La determinación de cenizas es una técnica fundamental que permite calcular la cantidad total de minerales presentes en una muestra, normalmente de alimento. Por cenizas se entienden los residuos no volátiles que se obtienen al incinerar un alimento. Estas constan en esencia de óxidos metálicos y son ricas en iones metálicos que representan el contenido mineral de los alimentos.
Métodos de Determinación de Cenizas
La determinación del contenido de cenizas se realiza utilizando diversos métodos, dependiendo de la naturaleza de la muestra y los objetivos del análisis. Generalmente, esta se lleva a cabo dentro de una mufla (horno de alta temperatura), colocando la muestra en unos recipientes refractarios conocidos como crisoles. Aunque existen de muchos materiales, el más utilizado es el de porcelana. La determinación de las cenizas se lleva a cabo siguiendo principalmente tres métodos: seco, húmedo y plasma a bajas temperaturas.
Método Seco
En el método seco, la muestra se procesa de acuerdo con un método estándar (nacional o internacional). Para iniciar, se pesa la muestra dentro de un crisol que ha sido calentado y pesado previamente junto con su tapa, hasta que su masa no varíe, lo que ayuda a reducir el error de la pesada a causa de la humedad o residuos inapreciables.
Posteriormente, el crisol, con la muestra en su interior, se coloca en la mufla y se deja calentando a una temperatura de 500 a 600 °C por un espacio de 12 a 24 horas. Durante este proceso, la materia orgánica de la muestra reacciona con el oxígeno para convertirse en vapor de agua, dióxido de carbono y óxidos de nitrógeno, además de otros compuestos gaseosos.
Una vez transcurrido el tiempo estipulado, el crisol se deja enfriando y se traslada a un desecador para evitar que absorba la humedad del ambiente. Una vez que se haya enfriado completamente, se pesa en la balanza. La diferencia de masas entre el crisol y la muestra al final es igual a la masa de las cenizas (Mcenizas).
Cálculo del Porcentaje de Cenizas (Método Seco)
El porcentaje de cenizas se calcula mediante las siguientes fórmulas:
- %cenizas = (Mcenizas / Mmuestra seca) · 100 (base seca)
- %cenizas = (Mcenizas / Mmuestra) · 100 (base húmeda)
Determinación de Cenizas en alimentos
Método Húmedo
El método húmedo se presenta como una alternativa al método seco, ya que este último consume mucha electricidad debido a que la mufla debe funcionar durante un día entero. Además, las elevadas temperaturas del método seco pueden volatilizar algunos minerales importantes que no se encuentran en las cenizas finales, como el hierro, selenio, mercurio, plomo, níquel y cobre.
Por esta razón, cuando se desea analizar específicamente los minerales de los metales mencionados, se recurre al método húmedo de determinación de cenizas. En este procedimiento, la muestra se disuelve en ácidos o agentes oxidantes fuertes, y se calienta hasta que sus componentes orgánicos se digieren. En el proceso, la materia orgánica termina volatilizada, incluso cuando el horno trabaja a temperaturas no superiores a los 350 °C. Los minerales solubles en agua permanecen en solución para posteriores análisis espectroscópicos (absorción y emisión atómica) o volumétricos (titulaciones por precipitación o acomplejamiento con EDTA).
Plasma a Bajas Temperaturas
Otro método utilizado es el de plasma a bajas temperaturas, en el cual la muestra se coloca en una cámara de vidrio, donde se deshidrata parcialmente por acción del vacío.
Importancia del Contenido de Cenizas en Alimentos Específicos
Harinas
El contenido de cenizas en las harinas es de especial interés porque se cree que afecta la calidad de sus horneados. Una harina de trigo con un alto porcentaje de cenizas, por ejemplo, revela que se ha molido con demasiado salvado rico en minerales. Esto indica que es necesario refinar su pureza y mejorar su molienda. Generalmente, este porcentaje de cenizas en harinas de calidad debe oscilar entre el 1.5% y el 2%.
Galletas
El contenido de cenizas en las galletas está directamente sujeto al tipo de harina con que se elaboren. Por ejemplo, aquellas elaboradas a partir de harina de banana presentarán una mayor cantidad de cenizas o minerales debido a la composición original de la materia prima.
Croquetas para Perros y Gatos
Para la nutrición animal, el contenido de cenizas en las croquetas para perros y gatos es crucial. Los perros y los gatos necesitan que el contenido de cenizas de sus croquetas sea al menos del 2%; de lo contrario, la formulación resultará muy baja en minerales. No obstante, este porcentaje también tiene límites: para la comida de perros, no debe sobrepasar el 6.5%, mientras que para los gatos, el porcentaje de cenizas de sus croquetas no debe ser superior al 7.5%.
Carnes
Para la determinación de cenizas en las carnes, primero se les desgrasa, ya que la grasa puede interferir significativamente en el proceso de incineración. Para ello, las muestras se maceran en solventes apolares y volátiles, de manera que estos se evaporen por completo cuando se coloque la muestra dentro de la mufla. Siguiendo el mismo razonamiento que en otros alimentos, una carne con más cenizas significa que tiene más minerales. Sin embargo, en general, las carnes son ricas en proteínas, pero relativamente pobres en minerales cuando se les compara con otros productos de la cesta alimenticia.
Frutas
Las frutas con un alto y relativo contenido de cenizas se consideran ricas en minerales. Sin embargo, esto no implica que no puedan ser deficientes en otros minerales específicos, ya que a partir de sus cenizas se analiza cada metal por separado. De esta manera, se construye una tabla nutricional detallada donde se destacan qué minerales componen la fruta en mayor o menor abundancia. Por ejemplo, la nectarina contiene muchas cenizas (alrededor del 0.54%), mientras que las peras son bajas en cenizas (0.34%). Además, las peras son pobres en calcio, pero ricas en potasio. Es por esta razón que el porcentaje de cenizas por sí solo no es un buen indicador para determinar qué tan nutritiva es una fruta.