Instructivo para el Análisis de Fibras y lignina

Instructivo para el Análisis de Fibras y
lignina
Código: I-CCBA-LNA-03
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Fecha de emisión: 19 -Abril-
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2010
1.- OBJETIVO
1.1 La Fibra cruda es la pérdida de masa que corresponde al residuo orgánico que queda después de la digestión con
soluciones de ácido sulfúrico e hidróxido de sodio en condiciones específicas.
1.2 El análisis de Fibra Detergente Neutro (FDN), ofrece una estimación más precisa del total de fibra o pared celular en el
alimento. La FDN es una medida de la celulosa, hemicelulosa, lignina, cutina y sílica contenida en una muestra. Para su
determinación se hierve una muestra de alimento o forraje durante 46 minutos en una solución detergente neutra.
1.3 La Fibra Detergente Acido (FDA) es obtenida al hervir una muestra de alimento o forraje durante 45 minutos en una
solución de detergente acidificado. El ácido disuelve la hemicelulosa, así que la FDA es una medida de la celulosa,
lignina, cutina y sílice. La FDA es determinada gravimétricamente como el residuo remanente después de la extracción.
1.4 El procedimiento para determinar lignina, utiliza la determinación de fibra detergente ácido como paso preparatorio. El
residuo de FDA consta de celulosa, lignina y cenizas insolubles en ácido. El tratamiento con ácido sulfúrico de estos
residuos disuelve la celulosa.
2.- ALCANCE
2.1 Establece el procedimiento para la determinación de la Fibra Cruda por el método de la Bolsa de Papel Filtro en
muestras de alimentos e ingrediente registrados para este análisis en el Laboratorio de Nutrición Animal
2.2 Establece el procedimiento para la determinación de la Fibra Detergente Neutro por la técnica de La Bolsa de Papel
Filtro, en muestras de alimentos e ingredientes que contengan fibra recepcionados en el Laboratorio de Nutrición Animal.
2.3. Establece el procedimiento para la determinación de Fibra Detergente ácido por la técnica de La Bolsa de Papel Filtro,
en muestras de alimentos e ingredientes que contengan fibra recepcionados en el Laboratorio de Nutrición Animal.
2.4 Establece el procedimiento para la determinación de Lignina a partir del residuo de FDA en muestras de alimentos e
ingredientes recepcionados en el Laboratorio de Nutrición Animal.
3.- DESCRIPCIÓN DE LA OPERACIÓN
Análisis de Fibra Cruda (Técnica de La Bolsa de Papel Filtro)
3.1 MATERIAL Y EQUIPO
3.1.1 Balanza analítica con sensibilidad de 0.1 mg
3.1.2. Espátula o cucharilla
3.1.3. Bolsas para fibra (ANKOM F57)
3.1.4 Sellador de bolsas (ANKOM 1915)
3.1.5 Equipo Digestor/Analizador ANKOM 200/220
3.1.6 Estufa con temperatura regulada a 100+ 2ºC
3.1.7 Equipo de seguridad personal (bata, guantes resistentes a temperaturas elevadas)
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3.2 REACTIVOS
3.2.1 Solución de Ácido Sulfúrico 0.255 N +/- .005 N
3.2.2 Solución de Hidróxido de Sodio 0.313N N +/- .005 N
Pesar 12.5 g de Hidróxido de sodio y disolver en agua destilada. Completar a 1000 ml
3.2.3 Acetona grado reactivo
3.3 MEDIDAS DE SEGURIDAD
3.3.1 El ácido sulfúrico en un reactivo tóxico de acción directa que produce efectos locales en el sitio de contacto. Mientras se
trabaje con este reactivo, deberá usarse: bata, mascarilla, lentes de protección y guantes de hule. Provoca quemaduras
graves. Siempre agregue el ácido sulfúrico al agua de manera lenta y resbalando por las paredes del matraz.
3.3.2 El Hidróxido de sodio es un reactivo que es muy corrosivo (tanto en solución como en sólido). Siempre que se preparen
soluciones se debe proteger la cara, así como usar guantes y ropa adecuada.
3.3.3 La Acetona es altamente inflamable, asegúrese de que se ha evaporado todo rastro de acetona de las bolsas de
filtración antes de llevarlas a la estufa para prevenir riesgo de incendio o explosión.
3.4 MÉTODO
3.4.1 Marcar con lápiz la numeración correspondiente a las bolsas para análisis de fibra (ANKOM F57).
3.4.2 Pesar la bolsa en balanza analítica registrando el peso.
3.4.3. Pesar aproximadamente 1 g (+/- 0.05g) de muestra molida en malla de 1 mm directamente en la bolsa.
3.4.4 Sellar la bolsa dejando aproximadamente 0.5 cm a partir del borde con ayuda del sellador de bolsas.
3.4.5 Colocar las bolsas con muestra en el suspendedor de bolsas (colocar 3 bolsas por canasta), del equipo de digestión e
introducir dicho suspendedor en el equipo, poniendo la pesa sobre la última canasta para mantener el suspendedor
sumergido.
3.4.6 Añadir 2000 ml de la solución de ácido sulfúrico 0.255 N a la cámara del digestor.
3.4.7 Cerrar la tapa del equipo.
3.4.8 Encender los botones de agitación y calentamiento del equipo y dejar por 46 min en extracción. La temperatura será
controlada automáticamente a 100°C.
3.4.9 Después de 46 min. Apagar los botones de calentamiento y agitación.
3.4.10 Abrir la válvula de escape y drenar la cámara de digestión antes de abrir la tapa del equipo.
PRECAUCION: cerciorarse que la solución se ha drenado totalmente antes de abrir la tapa, ya que la cámara de digestión,
está caliente y bajo presión.
3.4.11 Abrir la tapa del equipo.
3.412 Añadir 2000 ml de agua destilada caliente (90-100° C) cierre la tapa sin apretar y encender el botón de agitación para
enjuagar durante 5 a 10 min.
3.4.13 Drenar el agua de enjuague y repetir el paso anterior 2 veces más (total de 3 veces).
3.4.14 Añadir 2000 ml de solución de Hidróxido de sodio 0.313 N a la cámara del digestor.
3.4.15 Cerrar la tapa del equipo.
3.4.16 Encender los botones de agitación y calentamiento del equipo y dejar por 46 min en extracción. La temperatura será
controlada automáticamente a 100°C.
3.4.17 Repetir los pasos 3.4.9 a 3.4.13
3.4.18 Retirar las bolsas con muestra del equipo y presionarlas suavemente para eliminar el exceso de agua.
3.4.19 Colocar las bolsas en un frasco resistente a la acetona y cubrir completamente con dicho solvente.
3.4.20 Cerrar el frasco y poner en agitación constante de 5 a 10 min.
3.4.21 Cambiar la acetona y repetir el proceso 2 veces más.
3.4.22 Retirar las bolsas del frasco con acetona y escurrir presionando suavemente para eliminar el exceso de solvente.
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3.4.23 Acomodar en una charola y dejar en campana de extracción hasta que el olor a acetona desaparezca.
3.4.24 Llevar la charola con bolsas a estufa a 100° C hasta peso constante.
3.4.25 Sacar las bolsas de la estufa y dejar enfriar a temperatura ambiente.
3.4.26. Pesar en balanza analítica anotando el peso exacto.
3.5 CALCULOS
El coeficiente de variación máximo permisible entre dos determinaciones será de 2%, efectuadas con el mismo equipo, la
misma metodología y la misma muestra, en caso contrario repetir el análisis hasta obtener dicho coeficiente de variación.
%Fibra Cruda= 100 X (W3-W1)
W2
En donde:
W1= Peso de la bolsa
W2= Peso de la muestra
W3= Peso de la muestra después de digestión acida/alcalina
Análisis de Fibra Detergente Neutro (Técnica de La Bolsa de Papel Filtro)
3.6 MATERIAL Y EQUIPO
3.6.1. Balanza analítica con sensibilidad de 0.1 mg
3.6.2. Espátula o cucharilla
3.6.3. Bolsas para fibra (ANKOM F57)
3.6.4. Sellador de bolsas (ANKOM 1915)
3.6.5. Equipo Digestor/Analizador ANKOM 200/220
3.6.6. Estufa con temperatura regulada a 100+ 2ºC
3.7 REACTIVOS
3.7.1. Solución Detergente Neutro
Para preparar 1 litro mezclar:
10 ml de etilenglicol-monoetil éter
Agitar hasta disolver y ajustar el pH a 6.9-7.1.
3.7.2. Acetona grado reactivo
3.8. MEDIDAS DE SEGURIDAD
3.8.1. El Lauril sulfato de sodio es un reactivo irritante para las mucosas. Utilizar mascarilla de protección siempre que se
maneje este reactivo.
3.8.2. La Acetona es altamente inflamable, asegúrese de que se ha evaporado todo rastro de acetona de las bolsas de
filtración antes de llevarlas a la estufa para prevenir riesgo de incendio o explosión.
3.9. MÉTODO
3.9.1. Marcar con lápiz la numeración correspondiente a las bolsas para análisis de fibra (ANKOM F57).
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3.9.2. Pesar la bolsa en balanza analítica registrando el peso.
3.9.3. Pesar aproximadamente 1 g de muestra molida en malla de 1 mm directamente en la bolsa.
3.9.4. Sellar la bolsa con la muestra dejando aproximadamente 0.5 cm a partir del borde con ayuda del sellador de bolsas.
3.9.5. Colocar las bolsas con muestra en el suspendedor de bolsas, colocar 3 bolsas por canasta, del equipo de digestión e
introducir dicho suspendedor en el equipo, poniendo la pesa sobre la última canasta para mantener el suspendedor
sumergido.
3.9.6. Añadir 2000 ml de la solución de Detergente Neutro.
3.9.7. Cerrar la tapa del equipo.
3.9.8. Encender los botones de agitación y calentamiento del equipo y dejar por 46 min en extracción. La temperatura será
controlada automáticamente a 100°C.
3.9.9. Después de 46 min. Apagar los botones de calentamiento y agitación.
3.9.10. Abrir la válvula de escape y drenar la cámara de digestión antes de abrir la tapa del equipo.
PRECAUCION: cerciorarse que la solución se ha drenado totalmente antes de abrir la tapa, ya que la cámara de digestión,
está caliente y bajo presión
3.9.11. Abrir la tapa del equipo
3.9.12. Añadir 2000 ml de agua destilada caliente (90-100° C) cierre la tapa pero no la apriete y agitar para enjuagar
durante10 min.
3.9.13. Drenar el agua de enjuague y repetir el paso anterior 2 veces más (total de 3 veces).
3.9.14. Retirar las bolsas con muestra del equipo y presionarlas suavemente para eliminar el exceso de agua.
3.9.15. Colocar las bolsas en un frasco resistente a la acetona y cubrir completamente con dicho solvente.
3.9.16. Cerrar el frasco y poner en agitación constante de 5 min.
3.9.17. Cambiar la acetona y repetir el proceso 2 veces más.
3.9.18. Retirar las bolsas del frasco con acetona y escurrir presionando suavemente para eliminar el exceso de solvente.
3.9.19. Acomodar en una charola y dejar en campana de extracción hasta que el olor a acetona desaparezca.
3.9.20. Llevar la charola con bolsas a estufa a 100 0C hasta peso constante.
3.9.21. Sacar las bolsas de la estufa y dejar enfriar a temperatura ambiente.
3.9.22. Pesar en la balanza analítica y anotar el peso.
3.10. CÁLCULOS
El coeficiente de variación máximo permisible entre dos determinaciones será de 2%, efectuadas con el mismo equipo, la
misma metodología y la misma muestra, en caso contrario repetir el análisis hasta obtener dicho coeficiente de variación.
%Fibra Detergente Neutro = 100 X (W3-W1)
W2
En donde:
W1= Peso de la bolsa
W2= Peso de la muestra
W3= Peso de la muestra después de digestión alcalina
Análisis de Fibra Detergente Acido (Técnica de La Bolsa de Papel Filtro)
3.11. MATERIAL Y EQUIPO
3.11.1. Balanza analítica con sensibilidad de 0.1 mg
3.11.2. Espátula o cucharilla
3.11.3. Bolsas para fibra (ANKOM F57)
3.11.4. Sellador de bolsas (ANKOM 1915)
3.11.5. Equipo Digestor/Analizador ANKOM 200/220
3.11.6. Estufa con temperatura regulada a 100+ 2ºC
3.11.7. Equipo de seguridad personal (bata, guantes resistentes a temperaturas elevadas)
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3.11.8 Balanza analítica
3.12. REACTIVOS
3.12.1 Solución Detergente Ácido:
Adicionar 20 g de Bromuro de cetiltrimetilamonio (CTAB) a un 1L de ácido sulfúrico 1N.
3.12.2. Acetona grado reactivo
3.13. MEDIDAS DE SEGURIDAD
3.13.1. El ácido sulfúrico en un reactivo tóxico de acción directa que produce efectos locales en el sitio de contacto. Mientras
se trabaje con este reactivo, deberá usarse: bata, mascarilla, lentes de protección y guantes de hule. Provoca quemaduras
graves. Siempre agregue el ácido sulfúrico al agua de manera lenta y resbalando por las paredes del matraz.
3.13.2. El CTAB es un polvo irritante de las membranas mucosas, ojos y piel, maneje siempre bajo campana extractora.
3.13.3. La Acetona es altamente inflamable, asegúrese de que se ha evaporado todo rastro de acetona de las bolsas de
filtración antes de llevarlas a la estufa para prevenir riesgo de incendio o explosión.
3.14. METODO
3.14.1. Marcar con lápiz la numeración correspondiente a las bolsas para análisis de fibra (ANKOM F57).
3.14.2. Pesar la bolsa en balanza analítica registrando el peso.
3.14.3. Pesar aproximadamente 1 g de muestra molida en malla de 1 mm directamente en la bolsa.
3.14.4. Sellar la bolsa con la muestra dejando aproximadamente 0 .5 cm a partir del borde con ayuda del sellador de bolsas.
3.14.5. Colocar las bolsas con muestra en el suspendedor de bolsas, colocar 3 bolsas por canasta, del equipo de digestión e
introducir dicho suspendedor en el equipo, poniendo la pesa sobre la última canasta para mantener el suspendedor
sumergido.
3.14.6. Añadir 2000 ml de la solución de Detergente Acido.
3.14.7. Cerrar la tapa del equipo.
3.14.8. Encender los botones de agitación y calentamiento del equipo y dejar por 45 min en extracción. La temperatura será
controlada automáticamente a 100°C.
3.14.9. Después de 46 min. Apagar los botones de calentamiento y agitación.
3.14.10. Abrir la válvula de escape y drenar la cámara de digestión antes de abrir la tapa del equipo. Cuidado: cerciorarse
que la solución se ha drenado totalmente antes de abrir la tapa, ya que la cámara de digestión, está caliente y bajo presión
3.14.11. Abrir la tapa del equipo.
3.14.12. Añadir 2000 ml de agua destilada caliente (90-100° C) cierre la tapa pero no la apriete y agitar para enjuagar
durante10 min.
3.14.13. Drenar el agua de enjuague y repetir el paso anterior 2 veces más (total de 3 veces).
3.14.14. Retirar las bolsas con muestra del equipo y presionarlas suavemente para eliminar el exceso de agua.
3.14.15. Colocar las bolsas en un frasco resistente a la acetona y cubrir completamente con dicho solvente.
3.14.16. Cerrar el frasco y poner en agitación constante de 5 min.
3.14.17. Cambiar la acetona y repetir el proceso 2 veces más.
3.14.18. Retirar las bolsas del frasco con acetona y escurrir presionando suavemente para eliminar el exceso de solvente.
3.14.19. Acomodar en una charola y dejar en campana de extracción hasta que el olor a acetona desaparezca.
3.14.20. Llevar la charola con bolsas a estufa a 100 0C peso constante.
3.14.21. Sacar las bolsas de la estufa y dejar enfriar a temperatura ambiente.
3.14.22. Pesar en la balanza analítica y anotar el peso.
3.15. CÁLCULOS
El coeficiente de variación máximo permisible entre dos determinaciones será de 2.5%, efectuadas con el mismo equipo, la
misma metodología y la misma muestra, en caso contrario repetir el análisis hasta obtener dicho coeficiente de variación.
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%Fibra Detergente Acido = 100 X (W3-W1)
W2
En donde:
W1= Peso de la bolsa
W2= Peso de la muestra
W3= Peso de la muestra después de digestión acida
Análisis de Lignina
3.16. MATERIAL Y EQUIPO
3.16.1. Balanza analítica
3.16.2. Estufa con temperatura regulada a 100+ 2ºC
3.16.3. Equipo de digestión ANKOM 200/220
3.16.4. Bolsas para fibra (ANKOM F57)
3.16.5. Sellador de bolsas (ANKOM 1915)
3.16.6. Vasos de precipitado de 2 y 3 L
3.16.7. Matraz volumétrico de 1000 ml
3.17. REACTIVOS
3.17.1. Ácido Sulfúrico al 24N
3.17.2. Acetona grado reactivo
3.18. MEDIDAS DE SEGURIDAD
3.18.1. El ácido sulfúrico en un reactivo tóxico de acción directa que produce efectos locales en el sitio de contacto. Mientras
se trabaje con este reactivo, deberá usarse: bata, mascarilla, lentes de protección y guantes de hule. Provoca quemaduras
graves. Siempre agregue el ácido sulfúrico al agua de manera lenta y resbalando por las paredes del matraz.
3.18.2. La Acetona es altamente inflamable, asegúrese de que se ha evaporado todo rastro de acetona de las bolsas de
filtración antes de llevarlas a la estufa para prevenir riesgo de incendio o explosión.
3.19. MÉTODO
3.19.1. Realizar el procedimiento de FDA descrito anteriormente en este instructivo.
3.19.2. Colocar las bolsas con el residuo del análisis de FDA en un vaso de precipitado de 1 L.
3.19.3. Adicionar suficiente cantidad de solución de ácido sulfúrico para cubrir las bolsas.
3.19.4. Colocar el matraz volumétrico adentro del vaso precipitado con las bolsas y el ácido de manera que las bolsas se
mantengan sumergidas en el ácido.
3.19.5. Agitar lentamente las bolsas cada 30 min con ayuda de un matraz volumétrico de 200 ml.
3.19.6. Después de 3 horas eliminar el ácido.
3.19.7. Lavar las bolsas con agua hasta eliminar por completo el ácido.
3.19.8. Colocar las bolsas con muestra en el suspendedor de bolsas, colocar 3 bolsas por canasta, del equipo de digestión
ANKOM e introducir dicho suspendedor en el equipo, poniendo la pesa sobre la última canasta para mantener el suspendedor
sumergido.
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3.19.9. Añadir 2000 ml de agua destilada caliente (90-100° C) cierre la tapa pero no la apriete y agitar para enjuagar
durante10 min.
3.19.10. Drenar el agua de enjuague y repetir el paso anterior 2 veces más (total de 3 veces).
3.19.11. Retirar las bolsas con muestra del equipo y presionarlas suavemente para eliminar el exceso de agua.
3.19.12. Colocar las bolsas en un frasco resistente a la acetona y cubrir completamente con dicho solvente.
3.19.13. Cerrar el frasco y poner en agitación constante de 5 min.
3.19.14. Cambiar la acetona y repetir el proceso 2 veces más.
3.19.15. Retirar las bolsas del frasco con acetona y escurrir presionando suavemente para eliminar el exceso de solvente.
3.19.16. Acomodar en una charola y dejar en campana de extracción hasta que el olor a acetona desaparezca.
3.19.17. Llevar la charola con bolsas a estufa a 100° C hasta peso constante.
3.19.18. Sacar las bolsas de la estufa y dejar enfriar a temperatura ambiente.
3.19.19. Pesar en la balanza analítica y anotar el peso.
3.20. CÁLCULOS
El coeficiente de variación máximo permisible entre dos determinaciones será de 2.5%, efectuadas con el mismo equipo, la
misma metodología y la misma muestra, en caso contrario repetir el análisis hasta obtener dicho coeficiente de variación.
%Lignina = 100 X (W3-W1)
W2
En donde:
W1= Peso de la bolsa
W2= Peso de la muestra
W3= Peso de la muestra después de digestión acida
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4.- DOCUMENTOS DE REFERENCIA
Código
(cuando aplique)
N/A
Nombre del documento
Lugar de almacenamiento
Manual operador Ankom 200/220. Analizador de fibras
Anaquel de manuales
5.- CONTROL DE REGISTROS
Nombre del
registro
Lugar de
almacenamiento
Responsable de
su protección
Tiempo de
retención
Disposición de
los registros
F-CCBA-LNA09
Bitácora Fibras y
Lignina
Área de
Químico que realiza
análisis
Hasta
completar su
llenado
Archivo Muerto
F-CCBA-LNA17
Hoja de Reporte de
Resultados Extracto
Etéreo
F-CCBA-LNA18
Hoja de Reporte de
Resultados Fibra
Cruda
F-CCBA-LNA19
Hoja de Reporte de
Resultados Fibra
Detergente Neutra
documentos
F-CCBA-LNA20
Hoja de Reporte de
Resultados Fibra
Detergente Acida
documentos
Identificación
(código)
F-CCBA-LNA21
Hoja de Reporte de
Resultados Lignina
documentos
Área de
documentos
Área de
documentos
Área de
Área de
Área de
documentos
Químico
responsable de
entrega de
resultados
Químico
responsable de
entrega de
resultados
Químico
responsable de
entrega de
resultados
Químico
responsable de
entrega de
resultados
Químico
responsable de
entrega de
resultados
1 año
3 años
Archivo Muerto
3 años
1 año
Archivo Muerto
3 años
1 año
Archivo Muerto
3 años
1 año
Archivo Muerto
3 años
1 año
Archivo Muerto
6.- GLOSARIO
6.1 .- SIGLAS
FC: Fibra Cruda
FDA: Fibra Detergente Acida
FDN: Fibra Detergente Neutra
6.2 .- DEFINICIONES
Muestra: Subconjunto representativo de una poblacion. Parte Representativa del universo de estudio. Una porcion del todo
que se elige para representar el todo de un experimento.
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7.- CONTROL DE REVISIONES
NIVEL DE
REVISIÓN
SECCIÓN
Y/O PÁGINA
01
Control de
revisiones
DESCRIPCIÓN DE LA MODIFICACIÓN Y MEJORA
Se cambiaron los nombres de las firmas, ya no existe el
CAPAAT,
FECHA DE
MODIFICACIÓN
Abril 2014
Nota: La sección 7 será utilizada a partir de la primera modificación a este documento. La revisión 00, se
mantendrá en blanco.
Elaboró
Revisó
Aprobó
Q.B.A. Concepción Capetillo Leal
Q.I Wendy Couoh Chalè
Técnico Académico
Dr. Luis Sarmiento Franco
Responsable de Laboratorio de
Nutrición
Dr. Luis Sarmiento Franco
Responsable de Laboratorio de
Nutrición
Las firmas avalan la responsabilidad de las personas que: elaboran el documento, revisan su
adecuación y aprueban para su implementación dentro del Sistema de Gestión de la Calidad de la
Universidad Autónoma de Yucatán.
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