Análisis de alimentos y forrajes · Capítulo 8 de 9

Fibras (Van Soest)

Determinación de fibra detergente neutra, fibra detergente ácida y lignina por el método de Van Soest, con reactivos, precauciones de seguridad y fórmulas.

Autoría: Pascal Leterme (I.A., Ph. D., profesor asociado) y Fernando Estrada (I.A., Esp., analista)

Contenido del capítulo

Las fibras son los componentes de las paredes celulares de los vegetales. Se componen de dos clases de componentes: los carbohidratos y la lignina. Los primeros son polímeros de azúcares, moléculas de 5 o 6 átomos de carbono, en forma de anilla, que forman cadenas lineales o ramificadas, de tamaño variable. La proporción de H y de O en comparación con el C es de (C/H/O): 1/2/1 (C / H2OH_{2}O: Carbo-hidratos). La lignina es una asociación tridimensional de polímeros que tienen como unidades alcoholes con núcleos fenil-propanos.

Existen dos métodos de laboratorio, por los cuales se puede determinar el contenido en fibras de un material:

  • Fibra bruta o fibra de Weende (Método de Weende)
  • Fibra Detergente Neutro (Método de Van Soest)

Determinación de fibra por Van Soest

6.1 Determinación con beakers y crisoles

Material y equipo

  • Digestor de fibras
  • Beaker de 1000 ml.
  • Bomba de vacío
  • Estufa de secado
  • Crisoles de vidrio porosidad 2.0
  • Mufla
  • Desecador
  • Balanza analítica
  • Espátula

Reactivos

a) Solución Detergente Neutra (SDN). Agregar:

30.0 g Sulfato de Lauril Sódico, 18.61 g EDTA (Ac. EtilenodiaminaTetracético); 6.81 g Tetraborato de Sodio Decahidratado; 4.56 g Fosfato Dibásico de Sodio Anhidro y 10 ml Glicol Etilénico Monoetileter (Etoxietanol). En un litro de Agua destilada. Agitar y calentar para facilitar la solubilidad. Verificar que el rango del pH se encuentre entre 6.9 – 7.1

b) Acetona Usar un grado libre de color y no dejar residuos que eviten la evaporación.

Precauciones de seguridad

  • La acetona es altamente inflamable. Use careta o mascarilla cuando la maneje y evite la inhalación o el contacto con la piel.
  • El sulfato lauril sódico irrita las membranas mucosas. Use mascarilla y cubra las manos con guantes cuando maneje estos químicos.

Procedimiento

  1. Pesar 1g (± 0.05 g) de muestra seca, que ha sido molida a través de un tamiz de 1mm, y pasarla directamente al interior del beaker de 1000 ml.
  2. Distribuir la muestra uniformemente en el interior del beaker
  3. Agregar 200 ml de SDA (solución detergente ácida)
  4. Dejar en el digestor de fibras durante 1hora después que empiece a ebullir.
  5. Pasada la hora, filtrar en bomba de vacío, y recoger residuos en crisol de porosidad tipo 2 haciendo un lavado constante con agua hasta que no queden residuos de solución
  6. Hacer un último lavado con acetona para asegurar que no quede nada de solución
  7. Llevar a la estufa a 105 °C de 6 a 12 horas
  8. Llevar a desecador y dejar enfriar para pesar

Cálculos

Determinación de fibra detergente neutra (análisis de Van Soest):

  • Peso de la muestra (g)
  • Peso del crisol + peso del residuo de FDN (g)
  • Peso del crisol + cenizas (g)

Fórmula:

% FDN base seca=[(peso crisol + residuos FDN)−(peso crisol + cenizas)]Peso de la muestra×% M.S.A×100\text{\% FDN base seca} = \frac{[\text{(peso crisol + residuos FDN)} - \text{(peso crisol + cenizas)}]}{\text{Peso de la muestra} \times \text{\% M.S.A}} \times 100

AOAC (1990) Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists. 15a^{\mathrm{a}} ed., Arlington, Virginia, USA. METODO número 962.09

6.2 Método para la determinación de la fibra detergente ácida (FDA)

Reactivos

a) Solución Detergente Ácida (SDA). Agregar: 20 g Bromuro de amonio (CTAB) a 1L H2SO4H_{2}SO_{4} 1.0 N previamente estandarizado; calentar y agitar para ayudar la solución.

b) Acetona: Usar un grado libre de color y no dejar residuos que eviten la evaporación.

Procedimiento

  1. Tomar los residuos de FDN y pasarla al beaker de 1000 ml
  2. Agregar 200 ml de SDA (solución detergente ácida
  3. Dejar en el digestor de fibras durante 1hora después que empiece a ebullir.
  4. Pasada la hora, filtrar en bomba de vacío, y recoger residuos en crisol de porosidad tipo 2 haciendo un lavado constante con agua hasta que no queden residuos de solución
  5. Hacer un último lavado con acetona para asegurar que no quede nada de solución
  6. Llevar a la estufa a 105 °C de 6 a 12 horas
  7. Llevar a desecador y dejar enfriar para pesar

Cálculos

Determinación de fibra detergente ácida (análisis de Van Soest):

  • Peso de la muestra (g)
  • Peso del crisol +peso del residuo de FDN (g)
  • Peso del crisol + cenizas (g)

Fórmula:

% FDA base seca=[(peso crisol + residuos FDA)−(peso crisol + cenizas)]Peso de la muestra×% M.S.A×100\text{\% FDA base seca} = \frac{[\text{(peso crisol + residuos FDA)} - \text{(peso crisol + cenizas)}]}{\text{Peso de la muestra} \times \text{\% M.S.A}} \times 100

AOAC (1990) Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists. 15a^{\mathrm{a}} ed., Arlington, Virginia, USA. METODO número 962.09

6.3 Método para la determinación de la lignina detergente ácida en beakers

Reactivos

Ácido Sulfúrico (72 %):

Se miden 742 ml de H2SO4H_{2}SO_{4} 97 % + agua destilada hasta completar 1 litro de solución = Ácido sulfúrico 72 %

Precauciones de seguridad

  • El ácido sulfúrico es un reactivo corrosivo, que puede causar quemaduras, altamente peligroso para la salud humana si se llega a ingerir o a manipular sin protección.
  • Usar guantes de nitrilo y mascarilla cuando se maneje ácido sulfúrico. Agregue siempre ácido sulfúrico al agua. Si el ácido hace contacto con la piel, lavar con abundante cantidad de agua (ducha).

Procedimiento

Después de la determinación de FDA, colocar las muestras secas dentro de un recipiente y agregar suficiente cantidad de H2SO4H_{2}SO_{4} 72% hasta cubrir las muestras.

  1. Importante: Las muestras deben estar completamente secas y a temperatura ambiente antes de adicionar el ácido concentrado. Si las muestras presentan humedad, el calor generado por la reacción de ácido sulfúrico y el agua, puede afectar los resultados (La muestra puede ser quemada).
  2. Agitar las muestras a intervalos de 30 minutos
  3. Después de haber estado la muestra en el ácido sulfúrico por 5 horas, enjuague con abundante agua para remover todo el ácido. Repita varias veces hasta que el pH sea neutro. Enjuague con 50 ml Aproximadamente de Acetona para remover el agua.

Advertencia

No colocar las muestras en el horno hasta que la acetona se haya evaporado completamente.

  1. Terminar secando en una estufa a 105 °C por 4 h. Retirar la muestra de la estufa, colocarlas directamente dentro del desecador.

Cálculos

  • Peso de la muestra (g)
  • Peso del crisol +peso del residuo de LDA (g)
  • Peso del crisol + cenizas (g)

Fórmula:

% Lignina base seca=[(peso crisol + residuos LDA)−(peso crisol + cenizas)]Peso de la muestra×% M.S.×100\text{\% Lignina base seca} = \frac{[\text{(peso crisol + residuos LDA)} - \text{(peso crisol + cenizas)}]}{\text{Peso de la muestra} \times \text{\% M.S.}} \times 100

AOAC (1990) Official Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists. 15tEd., Arlington, Virginia, USA. METODO número 973.18

Nota: Teniendo los valores de FDN, FDA, LDA, podemos estimar por diferencia los valores de hemicelulosa y celulosa de la siguiente manera:

% de Hemicelulosa=FDN−FDA\text{\% de Hemicelulosa} = \text{FDN} - \text{FDA}
% de Celulosa=FDA−Lignina\text{\% de Celulosa} = \text{FDA} - \text{Lignina}