Valor ácido
Miligramos de una base necesarios para neutralizar 1 gramo de un ácido determinado

En química , el valor ácido ( AV , número de acidez , número de neutralización o acidez ) es un número utilizado para cuantificar la acidez de una sustancia química determinada . Es la cantidad de base (generalmente hidróxido de potasio (KOH)), expresada en miligramos de KOH necesarios para neutralizar los componentes ácidos en 1 gramo de una muestra. [1] [2] [3] [4] El valor ácido mide la acidez de sustancias insolubles en agua como aceites, grasas, ceras y resinas, que no tienen un valor de pH .

El índice de acidez es una medida del número de grupos de ácido carboxílico ( −C(=O)OH ) en un compuesto químico, como un ácido graso , o en una mezcla de compuestos. [2] En otras palabras, es una medida de los ácidos grasos libres (FFA) presentes en una sustancia. En un procedimiento típico, una cantidad conocida de muestra se disuelve en un disolvente orgánico (a menudo isopropanol ) y se titula con una solución de hidróxido de potasio alcohólico (KOH) de concentración conocida utilizando fenolftaleína como indicador de color. [2] El índice de acidez de una muestra de aceite es indicativo de la edad del aceite y se puede utilizar para determinar cuándo se debe cambiar el aceite. [5]

Una muestra de grasa líquida combinada con etanol neutralizado al 95 % se titula con hidróxido de sodio estandarizado de 0,1 eq/L de normalidad hasta un punto final de fenolftaleína. El volumen y la normalidad del hidróxido de sodio se utilizan, junto con el peso de la muestra, para calcular el valor de ácidos grasos libres. [3]

El valor ácido generalmente se mide en miligramos de KOH por gramo de muestra (mg de KOH/g de grasa/aceite) o gramos de KOH por gramo de muestra (g de KOH/g de grasa/aceite). [5]

Cálculos

Por ejemplo, para el análisis del petróleo crudo : [6]

A V = ( V mi q − b mi q ) norte 56,1 g/mol Yo aceite {\displaystyle AV=(V_{eq}-b_{eq})N{\frac {\text{56,1 g/mol}}{W_{\text{aceite}}}}}
Donde KOH es el titulante, mientras que el petróleo crudo es el titulando.
V eq es el volumen de titulante (ml) consumido por la muestra de petróleo crudo y 1 ml de solución de adición en el punto equivalente,
b eq es el volumen de titulante (ml) consumido por 1 ml de solución de adición en el punto equivalente,
56,1 g/mol es el peso molecular del KOH,
W oil es la masa de la muestra en gramos.

La normalidad (N) del titulante se calcula como:

norte = 1000 × Yo KHP 204,23 g/mol  × V mi q {\displaystyle N={\frac {1000\times W_{\text{KHP}}}{{\text{204,23 g/mol }}\times V_{eq}}}}
Donde W KHP es la masa (g) de ftalato de hidrógeno y potasio (KHP) en 50 ml de solución estándar de KHP,
V eq es el volumen de titulante (ml) consumido por 50 ml de solución estándar de KHP en el punto equivalente,
204,23 g/mol es el peso molecular de KHP.

Aplicaciones

Un aumento en la cantidad de ácidos grasos libres en una muestra de grasa o aceite indica hidrólisis de triglicéridos. Dicha reacción ocurre por la acción de la enzima lipasa y es un indicador de condiciones inadecuadas de procesamiento y almacenamiento. La fuente de la enzima puede ser el tejido del que se extrajo el aceite o la grasa o puede ser un contaminante de otras células, incluidos los microorganismos. [1]

Para determinar el valor ácido de los aceites minerales y el biodiésel , existen métodos estándar como ASTM D 974 y DIN 51558, y especialmente para el biodiésel, la norma europea EN 14104 y ASTM D664 son ampliamente utilizadas en todo el mundo. [2] El valor ácido del biodiésel debe ser inferior a 0,50 mg KOH/g en los combustibles estándar EN 14214 y ASTM D6751. Esto se debe a que los FFA producidos pueden corroer las piezas de los automóviles, por lo que estos límites protegen los motores de los vehículos y los tanques de combustible. [5]

Un valor de acidez bajo indica una buena limpieza con jabón. [7]

Cuando los aceites y grasas se vuelven rancios , los triglicéridos se convierten en ácidos grasos y glicerol , lo que provoca un aumento del valor ácido. [8] Una situación similar se observa durante el envejecimiento del biodiésel a través de una oxidación análoga y cuando se somete a altas temperaturas prolongadas ( termólisis de ésteres ) o mediante la exposición a ácidos o bases ( hidrólisis de ésteres ácido/base ). [5]

La transesterificación del aceite de cocina usado, que tiene un alto valor ácido y un alto contenido de agua, se puede realizar utilizando heteropoliácidos como el ácido dodecatungstofosfórico (PW12) como catalizador. [9] [10]

En 2007, Sahoo et al . elaboraron biodiésel compuesto por monoésteres de extracto de aceite de polanga de la planta Calophyllum inophyllum producido por transesterificación de triple etapa y mezclado con diésel de alta velocidad, que luego se probó para su uso como sustituto del diésel en un motor diésel de un solo cilindro. [11]

Pruebas

La acidez total, los perfiles de ácidos grasos y los ácidos grasos libres (AGL) se pueden determinar en aceites como el de girasol y el de soja obtenidos mediante procesos ecológicos que implican dióxido de carbono supercrítico (scCO2 ) y extracción con líquido presurizado (PLE). La identificación y separación de los ácidos grasos primarios responsables de la acidez puede garantizar una mayor calidad de los productos de grasa y aceite. [12]

En 2020, Dallas Group of America (DGA) [13] y la American Oil Chemists' Society (AOCS) idearon un método estándar (5a-40) para probar los ácidos grasos libres en los aceites de cocina. [14] La DGA ha producido un kit de prueba simplificado basado en el método de prueba 5a-40. [15]

Valores de acidez de diversas grasas y aceites

Grasa / aceiteValor ácido (mg de KOH por g de muestra)
Cera de abejas17 – 36 [16]
Aceite de canola0,071 – 0,073 [17]
Aceite de maíz0,223 – 0,224 [17]
Aceite de soja0,60 – 0,61 [17]
Aceite de oliva virgen0,8 – 2 [18]
Aceite de freír usado0,1 – 2,5 [19] [20]

Véase también

  • Valor de amina  : medida del contenido de nitrógeno de un compuesto orgánico.
  • Número de bromo  : masa de bromo absorbida por 100 gramos de una sustancia determinada.
  • Valor de epoxy  : medida del contenido de epoxy de una sustancia.
  • Índice de hidroxilo  : masa de KOH necesaria para neutralizar 1 gramo de sustancia acetilada
  • Valor de yodo  : masa de yodo absorbida por 100 gramos de una sustancia determinada.
  • Índice de peróxido  : medida del contenido de peróxido de una grasa o aceite.
  • Valor de saponificación  : miligramos de una base necesarios para saponificar 1 g de grasa
  • Redox  – Reacción química en la que se modifican los estados de oxidación de los átomos.
  • EN 14214  – Norma de combustible para biodiesel
  • Rancidificación  : descomposición de grasas y aceites en sustancias malolientes.

Referencias

  1. ^ ab "14.10.1: Alimentos: índice de acidez y calidad de grasas y aceites". Chemistry LibreTexts . 26 de mayo de 2016 . Consultado el 28 de octubre de 2022 .
  2. ^ abcd Ahuja, Satinder (25 de enero de 2015). Alimentos, energía y agua: la conexión química. Elsevier. p. 301. ISBN 9780128003749.OCLC 900781294  .
  3. ^ de Nielsen, S. Suzanne (20 de marzo de 2010). Food Analysis Laboratory Manual, 2.ª edición. Springer Science & Business Media. págs. 108-109. ISBN 9781441914637.OCLC 663096771  .
  4. ^ O'Brien, Richard D. (5 de diciembre de 2008). Grasas y aceites: formulación y procesamiento para aplicaciones, 3.ª edición. CRC Press . pp. 220–221. ISBN 9781420061673.OCLC 367589246  .
  5. ^ abcd "Índice de acidez o índice de neutralización del aceite". www.engineersedge.com . Consultado el 28 de octubre de 2022 .
  6. ^ CN103776825A, Junmin, Ji; Dongmin, Wang y Huamin, Liu, "Método de determinación del valor ácido de la grasa de color oscuro", publicado el 7 de mayo de 2014 
  7. ^ "Valor ácido: una descripción general". ScienceDirect . Archivado desde el original el 31 de enero de 2022. Consultado el 28 de octubre de 2022 .Enlace al artículo original
  8. ^ Fernando, Sandun; Karra, Prashanth; Hernandez, Rafael; Jha, Saroj Kumar (1 de mayo de 2007). "Efecto del aceite de soja convertido de forma incompleta en la calidad del biodiésel". Energía . 32 (5): 844–851. doi :10.1016/j.energy.2006.06.019. ISSN  0360-5442. El índice de acidez puede convertirse en un problema grave cuando se utilizan materias primas con un alto contenido de ácidos grasos libres...
  9. ^ Cao, Fenghua; Chen, Yang; Zhai, Fengying; Li, Jing; Wang, Jianghua; Wang, Xiaohong; Wang, Shengtian; Zhu, Weimin (1 de septiembre de 2008). "Producción de biodiesel a partir de aceite de freír residual de alto valor ácido catalizada por heteropoliácido superácido". Biotecnología y Bioingeniería . 101 (1): 93-100. doi : 10.1002/bit.21879. ISSN  1097-0290. PMID  18646228. S2CID  205497850.
  10. ^ US 8962873 B2, A, Summers William; Rebecca, Williams y Danny, Gulledge et al., "Sistemas y métodos para elaborar bioproductos", publicado el 24 de febrero de 2015 
  11. ^ Sahoo, PK; Das, LM; Babu, MKG; Naik, SN (1 de febrero de 2007). "Desarrollo de biodiesel a partir de aceite de semilla de polanga de alto índice de acidez y evaluación del rendimiento en un motor de encendido por chispa". Fuel . 86 (3): 448–454. doi :10.1016/j.fuel.2006.07.025. ISSN  0016-2361.
  12. ^ Medeiros Vicentini-Polette, Carolina; Rodolfo Ramos, Paulo; Bernardo Gonçalves, Cintia; Lopes De Oliveira, Alessandra (30 de diciembre de 2021). "Determinación de ácidos grasos libres en muestras de aceite vegetal crudo obtenidas mediante procesos de alta presión". Química de los Alimentos: X . 12 : 100166. doi : 10.1016/j.fochx.2021.100166. ISSN  2590-1575. PMC 8604745 . PMID  34825173. 
  13. ^ "Productos y aplicaciones". The Dallas Group of America . Consultado el 28 de octubre de 2022 .
  14. ^ "Validación del kit de prueba de ácidos grasos libres para la medición del contenido de ácidos grasos libres de aceites vegetales, aceites de pescado, grasas animales (sebos), harinas de carne y pescado, y papas fritas y productos de refrigerio a base de granos: método probado de desempeño AOAC 052004". Revista de AOAC International . Oxford University Press (OUP); AOAC International . 26 de noviembre de 2022 . Consultado el 28 de octubre de 2022 .
  15. ^ "Cómo comprobar la presencia de ácidos grasos libres en el aceite de cocina". DALSORB . 2 de marzo de 2021. Archivado desde el original el 12 de octubre de 2022 . Consultado el 28 de octubre de 2022 .
  16. ^ Min, David B. (17 de marzo de 2008). Lípidos alimentarios: química, nutrición y biotecnología, tercera edición. CRC Press . ISBN 9781420046649.OCLC 213371194  .
  17. ^ abc Kardash, Elena; Tur'yan, Yakov I. (24 de marzo de 2005). "Determinación del valor ácido en aceites vegetales mediante titulación indirecta en medios acuosos-alcohólicos". Croatica Chemica Acta . 78 (1): 99–103. ISSN  0011-1643. Archivado desde el original el 26 de febrero de 2021.
  18. ^ Grossi, Marco; Lecce, Giuseppe Di; Toschi, Tulia Gallina; Riccò, Bruno (mayo de 2014). "Determinación rápida y precisa de la acidez del aceite de oliva mediante espectroscopia de impedancia electroquímica" (PDF) . Revista de sensores IEEE . 14 (9): 2947–2954. Código Bib : 2014ISenJ..14.2947G. doi :10.1109/JSEN.2014.2321323. ISSN  1558-1748. S2CID  10659764.
  19. ^ Park, Jung Min; Koh, Jong Ho; Kim, Jin Man (1 de septiembre de 2020). "Determinación de la reutilización del aceite para freír carne de cerdo agridulce frita según el tipo de aceite y el tiempo de fritura". Ciencia de los alimentos de los recursos animales . 40 (5): 785–794. doi :10.5851/kosfa.2020.e54. ISSN  2636-0780. PMC 7492171 . PMID  32968730. 
  20. ^ Park, Jung-Min; Kim, Jin-Man (31 de octubre de 2016). "Monitoreo de aceites de fritura usados ​​y tiempos de fritura para freír nuggets de pollo usando índice de peróxido y índice de acidez". Revista Coreana de Ciencia de Alimentos de Recursos Animales . 36 (5): 612–616. doi :10.5851/kosfa.2016.36.5.612. ISSN  1225-8563. PMC 5112423 . PMID  27857536. 
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