las dos últimas pesadas sucesivas, no sea mayor de unos 
5 miligramos. Esto se denomina “peso constante”. Teóricamente el agua ebulle 
(se evapora) a una temperatura de 100 °C, cuando la presión atmosférica del 
lugar es de 760 Torr (760 mmHg). Al disminuir la presión, la temperatura de 
ebullición también decrece por debajo de 100 °C.
Generalmente en el método del horno la muestra se calienta a una temperatura 
entre 95 °C y 130 °C (dependiendo del tipo de muestra) y por un tiempo de 
media hora, con repetición del calentamiento y pesada hasta “peso constante”; 
sin embargo, aquellos productos que se descomponen fácilmente (por ejemplo, 
los ricos en contenido de celulosa) deberán calentarse a una temperatura más 
baja (inferior a 70 °C).
La cantidad de muestra que se recomienda pesar,depende del tipo de produc-
to que se va a analizar; lo más común es que la muestra pese unos 5 gramos 
aproximadamente.
Con respecto a la exactitud de esta determinación hay varios factores que 
pueden engendrar causas de error. Algunos de estos factores:
– La tendencia que tiene el agua absorbida en el producto a difundirse hacia 
el centro de la masa y formar una película gruesa, de donde se separa difícil 
y lentamente. Esto puede evitarse si se aumenta el área superficial expuesta 
a la evaporación, bien sea pulverizando y esparciendo más la muestra o bien, 
mezclándola con una sustancia inerte y pulverizada.
– La descomposición de algunos constituyentes de la muestra a temperaturas 
relativamente bajas (por ejemplo, los azúcares entre 70 °C-100 °C), con 
desprendimiento de agua y otras materias volátiles.
– La presencia en el producto de otras materias volátiles diferentes al agua 
(por ejemplo, el alcohol y ácidos volátiles). En este caso la alternativa puede 
ser expresar el resultado como “humedad y materias volátiles” o cambiar de 
método.
– La dificultad de eliminar totalmente el agua ocluída o absorbida en el pro-
ducto.
– La higroscopicidad o tendencia a absorber humedad de la atmósfera, por 
parte de la muestra. Para evitar esto es necesario pesar lo más rápido posible 
Análisis de alimentos concentrados para animales
24
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
la muestra o usar recipientes especiales que disminuyan la absorción de la 
humedad.
Cálculos
El contenido de humedad en la muestra se expresa como porcentaje por peso 
de agua. El proceso que se efectúa en el método de la expulsión térmica es:
Muestra (húmeda) + Calor Muestra (seca)−H2O
Es evidente que el porcentaje por peso de agua puede expresarse en “base hú-
meda” (muestra húmeda) o en “base seca” (muestra seca).
La expresión de la humedad en “base húmeda” es:
x 100
Gramos de muestra pesados
Gramos de H2O evaporados
% H2O =
En la práctica, generalmente la muestra húmeda se toma sobre un vidrio de 
reloj, previamente lavado, secado, enfriado y pesado, o sea:
x 100
(Pv, m.h. − Pv)
(Pv, m.h − Pv, m.s.)
% H2O =
En donde:
Pv= Peso en gramos del vidrio de reloj.
Pv, m.h. = Peso en gramos del vidrio de reloj más la muestra húmeda (inicial).
Pv, m.s. = Peso en gramos del vidrio de reloj más la muestra seca, o sea, la última 
pesada de la muestra que se obtuvo al llegar hasta peso constante.
25
Determinación del contenido de cenizas
Fundamento
Por cenizas se entiende el residuo inorgánico que se obtiene después de inci-
nerar la materia orgánica presente en la muestra. La composición de la ceniza 
resultante depende de la naturaleza del producto que se calcina y del método 
de incineración. Sin embargo, las cenizas generalmente están constituidas por 
óxidos de varios elementos como por ejemplo, sodio (Na), calcio (Ca), magnesio 
(Mg), hierro (Fe), etc., sales minerales (carbonatos, sulfatos, silicatos, cloruros) 
y en algunos casos existen trazas de ciertos elementos como aluminio (Al) y 
cobre (Cu).
La determinación del contenido de cenizas de un producto es importante por 
diversas razones: en algunos casos es una medida de la pureza del producto; en 
otros casos, es un indicativo de la naturaleza del producto analizado; también 
sirve para determinar si la muestra contenía sustancias adulterantes o metales 
nocivos para la salud.
Para determinar el contenido total de cenizas de un producto, la práctica más 
simple consiste en incinerar una cantidad pesada de la muestra, de tal forma 
que se obtenga una combustión total de la materia orgánica presente y se con-
tinúa calentamiento hasta que las cenizas resultantes tengan un color uniforme 
(generalmente blanco o gris), estén libres de partículas de carbón y hasta lograr 
peso constante.
La temperatura (del horno o mufla) ha de ser lo suficientemente alta como 
para efectuar la combustión total, pero lo suficientemente baja como para que 
no ocurra descomposición y ni volatilización de los componentes minerales. 
Si el producto contiene inicialmente demasiada humedad, deberá hacerse un 
secado antes de la incineración. Una vez que la muestra se encuentre lista, el 
procedimiento más recomendado consiste en iniciar la incineración de manera 
progresiva y lenta para evitar la pérdida de material por decrepitación o esta-
llido. Para realizar esta incineración progresiva puede usarse inicialmente el 
mechero (se dispone el recipiente en el cual está la muestra para incinerar, en 
forma oblicua y en la parte externa se calienta suavemente el fondo de dicho 
recipiente hasta que no se observe producción de humos), o también colocar 
el recipiente en la puerta o entrada de la mufla durante unos minutos. En defi-
nitiva hay que evitar que la muestra se infle y estalle por calentamiento inicial 
Análisis de alimentos concentrados para animales
26
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
excesivo, pues ocurre la consiguiente pérdida de material e implica la repetición 
de esta determinación.
En cuanto a las condiciones más óptimas para la determinación de cenizas, es 
necesario tener presente entre otras: 1) Los recipientes más adecuados para 
efectuar la calcinación, 2) La temperatura, 3) Duración de la calcinación.
– Entre los recipientes más adecuados para realizar la incineración están 
aquellos hechos de platino, aunque son más costosos. También se usan los 
fabricados de sílice (aunque son atacados por las cenizas que tienen reacción 
alcalina debido, por ejemplo, a la transformación de sales orgánicas en car-
bonatos alcalinos CO3−2. Probablemente los recipientes de uso más común 
y menos costosos son los crisoles de porcelana (tienen el inconveniente de 
que pierden peso con las calcinaciones sucesivas, lo cual implica trabajo y 
pesadas muy cuidadosas).
– La temperatura recomendada para la determinación de cenizas en esta clase 
de productos está en el rango 550-650 °C, pues a una temperatura mayor se 
corre el riesgo de tener pérdidas de sustancias volátiles.
– El tiempo de calcinación no es muy específico aunque la incineración inicial 
puede hacerse hasta por dos horas al cabo de las cuales se pesa nuevamente 
el recipiente con la muestra, previamente enfriado. La operación se repite 
a intervalos de ½ hora a 1 hora hasta obtener peso constante. En algunos 
casos, pueden agregarse sustancias que aceleran la obtención de las cenizas 
claras, las cuales obviamente no deben reaccionar con éstas para no cambiar 
su composición.
En las cenizas totales obtenidas pueden determinarse, además, las cenizas 
solubles y las insolubles en agua. En estas últimas pueden determinarse las sus-
tancias minerales agregadas como fraude en el producto original (por ejemplo: 
arena, aserrín, talco).En las cenizas totales también pueden hacerse algunas 
determinaciones especiales (como cantidad de fósforo, cloruros, azufre tota).
Cálculos
El contenido de cenizas se expresa como porcentaje por peso de cenizas en la 
muestra tal cual (o base húmeda):
Muestra húmeda + Calor Cenizas 
27
x 100
Gramos de muestra tomados
Gramos de ceniza obtenidos
% Cenizas =
x 100
Pc.p., m.h. − Pc.p.
Pc.p., m.c. − Pc.p.
% Cenizas =
En donde:
Pc.p. = Peso en gramos del crisol de porcelana.
Pc.p., m. h.= Peso en gramos del crisol de porcelana más muestra húmeda 
(inicial).
Pc.p., m.c. = Peso en gramos del crisol de porcelana más las cenizas en su última 
pesada, o sea, cuando se obtuvo peso constante.
Determinación del contenido de grasas 
(separación por extracción)
Fundamento
Las grasas son ésteres de la glicerina o glicerol:
CH2
CH
CH2
OH
OH
OH
Tienen la fórmula general C3H5 (RCOO)3.
Las grasas y las sustancias lipoides (sustancias semejantes a las grasas) son fuente 
de energía para el organismo, contribuyen al metabolismo y son portadoras de 
las vitaminas liposolubles (A, D, E, K, etc.).
Análisis de alimentos concentrados para animales
28
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Las cualidades y calidades de las distintas clasesde grasas dependen de los ácidos 
grasos que las componen. Los más comunes son el ácido palmítico (C16H32O2), el 
esteárico (C18H36O2), el oléico (C18H34O2), el linolénico (C18H32O2), entre otros.
La ubicación general de las grasas dentro de la química se puede apreciar de 
la siguiente manera: en la naturaleza se encuentra un gran número de com-
puestos que son insolubles en agua, pero muy solubles en éter e hidrocarburos. 
Los lípidos, los terpenos y, los esteroides poseen estas propiedades y, por tanto, 
pueden ser separados de otros productos naturales tales como los aminoácidos, 
los péptidos, los alcaloides, los carbohidratos y los compuestos fenólicos para 
luego ser analizados cuantitativamente.
Los lípidos son ésteres de ácidos carboxílicos de cadena larga (generalmente no 
ramificada); uno de los grupos más importantes son las grasas, las cuales sumi-
nistran alrededor de 9.5 Kcal. por cada gramo de grasa oxidada. En contraste, 
las proteínas y carbohidratos producen sólo la mitad (4.0 Kcal/gramo). Estas 
grasas o ésteres de la glicerina son emulsificadas (las emulsiones son las gotas 
de líquido de tamaño coloidal suspendidas en otro líquido) en los intestinos 
por sales de los ácidos biliares y cuando se ponen en contacto con las enzimas 
apropiadas se hidrolizan para producir los respectivos ácidos grasos. El proceso 
de hidrólisis (en medio básico) se denomina saponificación, pues se produce 
glicerol y sales metálicas de los ácidos grasos (o sean jabones).
Las moléculas de grasa están constituidas por átomos de C, H y O. En contraste 
con los carbohidratos, la relación del número de átomos de H al número de 
átomos de O es mayor de 2:1, lo cual implica al menos dos cosas: primero, 
que las moléculas de las grasas están menos oxidadas que las moléculas de 
los carbohidratos, lo cual a la vez significa que un peso dado de grasa puede 
acumular más cantidad de energía que el mismo peso de un carbohidrato (la 
energía acumulada se entrega cuando las moléculas se oxidadan en el proceso 
de respiración); segundo, la oxidación de una mayor cantidad de hidrógenos 
(por estar menos oxidados) en la molécula resulta en producción de una co-
rrespondiente mayor cantidad de agua. Aunque estas moléculas de agua son 
apenas un subproducto de la reacción de oxidación, puede ser muy importante 
para la vida del organismo, especialmente en ambientes muy secos.
Los tres ácidos grasos que forman cada molécula de grasa pueden ser iguales 
o diferentes y generalmente el número de carbonos están entre 4 y 24, los de 
16-18 carbonos los más comunes. Algunos de estos ácidos tienen uno o más 
enlaces dobles en su molécula, lo cual aumenta las características de las grasas 
29
(no saturadas); así por ejemplo, las grasas insaturadas se funden a temperaturas 
por debajo de la temperatura ambiente y se denominan aceites (ejemplo, aceites 
de oliva). Estos aceites vegetales son de naturaleza química muy diferente a los 
aceites minerales obtenidos a partir del petróleo.
La determinación del contenido de grasa es importante, entre otras cosas, 
porque sirve para establecer el valor energético del alimento y por tanto en el 
control de calidad.
La cantidad de grasa en un producto se mide después de extraerla con un sol-
vente apropiado. El método de extracción se basa en la acción de un líquido 
(solvente) adecuado, que obra sobre mezclas de dos o más sustancias sólidas, 
una de las cuales es más soluble en este solvente que las otras. Al final de la 
operación se obtiene una fase líquida que contiene todo el componente más 
soluble en ella, ya separado de los demás. El solvente presente en esta fase líquida 
es luego evaporado, y la cantidad de grasa determinada.
Las grasas se caracterizan por su insolubilidad en agua y por su solubilidad en 
solventes orgánicos, éter de petróleo, tetracloruro de carbono (CCl4), éter sul-
fúrico o disulfuro de carbono (CS2). Debido a que es deseable y necesario que 
el solvente penetre rápidamente a través de los tejidos celulares del producto, 
durante el proceso de extracción la muestra ha de estar al inicio lo suficiente-
mente seca, pues de otra forma, la humedad se incorporaría paulatinamente en 
el solvente y se acumularía; es necesario entonces eliminarla por calentamiento 
a una temperatura demasiado alta para producir la posible descomposición del 
extracto en el cual se tiene la grasa.
Al escogerse el solvente más apropiado deben tenerse en cuenta sus ventajas y 
desventajas. Así; por ejemplo, el éter etílico es mejor disolvente para las grasas 
que el éter de petróleo; sin embargo, este último es menos costoso, no absorbe 
humedad durante la extracción y no requiere ninguna preparación especial. El 
éter etílico tiene la desventaja de que disuelve otros componentes (además de 
las grasa) cuando está húmedo. Por esto, generalmente la porción extraída con 
éter se denomina “extracto etéreo” en lugar de “grasa”, ya que el éter extrae 
otros componentes (por ejemplo pigmentos vegetales, ceras, ácidos grasos libres 
y alcoholes, etc.).
Para la determinación de grasas, se usa la extracción Soxhlet (Figura 1). El equipo 
más común consta fundamentalmente de tres partes: un recipiente en el cual 
se recibe el extracto (puede ser un balón, erlemeyer, etc.); una parte central o 
Análisis de alimentos concentrados para animales
30
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
extractor propiamente dicho, dentro del cual irá la muestra y por último el con-
densador. Dentro del extractor la muestra se coloca usando cartuchos o dedales 
de celulosa (dedales de extracción). Aunque estos dedales son los de uso más 
común, también se emplean cilindros metálicos perforados y crisoles porosos.
Figura 1. Extractor Soxhlet
Es necesario tener presente que ya que los solventes usados en extracción son 
muy volátiles e inflamables, esto implica que deben tenerse en cuenta serias 
precauciones durante el proceso. Así, por ejemplo, los cierres de la unidad Sox-
hlet deberán ser lo más herméticos posibles (ojalá cierre hermético esmerilado) 
y no se deberá emplear tapones de caucho, pues son atacados por el solvente.
En cuanto al tiempo de duración de la extracción, deberá ser por un mínimo 
de 6-7 horas (dependiendo del tipo de producto). Al cabo de este período se 
destila el solvente hasta que en el balón en el cual se recibió el extracto sólo 
quede unos 5 mililitros y a continuación se calienta a 100-105 °C en la estufa 
durante treinta minutos. Luego se continúa con enfriamiento (en desecador) 
y posteriormente se pesa hasta alcanzar peso constante.
Cálculos
El resultado se expresa como porcentaje por peso de extracto etéreo o grasa. 
El proceso general es:
31
Muestra Extracción Grasa
Pb, g.k. − Pb 
Pm
% grasa =
En donde:
Pb = Peso en gramos del balón o recipiente en el cual se recibió el extracto.
Pb, g.k. = Peso en gramos del balón más la grasa obtenida (Último peso leído 
al llegar al peso constante)
Pm = Peso en gramos de la muestra usados.
Determinación del contenido de proteínas 
(Método Kjeldahl)
Fundamento
Hay una gran cantidad de compuestos nitrogenados que se encuentran presentes 
en los alimentos, además de cantidades pequeñas de sales amoniacales, nitratos, 
y nitritos. Entre estos compuestos nitrogenados se cuentan las proteínas y sus 
productos de descomposición, las lecitinas y sus derivados y algunos alcaloides. 
De los compuestos nitrogenados las proteínas son los más importantes y por tanto 
su determinación es común. El contenido de proteínas también es importante 
determinarlo, pues este valor contribuye al cálculo del valor energético de un 
alimento dado. A su vez la calidad de las proteínas se determina por los tipos 
de aminoácidos presentes en ellas. Además, por ejemplo, la calidad de una 
levadura como fermento y su facilidad de conservación, está relacionada con 
el contenido de nitrógeno en la levadura. Por lo inmediatamente anterior se 
desprende la importancia que tiene la determinación del contenido de proteínas, 
en aspectostales como el control de calidad, balanceo de la dieta alimenticia.
Químicamente, las proteínas son compuestos que contienen carbono (C)), 
hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), azufre (S) y fósforo (P); su peso 
molecular es alto.
Análisis de alimentos concentrados para animales
32
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
La mayoría de las proteínas tienen un promedio de 15% de nitrógeno (N), 
lo cual implica que para expresar (convertir el % de nitrógeno) el contenido 
de proteínas de un producto dado, basta multiplicar por un factor F que es el 
resultado de la relación entre el peso molecular de una molécula de proteína y 
el peso de todos los nitrógenos que contiene dicha molécula. Para la mayoría 
de las proteínas, el contenido de nitrógeno varía entre 13 y 19%, lo cual hace 
que el factor 6.25 sea el más frecuentemente usado. Sin embargo, para otros 
alimentos y de acuerdo a las proteínas que contenga, el factor de conversión 
varía ligeramente y deberá consultarse previamente.
Las proteínas son uno de los tipos de compuestos orgánicos más complejos. 
Son polímeros y están constituidas por largas cadenas de monómeros relativa-
mente simples llamados α- aminoácidos. Hay unos veinte α- aminoácidos que 
se encuentran más comúnmente en las proteínas y contienen el grupo amino 
(−NH2) y el grupo carboxilo (−COOH).
Así, un segmento de cadena proteínica será:
NH −CH
R
C NH −CH
R
C
O O
Por su parte, los péptidos también son polímeros de este tipo pero contienen 
un menor número de unidades amino por molécula.
Las proteínas se subdividen, según sus propiedades de solubilidad, en los si-
guientes seis grupos:
– Albúminas, que son solubles en agua.
– Globulinas, insolubles en agua pero solubles en soluciones diluidas de sales.
– Glutelinos, solubles en ácido o base diluidas.
– Prolaminas, insolubles en agua pero solubles en solución al 80% de alcohol.
– Bistonas, solubles en ácidos diluídos pero insolubles en soluciones neutras.
– Protaminas, solubles en agua y soluciones fuertemente básicas.
33
Las proteínas, al igual que los almidones y las grasas, son degradadas o des-
compuestas por la hidrólisis. Esta inserción de moléculas de agua descompone 
la molécula de proteína en cadenas de aminoácidos más cortas denominadas 
polipéptidos, las cuales finalmente son hidrolizadas completamente hasta sus 
aminoácidos constituyentes.
Muchas proteínas de la célula se encuentran químicamente unidas a otras clases 
de moléculas y reciben el nombre de proteínas conjugadas. Todas las enzimas 
son proteínas y muchas de ellas se unen con grupos prostéticos.
Para la determinación del contenido total de nitrógeno (N) en los compuestos 
orgánicos, existen básicamente dos métodos importantes: el de Dumas y el 
de Kjeldahl, este último el más usado y del cual existen varias modificaciones 
(según el tipo de muestra).
El método de Kjeldahl se basa en la digestión de las sustancias nitrogenadas 
(muestra) en un exceso de ácido sulfúrico (H2SO4) a la temperatura de ebu-
llición, con reducción del nitrógeno (N) a amoníaco (NH3) y finalmente, una 
valoración (titulación) indirecta del amoníaco proveniente de la sustancia 
original o muestra. Este proceso general consta de tres etapas fundamentales: 1) 
Digestión u oxidación de la muestra con ácido sulfúrico (H2SO4), 2) destilación 
de la solución en medio alcalino y 3) valoración indirecta del amoníaco liberado.
1. En la digestión de la muestra ocurre la oxidación de la misma por medio 
del ácido sulfúrico (H2SO4) y durante este proceso el carbono presente en 
la muestra se transforma en dióxido de carbono (CO2) y el hidrógeno en 
agua (H2O). El destino que sigue el nitrógeno (N) presente en la muestra 
depende de la forma en que se encuentre. Así, si el nitrógeno forma parte 
de grupos amina o amida (como en las proteínas), ocurre una conversión 
en ión amonio (NH4
+) para luego formar sulfato de amonio (NH4
+)2SO4. 
Cuando el nitrógeno está en otras formas más oxidadas (como en los grupos 
nitro, azo, azoxi, etc.) ocurrirán pérdidas de nitrógeno a causa de que el 
producto de la digestión estará constituido parcialmente por nitrógeno en 
la forma de N elemental o por óxido de nitrógeno. En los casos anteriores 
es necesario tomar de antemano las debidas precauciones antes de hacer la 
digestión, por ejemplo, adicionar un reductor capaz de llevar el nitrógeno 
hasta un estado de oxidación que puede transformarse en amonio, (NH4
+) al 
tratarlo con ácido sulfúrico (H2SO4); una forma de lograr esto es añadiendo 
tiosulfato de sodio (Na2S2O3) y ácido salicílico a la solución de la muestra 
en ácido sulfúrico antes de proceder a la digestión. Para acelerar el proceso 
Análisis de alimentos concentrados para animales
34
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
de digestión (por ejemplo catalizando la oxidación y elevando el punto de 
ebullición de la solución) se añaden catalizadores o sustancias que eleven el 
punto de ebullición o ambos. Para acelerar la cinética del proceso se añade 
una sal neutra, tal como sulfato de sodio (Na2SO4) o sulfato de potasio 
(K2SO4), pues aumenta el punto de ebullición del ácido sulfúrico y con ello 
la temperatura a la cual se da la oxidación. Como catalizadores más emplea-
dos y efectivos están: el selenio (Se), el mercurio (Hg) y el cobre (Cu), en 
estado elemental o en forma de compuestos. Así. al adicionar el sulfato de 
sodio (Na2SO4) y uno de los catalizadores anotados, se obtiene un beneficio 
doble para el proceso de digestión. En general los catalizadores actúan como 
transportadores de oxígeno. El proceso de digestión se considera terminado 
cuando se haya obtenido una solución cristalina (perfectamente clara). El 
tiempo de duración puede ser de 1 a 7 horas, según el tipo de muestra.
En resumen, aunque de la serie de reacciones químicas que ocurren durante la 
digestión no se conoce un mecanismo perfectamente satisfactorio, parece haber 
evidencia de que el primer cambio de la sustancia nitrogenada es su deshidrata-
ción con formación de compuestos ricos en carbono, los cuales son hidrolizados 
y desintegrados. Además, el carbono (C) y el hidrógeno (H) son oxidados a 
dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O), y parte del ácido sulfúrico (H2SO4) 
es reducido a dióxido de azufre (SO2); este y los compuestos intermedios de 
carbono que se forman reducen el nitrógeno de la muestra hasta amonio (NH4
+).
Na2SO4 o K2SO4
Se o Hg o Cu
(NH4
+)2SO4 + SO2 (g) + H2OMuestra + H2SO4
2. Destilación de la solución obtenida en la digestión para separar el amoníaco 
en medio alcalino fuerte, lol cual se logra con la adición de hidróxido de 
sodio (NaOH).
Calor
(NH4
+)2SO4+NaOH NH3(g)+Na2SO4+H2O
El amoníaco (NH3) producido durante la destilación es recibido directamente en 
un volumen conocido de un ácido estándar, ácido clorhídrico (HCl), y del cual 
se tenga un exceso. El ácido clorhídrico sobrante (no reaccionado con NH4
+) 
es el que se determina en la tercera y última etapa del proceso, con una base 
estándar, hidróxido de sodio (NaOH), quedando determinado así el nitrógeno 
en forma indirecta. Una vez iniciada la destilación no puede ser suspendida 
35
hasta el desprendimiento total del amoníaco. Esta situación se alcanza cuando 
el volumen de destilado recibido sea de unos 150 mililitros.
Figura 2. Destilación Kjeldahl.
 
Salida de agua refrigerante
Entrada de agua refrigerante
3. Valoración o titulación indirecta del amoníaco (NH3). Debido a que el des-
tilado de amoníaco se recibe en un exceso de ácido estándar (por ejemplo, 
HCl, de concentración exactamente conocida), el amoníaco reaccionará 
con la cantidad químicamente equivalente del ácido, y formará una sal. El 
exceso de ácido (no reaccionado) se titula luego con una base estándar y 
así queda determinado el nitrógeno (N) de la muestra original. Para estar 
seguros de que el ácido está en exceso basta añadir desde el comienzo de la 
destilación el indicador apropiado para la valoración de dicho ácido con la 
respectivabase; la invariabilidad del color del indicador hasta la finalización 
de la destilación prueba que el ácido está presente en exceso.
El método Kjeldahl para la determinación de nitrógeno es ampliamente usado 
en laboratorios industriales y científicos. Es un método apropiado para produc-
tos orgánicos tales como alimentos, fertilizantes y otros productos o materiales 
biológicos.
Análisis de alimentos concentrados para animales
36
Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Cálculos
Por lo común se reporta el porcentaje por peso de nitrógeno (N) en la muestra 
y el porcentaje de proteínas. El proceso general puede representarse por la 
siguiente secuencia:
– Digestión de la muestra
Na2SO4 ó K2SO4
Se ó Hg ó Cu
(NH4
+)2SO4+SO2 (g)+H2O(C, H, O, N,...)+H2SO4
2 NH4
+ + SO4
−2(NH4
+)2SO4
NH4
+ + OH− NH3 + H2O
– Destilación del amoníaco
NH3 + H
+ NH4
+
– Valoración del exceso de ácido:
H2OH
+ (exceso) + OH−
En consecuencia:
(No. Meq. H+) = (No. Meq. NH3) + (No. Meq. OH
−) 
(2) + (3) (2) (3)
(No. Meq. NH3) = (No. Meq. H
+) − (No. Meq. OH−)
= (No. Meq. N)
= 
1000
Un peso fórmula, 1 PF (NH3) =
PF (N) 14
1000
Peso de N en gramos = (No. Meq. N) x (Peso meq. N).
Peso de N en gramos = (No. Meq. H
+
) − (No. Meq. OH
�
) x (Peso meq. N).
37
14
1000
Peso de N en gramos = (VxN) ácido − (VxN) base x
En donde:
Vácido = volumen en mililitros de ácido estándar tomado.
Nácido = Normalidad (meq/ml.) del ácido estándar.
Vbase = Volumen en mililitros de base estándar gastado para titular el exceso 
de ácido.
Nbase = Normalidad (meq/ml.) de la base estándar.
Por tanto:
x 100% N (por peso) =
Peso en gramos de muestra
Peso en gramos de N
% Proteínas (por peso) = x 100 x 6,25
Peso en gramos de N
Peso en gramos de muestra
% Proteínas = x 100
Peso muestra en gramos
14
1000
(VxN) ácido − (VxN) base x 
En algunas ocasiones el volumen obtenido de destilado y ácido en exceso se 
diluye hasta un volumen exactamente conocido y de este se toma una alícuota, 
la cual se valora con la base estándar. Usando la misma nomenclatura anterior 
y llamando T el volumen (mililitros) total hasta el cual se diluyó la solución 
y A el volumen en mililitros de la alícuota tomada y titulada con la base, los 
cálculos serían:
14
1000
% Proteínas = x 100
Peso muestra en gramos
T
A
(VxN) ácido − (VxN) base x x
Análisis de alimentos concentrados para animales
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Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Determinación del contenido de celulosa (fibra)
Fundamento
Se denomina fibra la parte de un alimento constituida principalmente por 
celulosa y por otra sustancia denominada lignina.
Las células de las plantas están soportadas por una pared celular formada fun-
damentalmente por celulosa. Algunos productos están constituidos por células 
que tienen una pared primaria y otra secundaria. Además de la celulosa presente 
en la pared celular primaria, la pared celular secundaria está formada por un 
depósito adicional de capas de celulosa impregnadas con otra sustancia llamada 
lignina, que actúa como material pegante, de mayor consistencia y resistencia.
Aunque no se sabe con absoluta claridad qué es fibra pura, hay un análisis que 
comúnmente se hace al producto y se denomina fibra cruda. Por fibra cruda se 
entiende aquella parte del alimento que es insoluble en álcalis y ácidos diluídos. 
Este valor se toma como un indicativo del contenido de celulosa, pues el resi-
duo insoluble está formado principalmente por celulosa (alrededor del 97%) y 
lignina. Este análisis es importante porque el contenido de fibra de un producto 
se usa para determinar su valor alimenticio, entre otras cosas.
El cuadro de la celulosa es el siguiente. Los carbohidratos son compuestos 
esenciales para la vida, pues son fuente de energía y sirven como materia para 
formar la estructura de los seres vivos. Los carbohidratos están formados por 
moléculas que contienen carbono (C), hidrógeno (H) y oxígeno(O). Muchas 
moléculas de carbohidratos son extremadamente largas y su peso molecular 
puede ser de 500.000 gramos/mol o más. Estas macromoléculas están formadas 
por unidades relativamente simples que se repiten a lo largo de la molécula. El 
más importante de los carbohidratos monosacáridos es la glucosa (C6H12O6), 
la cual sirve como forma transportable de combustible (energía) para el orga-
nismo. En las plantas los compuestos dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O) 
se combinan para formar la glucosa dextrógira, o sea, que desvía el rayo de luz 
polarizada hacia la derecha. Este proceso, llamado fotosíntesis, requiere catálisis 
por la materia verde colorante (clorofila) y energía en la forma de luz. El proceso 
de descomposición inversa devuelve la energía acumulada.
En los seres humanos la glucosa es el azúcar de la sangre. Los compuestos llama-
dos polisacáridos son polímeros biológicos formados por unidades o monómeros 
(denominados monosacáridos) que se repiten 250, 1000 o más veces. Entre 
los polisacáridos más importantes están el almidón y la celulosa, los cuales se 
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diferencian en el carbono anomérico de la glucosa: α− d− glucopiranosa para 
el almidón y β−d− glucopiranosa para la celulosa.
 glucosa α- d- glucopiranosa β-d- glucopiranosa
Los almidones son importantes porque sirven como acumuladores de azúcar; 
es decir, cuando, en el organismo hay un exceso de azúcar, este puede conver-
tirse en almidón, el cual es insoluble. En general el almidón contiene un 20% 
de una fracción soluble en agua (amilosa) y 80% de otra fracción insoluble en 
agua (amilopectina); este proceso ocurre en plantas y animales. En animales el 
azúcar transformado en almidón se denomina glucógeno (difiere del almidón 
de las plantas en su estructura). El otro polisacárido importante, la celulosa, 
que se halla en las plantas (y algunos animales) y al igual que los almidones 
está formado por unidades de azúcar glucosa (β−d− glucopiranosa) que se 
repite a lo largo de la molécula (cadena lineal de aproximadamente 10.000 
unidades). La celulosa difiere del almidón en la forma como las moléculas de 
glucosa están orientadas: en la misma dirección en el almidón, en tanto en la 
celulosa la orientación es alternada. Esta diferencia es suficiente para que el 
almidón sufra hidrólisis y la celulosa no, ya que es insoluble en agua. Este tipo 
de hidrólisis consiste en romper la molécula totalmente en cada uno de los 
sitios (enlace glicosídico) donde se unen las unidades de glucosa que se repite, 
con la ayuda de las enzimas o catalizadores llamados amilasa y con inserción 
de moléculas de agua. La glucosa, la celulosa, el almidón y el glucógeno, son 
todos carbohidratos de fórmula Cx (H2O)y.
Uno de los métodos para determinar el contenido de celulosa (fibra) consiste 
en hacer una digestión de la muestra en medio ácido y una digestión posterior 
del residuo en medio básico, con lo que se obtiene hasta este momento la fibra 
cruda (parte del alimento que es insoluble en ácidos y álcalis o bases diluídos) 
pero junto con otros componentes, como las cenizas. La determinación final de 
celulosa puede hacerse por calcinación o incineración del segundo residuo de 
la digestión en medio básico, lo que da como producto la ceniza; la pérdida de 
peso producirá la fibra o celulosa (materia orgánica) que fue quemada.
Análisis de alimentos concentrados para animales
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Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
La digestión en medio ácido se realiza sobre la muestra usando los oxidantes 
más recomendados (ácido nítrico, HNO3; o ácido sulfúrico, H2SO4) durante dos 
horas aproximadamente. Esta digestión puede hacerse en un balón que contenga 
3 ó 4 boiling chips y al cual se le adapta un condensador de reflujo. Luego se 
procede a la filtración por succión usando un crisol poroso (para calcinación) 
previamente preparado con una capa de asbesto. Se lava el residuo del crisol 
con agua desmineralizada caliente (dos veces), luego conalcohol etílico (dos 
veces) y por último, con éter etílico (dos veces).Se pasa cuantitativamente este 
residuo a un erlemeyer con la ayuda de la solución alcalina a usar en la siguiente 
digestión. Se procede con el reflujo en medio básico durante otras dos horas, y 
se repiten los pasos antes mencionados, para obtener así un segundo residuo 
en el crisol. Se seca el crisol y sus contenidos (fibra y cenizas) en la estufa a 
100-105 °C hasta peso constante. Se pasa finalmente a la mufla y se incinera 
a 50-650 °C hasta obtener peso constante. La pérdida de peso corresponde a 
la fibra (celulosa).
Figura 3. Emsanble para efectuar reflujo.
Cálculos
El resultado se expresa como porcentaje por peso de fibra (celulosa) en la muestra 
tal cual. El proceso general es:
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Muestra Digestiones (celulosa + cenizas) cenizas
H+; OH− 
calcinación
Peso (gramos) de fibra
% fibra (celulosa) = x100
Peso (gramos) de muestra
(Pcr. e.k. − P.cr. m.k.)
% fibra (celulosa) = x100
Pm
En donde:
Pcr. e.k. = Peso en gramos del crisol con asbesto, los boiling chips, la celulosa 
y las cenizas (obtenido como peso constante en la estufa a 105 °C).
Pcr. m.k. = peso en gramos del crisol con asbesto, los boiling chips y las cenizas 
(obtenido como peso constante luego de la calcinación en la mufla a 650 °C).
Pm = peso de la muestra analizada en gramos.
Determinación de carbohidratos solubles
Fundamentos
Los carbohidratos son polihidroxialdehidos o polihidroxicetonas o compuestos 
que los producen por hidrólisis ácida o enzimática. Esto es solo parcialmente 
cierto, pues en solución acuosa las estructuras de polihidroxialdehidos o de 
polihidroxicetonas permanecen en pequeña proporción en equilibrio con sus 
formas cíclicas, que son las más abundantes. Los carbohidratos se clasifican en 
monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Un monosacárido es una unidad 
que no se subdivide más por hidrólisis ácida o enzimática, por ejemplo, glucosa, 
fructosa o galactosa.
Los oligosacáridos están constituidos por dos a diez unidades de monosacáridos. 
La palabra viene del griego oligo = pocos.
El azúcar que utilizamos es un disacárido
Sacarosa
o enzimas
H+/H2O glucosa + fructosa
monosacáridos
Análisis de alimentos concentrados para animales
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Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Los polisacáridos son macromoléculas, que por hidrólisis producen muchos 
monosacáridos, entre 100 y 90.000 unidades.
Almidón glucosa (muchas moléculas)
prolongada
hidrólisis ácida
Los monosacáridos se clasifican según el grupo que contengan. Si el carbohidrato 
monosacárido tiene un grupo aldehido, se denomina aldosa; si tiene un grupo 
cetónico, cetosa. Según el número de carbonos que contengan se clasifican en:
– Triosas (3 carbonos)
– Tetrosas (4 carbonos)
– Pentosas (5 carbonos)
– Hexosas (6 carbonos)
Los monosacáridos, en una primera aproximación, son polihidroxialdehidos o 
polihidroxicetonas. La estructura contiene, pues varios grupos hidroxilos y un 
grupo carbonilo. El sufijo que se utiliza al referirnos a ellos es osa. Una hexosa 
es, por tanto, un monosacárido de seis átomos de carbono. Si el carbonilo se 
presenta como aldehído será una aldohexosa y si se presenta de forma similar 
a una cetona diremos es una cetohexosa.
La mayoría de los monosacáridos naturales son pentosas o hexosas.
Pentosa
Aldopentosa
Hexosa
Aldohexosa
Hexosa
Cetohexosa
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Los carbohidratos que reducen los reactivos de Fehling, Benedict o de Tollen’s, 
se denominan azúcares reductores (una sustancia se denomina agente reductor 
cuando ella se oxida durante la reacción). Todos los carbohidratos monosacáridos 
son azúcares reductores, al igual que la mayoría de los carbohidratos disacáridos, 
los cuales se caracterizan por disponer de un grupo aldehido o cetónico libre en 
carbono anomérico para reaccionar. La sacarosa (azúcar común de mesa) no 
es carbohidrato reductor por carecer de grupo aldehído o cetónico libre para 
reaccionar. Como se explicó anteriormente, los carbohidratos son esenciales 
para la vida. En los últimos años ha habido grandes avances en lo que respecta 
a la comprensión de cómo influyen los carbohidratos en la nutrición y la salud 
humana. El progreso en las investigaciones científicas ha puesto en relieve las 
diversas funciones que tienen los carbohidratos en el cuerpo y su importancia 
para gozar de una buena salud.
De lo anterior se desprende la importancia de su estudio. Los carbohidratos se 
presentan en forma de azúcares, almidones y fibras, y son uno de los tres prin-
cipales macronutrientes que aportan energía al cuerpo humano (los otros son 
la grasa y las proteínas). Actualmente está comprobado que al menos el 55% de 
las calorías diarias que ingerimos provienen de los carbohidratos, se encuentran 
en numerosos alimentos, que añaden a la dieta muchos otros nutrientes impor-
tantes, por lo cual se recomienda que los carbohidratos provengan de diferentes 
alimentos para asegurar que la dieta general contengan los nutrientes adecuados. 
Es importante recordar que los carbohidratos realzan el sabor, la textura y la 
apariencia de los alimentos y hacen que la dieta sea más variada y agradable.
La glucosa y la fructosa son azúcares simples o monosacáridos y se encuentran 
encontrar en las frutas, las verduras y la miel. Cuando se combinan dos azucares 
simples se forman los disacáridos. El azúcar de mesa o la sacarosa es una combi-
nación de glucosa y fructosa que se da de forma natural tanto en la remolacha 
y la caña de azúcar, como en las frutas. La lactosa es el azúcar principal de la 
leche y los productos lácteos y la maltosa es un disacárido de la malta.
Los polioles se denominan alcoholes de azúcar. Hay polioles naturales, pero la 
mayoría se fabrican mediante la transformación de azúcares. La isomaltosa es el 
poliol más utilizado y se obtiene a partir de la sacarosa. Los polioles son dulces 
y se pueden utilizar en los alimentos de forma similar a los azúcares, aunque 
pueden tener un efecto laxante cuando se consumen en exceso.
Las unidades de glucosa que se repiten pueden formar almidones o celulosa, 
según la orientación que tomen las moléculas en el compuesto.
Análisis de alimentos concentrados para animales
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Análisis químico aplicado. Teoría y práctica
Los términos oxidación y reducción en carbohidratos, no tienen el mismo 
significado que en química inorgánica. En química orgánica son reacciones de 
reducción aquellas en las cuales se crean nuevos enlaces con el hidrógeno. Son 
reacciones de oxidación las que implican remoción de átomos de hidrógeno 
para formar enlaces múltiples (mayor instauración) o formar nuevos enlaces 
entre átomos de carbón y elementos electronegativos tales como oxígeno (O), 
nitrógeno (N), azufre (S) y los halógenos. Así, por ejemplo, se dice que los 
alcoholes son oxidados a ácidos carboxílicos y estos son reducidos a alcoholes.
Muchos de los agentes oxidantes usados son compuestos inorgánicos: efectúan 
oxidaciones más o menos drásticas sobre compuestos, en condiciones apropiadas. 
Los enlaces C, H, siempre pueden romperse por procesos de oxidación, aunque 
la naturaleza de los sustituyentes vecinos al enlace en cuestión ejercen una 
fuerte influencia sobre la reactividad. Los enlaces múltiples carbono-carbono 
son atacados por muchos oxidantes. La oxidación completa produce dióxido 
de carbono (CO2) y agua (H2O).
Los aldehídos son fácilmente oxidados a ácidos carboxílicos por la mayoría de 
los agentes oxidantes (incluido el aire). Esta rápida oxidación dio lugar a una 
prueba que es característica del grupo aldehido. Dos son los test empleados: el 
de Fehling y el de Tollen’s. El primero es la oxidación con solución alcalina que 
contiene iones Cu+2 acomplejados, y el de Tollen’s es la oxidación con solu-
ciones amoniacales de plata (Ag). Un tercer test es el de Benedict, que es una 
modificación del test de Fehling y consiste en usar citratos en lugar de tartratos.
Test de Fehling (o Benedict):
Precipitado rojo
+ 2 Cu+2 + 5OH− +