El sodio se encuentra de forma natural o como aditivo en productos alimenticios. Se agrega comúnmente a los productos alimenticios en forma de cloruro de sodio (NaCl), pero también se puede añadir en otras formas, como nitrito de sodio, bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio), benzoato de sodio, y el glutamato monosódico (MSG). Estos compuestos se añaden a los alimentos para mejorar el sabor, actuar como un aglutinante, y / o para inhibir el crecimiento microbiano para ampliar la vida útil de un producto. Se estima que hasta un 75% de nuestra ingesta dietética de sodio proviene de los alimentos envasados o comida preparada.
Otros contribuyentes principales de sodio son la sal de mesa, condimentos y otros como sal sazonada. Es importante tener en cuenta que no todas las sales contienen cloruro de sodio, otras incluyen cloruro de potasio (KCl) y cloruro de calcio (CaCl2). Pero, en general, el cloruro de sodio es una de las sales añadidas a los alimentos más comunes.
Efecto del sodio en la salud
El sodio es un mineral necesario para todos nosotros. Es necesario para el funcionamiento de los sistemas nervioso y muscular. Se encuentra principalmente en la sangre y los fluidos extracelulares. La cantidad de sodio en la sangre tiene un impacto sobre la presión arterial. Por ejemplo, un aumento en los niveles de sodio de la sangre se incrementará el volumen de sangre. Un aumento en el volumen de sangre aumenta la presión arterial. Hay muchos efectos perjudiciales de la presión arterial alta, incluyendo un mayor riesgo de enfermedad cardiovascular, insuficiencia cardíaca congestiva, y enfermedad renal.
La principal fuente de nuestra ingesta de sodio es de cloruro de sodio. La Junta de Alimentos y Nutrición del Instituto de Medicina establece que para las personas de edad comprendida entre 9 y 50, el nivel de ingesta adecuada de sodio (AI) es de 1,5 gramos por día. Esto no debe ser confundido con la cantidad diaria recomendada. La cantidad de sodio requerida (IA) es una declaración general. Hay muchos ejemplos de necesidades de mayor ingesta de sodio. Por ejemplo, un atleta que suda mucho perderá mayores cantidades de sodio, ya que transpira más en comparación con una persona con un estilo de vida sedentario.
La Junta de Alimentos y Nutrición del Instituto de Medicina, determina que una ingesta tolerable de nivel superior (UL) de sodio para evitar cambios en la presión sanguínea para las personas mayores de 14 años es de 2,3 gramos por día, lo que equivale a aproximadamente 1 cucharadita de sal de mesa (NaCl). La cantidad de sodio en los productos elaborados y manufacturados debe ser medido e indicado en la parte de información nutricional de la etiqueta. La cantidad de sodio aparece junto con el valor asociado diario (% VD) de sodio en una porción de un alimento. El DV 100% es menor de 2,4 gramos / día. Los alimentos también pueden ser etiquetados de acuerdo a la cantidad de sodio por porción para una rápida identificación.
Métodos de Análisis de Sodio
Hay muchos métodos diferentes disponibles para determinar el contenido de sodio (sal) de los alimentos. Cada método tiene sus ventajas y limitaciones. La selección del método a utilizar es una decisión importante para hacer el diseño de un plan de aseguramiento de la calidad. Consideraciones en la determinación de los métodos adecuados incluyen el coste del equipo, la precisión deseada, y el nivel de experiencia de la persona que realiza la prueba.
Los métodos de medición más comunes para determinar el contenido de sal de sodio incluyen:
Método 1: Refractometría
Este método determina el contenido de sal de una sustancia basada en el índice de refracción. El índice de refracción se determina haciendo pasar una luz a través de un prisma en una muestra y midiendo cómo la luz se curva. Los refractómetros determinan el ángulo crítico de una muestra. El ángulo crítico es el ángulo en el que se refracta sin luz y toda la luz se refleja internamente. La refractometría se puede utilizar para determinar una amplia variedad de parámetros que incluyen azúcar, propilenglicol, gelatina, y la sal.
Cada refractómetro se basa en el efecto de la densidad y la temperatura sobre el índice de refracción para un parámetro medido específico. El índice de refracción se convierte a una unidad de medida tales como% Brix (sólidos solubles como sacarosa) o % de sal. Hay dos tipos de refractómetros: digital y manual.
Refractómetros manuales
Con los refractómetros manuales, la muestra se coloca en un prisma, y el usuario mira a través de un ocular para observar la "línea de sombra" para determinar el ángulo crítico. Puesto que la temperatura afecta en gran medida el índice de refracción, la temperatura se compensa utilizando tiras bimetálicas que mueven la lente o la escala a medida que se expanden o contraen debido a cambios en la temperatura. Los refractómetros manuales tienen un bajo coste, pero tienen una precisión limitada debido a la subjetividad de la determinación de la "línea de sombra", variaciones en la luz ambiental, y la compensación de temperatura limitada.
Refractómetros digitales
Los refractómetros digitales utilizan una fuente de luz interna en una longitud de onda fija. Esta luz interna pasa a través de un prisma a la muestra y un detector de luz interna identifica el ángulo crítico. Los refractómetros digitales eliminan la subjetividad de la determinación de la línea de sombra manualmente y han mejorado la compensación de temperatura debido a la utilización de algoritmos preprogramados. Los refractómetros digitales pueden realizar mediciones con rangos de temperatura más amplios a un precio moderado Los refractómetros son recomendables por su bajo coste y por no utilizar reactivos químicos. Una pequeña muestra es todo lo que se necesita. Esto las hace ideales para su uso en soluciones simples, como una solución de salmuera. Sin embargo, este método no es específico de la sal. Otras sustancias presentes en la muestra alterarán el índice de refracción. Estas sustancias incluyen grasas, azúcares y minerales.
Método 2: Conductividad eléctrica (CE)
La sal de mesa se disocia como dos iones en solución; sodio: y cloruro. Puesto que los iones son partículas cargadas, la electricidad se lleva a cabo más fácilmente. Como resultado, un (CE) medidor de conductividad eléctrica puede ser usada para estimar la cantidad de sal disuelta en la solución. Una vez que se obtiene una medición de CE, se debe aplicar un factor de conversión específica a la sal con el fin de obtener la cantidad de sal en una solución. Muchos medidores tienen este cálculo incorporado.
Hay dos tipos principales de sondas utilizadas en la medición de la conductividad en los alimentos: sondas amperométricos y sondas potenciométricos.
Sondas amperométricas
Las sondas amperométricos están hechas de dos electrodos separados a una distancia conocida de la otra. Esta distancia se denomina la constante de celda. Se aplica un voltaje a los dos electrodos y se mide la corriente entre ellos. En última instancia la resistencia puede ser determinada, que puede ser utilizado para calcular la conductividad.
Las sondas de conductividad amperométricas tienen la ventaja de requerir una cantidad menor de muestra y son generalmente menos costosas que otras tecnologías. Sin embargo, los diferentes rangos de sal requieren diferentes constantes celulares utilizando sensores amperométricos. Esto significa que se requieren múltiples sensores para diferentes rangos.
Sondas potenciométricas
Los sensores de conductividad potenciométricos utilizan una combinación de cuatro electrodos de anillo. Dos de estos electrodos son electrodos de detección; los otros dos son electrodos de accionamiento. Los electrodos de accionamiento aplican un voltaje alterno que induce corriente en la solución. Los electrodos de detección se encargan de medir la caída de tensión y la medición se convierte en la conductividad eléctrica. Los sensores de conductividad potenciométricos tienen un amplio rango de medición y pueden cubrir prácticamente todas las muestras de alimentos. Sin embargo, estas sondas generalmente requieren más muestra ya que las sondas deben estar completamente sumergidas debido al espacio requerido para todas las sondas de cuatro anillos. Estas sondas también tienden a ser más caras, en parte debido al platino del que están fabricadas.
En resumen, la conductividad representa una opción atractiva para un entorno de control de calidad por su facilidad de uso y asequibilidad. Sin embargo, las sondas de conductividad miden conductividad, no sales específicas. Esto significa que cualesquier ion (por ejemplo, calcio, magnesio, etc.) interfiere en las mediciones. Por lo tanto, las medidas de conductividad son únicamente una estimación del contenido de sal en lugar de proporcionar un valor exacto.
Método 3: Ion-Selectivo (ISE)
El tercer método para determinar el contenido de sal en los alimentos es con el uso de un electrodo de ion selectivo (ISE). Un ISE es un sensor químico utilizado para determinar la concentración de un ion específico en una solución. En el ISE de sodio, la punta es una ampolla de vidrio sensible al sodio. Al igual que un electrodo de pH, los ISE obedecen la respuesta Nernstiana, lo que nos permite correlacionar una lectura en milivoltios (mV) a un valor de concentración.
Los ISE requieren de cuidados para asegurar mediciones precisas. La ampolla de vidrio de la ISE de sodio debe ser hidratada en todo momento en una solución electrolito. Además, el bulbo del electrodo necesita grabado periódico para asegurar que una nueva capa de vidrio de detección está expuesta antes de la medición. El ISE se debe calibrar todos los días con el fin de asegurar mediciones precisas. Los estándares de calibración deben entre paréntesis la concentración esperada del contenido de sodio de la comida. Por ejemplo, un patrón de calibración debe tener una concentración más alta que el valor esperado, y el otro una concentración más baja.
Método 4: Valoración
La valoración es el método más común de análisis de la sal por un fabricante de alimentos con un laboratorio interno. El método de valoración es referenciado por organizaciones como la AOAC para una variedad de productos alimenticios como quesos, carnes y verduras. Una valoración es un procedimiento donde se utiliza una solución de una concentración conocida (valorante) para determinar la concentración de una solución desconocida (analito).
Los resultados se calculan sobre la base de la cantidad de solución necesaria para llegar a un punto final. Un punto extremo puede corresponder a un cambio de color con el uso de un indicador químico, o de detección con un sensor potenciométrico, tal como un cloruro o ISE plata.
Valoración manual: Método Mohr
Una forma de determinar el contenido de sal por valoración es por el método de Mohr. Históricamente, el método de Mohr es un método de valoración manual usando nitrato de plata como reactivo de valoración y cromato de potasio como indicador de color. En esta valoración, una bureta volumétrica se utiliza para añadir manualmente valorante de nitrato de plata a una muestra que tiene el analito cloruro como el indicador.
La reacción entre los iones de plata y cloruro produce un precipitado de cloruro de plata insoluble (AgCl). Se añade el nitrato de plata hasta que todos los iones de cloro han reaccionado con el nitrato de plata. En este punto, cualquier nitrato de plata adicional será en exceso resultante en presencia de iones de plata. Los iones de plata se unen al indicador de color cromato de potasio para producir un color rojo en la solución. Esto señala el punto final de la valoración.
La concentración de cloruro se calcula entonces a partir del volumen de nitrato de plata que se añadió y La valoración manual se basa en la interpretación subjetiva del cambio de color del indicador Por esta razón, este método es propenso a sobreestimar el contenido de sal.
Un reto adicional con una valoración manual es la medición exacta del reactivo de valoración que se utiliza. La inversión para llevar a cabo una valoración manual con valorante nitrato de plata, de color del indicador, bureta volumétrica, y otros artículos de vidrio necesaria es muy baja.
La Valoración automática: Método potenciométrico
La valoración con nitrato de plata puede ser automatizada con un sistema de valoración potenciométrica. Un sistema de valoración para el análisis de la sal está equipado con un ISE sensible a la concentración de iones o bien de cloruro o de plata. El ISE se utiliza para supervisar el cambio en el potencial mV como resultado de los iones de cloruro que se consumen o los iones de plata que están en exceso. Los sistemas de valoración potenciométrica controlan automáticamente la dosificación del reactivo de valoración y detección de punto final. L
a detección automática de punto final aumenta la precisión y la exactitud de la valoración mediante la eliminación de la subjetividad humana que se asocia con una valoración manual. En lugar de monitoreo para un color, el valorador determina el punto final midiendo los cambios en el potencial de mV. Es importante tener en cuenta que no hay calibración de un ISE con valoración potenciométrica ya que el cambio de mV es importante. El sistema de dosificación automática de un valorador potenciométrico también aumenta la precisión debido a la capacidad para dispensar y medir cantidades finitas de valorante Muchos sistemas de valoración cuentan con la capacidad de dosificar de forma dinámica un reactivo de valoración.
La dosificación dinámica permite al medidor controlar la cantidad de valorante que se dosifica en función del avance de la valoración. Las dosis más grandes se dispensan en el comienzo de la valoración, con dosis progresivamente más pequeñas que se dispensan a medida que se acerca el punto final. Esto ahorra tiempo y reduce la probabilidad de rebasamiento del punto final. Los valoradores automáticos también llevan a cabo todos los cálculos necesarios y muestran los resultados en las unidades de concentración deseadas. Los otros beneficios son la capacidad de generar informes para la trazabilidad y la opción de realizar otras valoraciones ,incluyendo acidez.
Como conclusión
La selección del método de medición es uno de los pasos más importantes en el establecimiento de un protocolo para el control de sal en los alimentos
Opciones:
- Refractometría: los refractómetros son los más fáciles de usar con equipos de bajo coste y sin productos químicos requeridos. No son selectivos al cloruro de sodio y, por lo tanto, sólo se puede utilizar para mediciones cuantitativas en una solución binaria.
- Conductividad: la conductividad es un método fácil de usar y es asequible. Sin embargo, las sondas de conductividad no miden las sales específicas, por lo que cualquier ion (por ejemplo, calcio, magnesio, etc.) van a interferir en los resultados. La conductividad es mejor como comprobación basada en un contenido de sal estimado en lugar de un valor exacto.
- Ion Selectivo: el ISE de sodio es altamente beneficioso debido a su alta precisión y porque mide directamente sodio. Los otros métodos discutidos solamente infieren el sodio de otra medida. Sin embargo, en contrapartida están el tiempo de preparación diaria requerida para la calibración y el mantenimiento del electrodo y una excelente técnica de laboratorio requerida para obtener mediciones precisas.
- Valoración: en ambas valoraciones potenciométricas y manuales, el contenido de sodio se infiere de la concentración de cloruro. Esto puede ser problemático para las muestras que contienen también otras sales de cloruro y no sólo de cloruro de sodio. Por ejemplo, si se ha añadido cloruro de magnesio y / o cloruro de calcio, además de cloruro de sodio, la valoración de cloruro se sobrestimará el contenido de sodio. Las valoraciones manuales carecen de precisión y repetibilidad debido a la subjetividad de la determinación del punto final de la valoración a partir de un cambio de color y la resolución de dosificación gruesa de buretas manuales. Los valoradores automáticos eliminan estas limitaciones y proporcionar una medición muy exacta y precisa. Sin embargo, la inversión es más alta en comparación con los otros métodos mencionados El método ideal puede cambiar dependiendo del producto específico, sino, en todo caso, todos los métodos disponibles deben ser revisados por su facilidad de uso, precisión y coste. El método de medición seleccionado antes del análisis es tan crucial como la prueba del producto en sí.
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