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Trabajos Compostelanos de Biologla, 10: 15-25(1983)
DETERMINACION DE ALMIDONEN ALIMENTOS
Lage, Ma A., Simal, J., Salgado,G.
PALABRAS CLAVE: Almidón, Alimentos (Harinas y Derivados Cárnicos), Espectrofotometría visible (Antrona y Yodo).
RESUMEN: Lage, Ma A., Simal, J., Salgado, G.-1983- Determinación de almidón en alimentos.- Trab. Compostelanos B iol. 10: 15-25 ( 1983)
Se comparan dos métodos espectrofotométricos para la determinación del almidón: con reactivo antro na en medio sulfúrico) y con yodo-yoduro potásico. Se estudia la -precisión de ambos métodos (Cvro), y la aplicación a varias muestras de alimentos.
SUMMARY: Lage, Ma, Simal, J., Salgado, G. -1983- Starch determination in foods.Trab. Compostelanos Biol. 10: 15-25 (1983)
Two spectrophotometric methods for starch determination are compared: with anthrone reagent (anthrone-sulfuric acid) and with potassic iodine-iodine-iodide. Reproducibility of ·bouth methods is studied (Cv % ) and the aplication to same samples of foods.
INTRODUCCION
El grano de fécula está formado generalmente por dos polisacáridos derivados de la glucosa: la amilosa que constituye el 15-20% del almidón total, es la cadena recta enrollada en espiral, de varios cientos de unidades de glucosa, es soluble en agua y responsable del color azul que se produce por adición de trazas de yodo o a las suspensiones de almidón fenómeno que se atribuye al hecho de que el yodo se incluye en el hueco de las cadenas. El otro polisacárido es la amilopeptina, polímero ramificado y fosforilado de la glucosa, que se dispersa coloidalmente en agua y con el yodo da un color violeta -pardo (MORENO MARTIN & TORRE, 1.979).
En este artículo pretendemos estuidar la precisión y la exactitud de dos métodos para la determinación del almidón en los que se utiliza la espectrofotometría visible; uno emplea la antrona- sulfúrica y el otro una solución yodo-yodurada.
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ANTECEDENTES ANALITICOS
Entre los diferentes métodos empleados para la determinación de almidón podemos destacar los siguientes:
Enzimáticos.- Basados en la hidrólisis del almidón hasta glucosa mediante la acción de varios enzimas. De este tipo son los propuestos por WINTON y WINTON (1.958) y MONTES (1.969), y la A. O. A. C. (1.980) lo indica como "official first action".
Polarimétricos.- Se basan en la hidrólisis ácida del almidón hasta glucosa con la consiguiente lectura polarimétrica, recogidos por autores como WINTON y WINTON (1958), CASARES (1.967), LEES (1.968), MONTES (1969) y MORENO MARTIN y TORRE (1.979).
Gravimétricos.- WINTON y WINTON (1958) recogen varios métodos gravimétricos utilizando distintos reactivos precipitantes, así como LEES ( 1968), y MONTES ( 1.969).
Volumétricos.- Indicados también por WINTON y WINTON (1958), CASARES (1967).
Colorimétricos.- Mediante la reacción con la antrona- sulfúrica: El mecanismo se basa en la degradación del carbohidrato a derivados furfurales por la acción del ácido sulfúrico, los cuales dan color con la antro na. El método fué sugerido por D REYWOOD ( 1946) como cualitativo, y por MORSE, (1.947) como cuantitativo; fué después modificado por diversos autores, debido a que presenta problemas, entre ellos VILES y SILVERMAN (1.949) McCREADY & al. (1951), BLACK (1.951), SAMSEL y DeLAP(l.951), LOEWUS (1.952) HOLLANDER (1.952), BRIDGES (1.952), SCOTT y MELVIN
(1953, JOHANSON (1954) y BACHELARD (1968), también es recogido en la Legislación Española (BARROS, 1979) como método oficial para la determinación de almidón en derivados cárnicos.
Mediante la reacción con Yodo: CASARES ( 1967) propone utilizar una disolución de yodo en yoduro potásico como método cualitativo para poner de manifiesto almidón por el específico color azul que dá en frío con el reactivo. La A.O.A.C. (1.970) recomienda el método químico yodo-yoduro potásico para determinar el contenido en almi-
, dónde muestras vegetales. SENSABOUGH y RUSH (1.972) emplean una disolución de yodo en yoduro potásico para determinar cuantitativamente el almidón solubilizado previamente con ácido perclórico. Más tarde MOREL DU BOIL y SCHAEFLER (1974~ D ENNIS y col. ( 197 8) realizan modificaciones de los métodos.
PARTE EXPERIMENTAL
Al objeto de expresar los resultados en materia seca se hace necesario establecer el
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contenido en agua de los patrones y de las muestras, utilizando dos métodos diferentes a los que indica la legislación (BARROS, 1979) debido a que presentan mayor precisión
y sencillez.
Determinación de la humedad
l. Método de KARL-FISCHER, aplicado a glucosa y almidón, siguiendo el método propuesto por PASEIRO (1.980), haciendo una modificación original que implica la pesada directa de la muestra que es vertida en la vasija de reacción sin necesidad de preparar una dispersión previa. ·
2. Destilación con tolueno o método de MAI-RHEINBERGER, aplicado a las muestras de mortadela y cabeza de jabalí, según el método seguido por CASARES (1.967).
Determinación del almidón
l. Método de la ANTRONA
Reactivos
-Disolución 0,5 g de antrona en 250 ml de ácido sulfúrico. - Acido perclórico al 52% (W/W). -Etanolal80% (V/V). -Disolución de etanol en éter de petroleo (1 :3). -Solución patrón de glucosa (0,1 gen 100 mi)
Material y aparatos
-Tubos de centrífuga cónicos de 100 mi. -Centrífuga capaz de 2500 rpm. - Papel de ftltro Whatman n° 40. - Espectrofotometómetro Hitachi de doble haz visible y ultravioleta, modelo 100-60. - Material de uso corriente en el laboratorio.
Se prepara una escala de glucosa, tamando 1; 2; 3 y 4 rn1 de la solución patrón que se llevan a 200 rn1 con agua destilada. De estos se toman 5 rn1 que se tratan según indica el método oficial con 10 rn1 del reactivo antrona -sulfúrico, leyendo los valores de absorbancia a 630 nm y los correspondientes a la longitud de onda máxima neta (Am.n)
(A625 - As?o)-
2. Método del YODO
Reactivos
- Acido perclórico 52% (w/w).
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- Solución de yodo-yoduro potásico: 20 g de yoduro potásico, disueltos en 20 mi de agua destilada; y 2,0 g de yodo, diluir a un litro.
- Almidón soluble.
Material y aparatos
- Los mismos que en el método de la antrona.
Recta patrón de almidón soluble: se pesan 0,1 g de almidón soluble y se tratan con 1 O mi de ácido perclórico al 52% , se mezcla para disolver y se deja reposar durante 1 O minutos, al cabo de los cuales se enrasa a 100 mi-con agua destilada.
En cuatro matraces aforados de 50 mi que contienen 2,5 mi de ácido perclórico al 52% , se disponen 1 ; 1 ,5; 2; y 2,5 ml de la solución de almidón y se enrasa con agua destilada; se toman de cada uno 10 mi se le añaden 0,5 mi de la solución yodo-yodurada y se deja reposar diez minutos en oscuridad; transcurrido este tiempo se mide ·en el espectrofotómetro frente a un blanco, anotando el valor máximo de la absorbancia y el valor a600nm.
El blanco, que en principio se prepara de igual forma que los patrones pero sin disolución de almidón, más tarde se modifica, utilizando la misma solución de la escala patrón con almidón, pero sin añadirle la solución de yodo yodurada y haciendo después una corrección de las lecturas de absorbancia, para corregir la absorbancia que presenta la disolución de yodo yodurada en exceso.
En la determinación de las muestras de derivados cárnicos (mortadela y cabeza de jabaH), se prepara una escala patrón de almidón para sobrecargar con una cantidad conocida el filtrado obtenido de la extracción del almidón a partir de la muestra (BARROS
1979) y se lleva a 50 mi.
Se toman 10 mi y para la lectura se le añaden 0,5 mi de la disolución de yodo yodurada; después de 1 O minutos en la oscuridad para estabilizar el color, se lee en el espectro fotómetro frente a un blanco preparado de la misma forma pero sin disolución de yodo yodurada, corrigiendo el resultado, restándole la absorbancia que presenta el reactivo a la misma longitud de onda.
Para las muestras de harina, se hace directamente, igual que con el almidón patrón.
METODOS ESTADfSTICOS
Se ha realizado la estimación de la varianza de la Hnea de regresión ( DOCUMENTA
GEIGY, 1975)
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2 2 l ( -2
S = S (- + x-x ) ) Y/x y.x n Sx
2 2 (Ex)
S =Ex - ---· x n
_y_ S
X
l-r 2 (--) n- 2
S y
S X - 2
(- + (x- x) ) n
2 E y
2 (Ey)
n
calculando finalmente el valor de Sy ¡ x' y el porcentaje frente a cada valor de x.
RESULTADOS Y DISCUSION
En el estudio de la precisión, el coeficiente de variación por cien de cada uno de los puntos de las diferentes rectas para el método de la antrona, con una solución patrón de glucosa, se han encontrado unos valores muy altos, que se han recogido en la Tabla l.
En el método del yodo, los coeficientes de variación por cien han sido mucho más bajos, en este caso utilizando una solución patrón soluble, cuyos resultados se encuentran en la Tabla 11.
Se ha aplicado este último método a algunas muestras de mortadela, cabeza de jabalí (Tabla III), encontrando valores de almidón (expresados en materia seca y almidón soluble) que están dentro de los límites permitidos por la legislación vigente (B.O.E. del 9 de Noviembre de 1.981).
En cuanto a las muestras de harina de trigo y almidón de maíz, los valores hallados (Tabla III) superiores al 100 % , son debidos a que la expresión de los resultados se ha hecho en almidón soluble, utilizando como patrón, y en cualquier caso de diferente naturaleza al determinarlo naturalmente.
Se ha calculado el factor de transformación de glucosa a almidón soluble, encontrándose un valor de 1,04 debido a que la Legislación expresa en glucosa el contenido en hidratos de carbono para algunos derivados cárnicos.
Comentarios al método de la antrona
Este método fué propuesto por DREYWOOD ( 1.946) como cualitativo utilizando como reactivo antrona al 0,2% en ácido sulfúrico, fué después modificado y propuesto como cuantitativo por :MORSE (1.947) leyendo la absorbancia a 630 nm y reduciendo a 0,05% la concentración del reactivo. Más tarde VILES & SIL YERMAN ( 1949)
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TABLA 1.- VAWRES EN EL METODO DE LA ANTRONA
y X S Cv% Y' X S Cv% ----------------------------------------------------0,130 0,02 0,0003 1,5 0,127 0,02 0,0012 6,0 0,253 0,04 0,0002 0,5 0,243 0,04 0,0008 2,0 0,377 0,06 0,0002 0,3 0,354 0,06 0,0008 1,3 0,501 0,08 0,0003 0,4 0,468 0,08 0,0012 1,5
0,128 0,02 0,0034 17,0 0,126 0,02 0,0039 19,5 0,239 0,04 0,0022 5,5 0,229 0,04 0,0026 6,5 0,364 0,06 0,0022 3,7 0,348 0,06 0,0026 4,3 0,480 0,08 0,0034 4,2 0,454 0,08 0,0039 4,9
0,098 0,02 0,0302 151,0 0,095 0,02 0,0286 143,0 0,227 0,04 0,0198 49,5 0,212 0,04 0,0187 46,7 0,396 0,06 0,0198 33,0 0,370 0,06 0,0187 31,2 0,450 0,08 0,0302 37,7 0,418 0,08 0,0286 35,7
0,113 0,02 0,0130 65,0 0,108 0,02 0,0114 57,0 0,233 0,04 0,0085 21,2 0,221 0,04 0,0075 18,7 0,300 0,06 0,0085 14,2 0,295 0,06 0,0075 12,5 0,395 0,08 0,0130 16,7 0,375 0,08 0,0114 14,2
0,120 0,02 0,0134 67,0 0,124 0,02 0,0127 63,5 0,291 0,04 0,0088 22,0 0,289 0,04 0,0083 20,7 0,416 0,06 0,0088 14,6 0,402 0,06 0,0083 13,8 0,595 0,08 0,0134 16,2 0,556 0,08 0,0127 15,8
0,132 0,02 0,0149 74,5 0,131 0,02 0,0149 74,0 0,229 0,04 0,0098 24,5 0,223 0,04 0,0097 24,3 0,359 0,06 0,0098 16,3 0,346 0,06 0,0097 16,2 0,428 0,08 0,0149 18,6 0,409 0,08 0,0149 18,5
0,139 0,02 0,0078 39,0 0,131 0,02 0,0082 41,0 0,260 0,04 0,0051 12,7 0,249 0,04 0,0054 13,5 0,392 0,06 0,0051 8,5 0,375 0,06 0,0054 9,0 0,494 0,08 0,0078 9,7 0,471 0,08 0,0082 10,2
-----------------------------------------------------------------------------------·-----------------------------------------
Valores medios del Cv%.-
A630 .- 0,02.- 59,3 A625.- 0,02.- 57,7
0,04.- 19,4 0,04.- 18,9 0,06.- 12,9 0,06.- 12,6 0,08.- 14,8 0,08.- 14,4
Y.- absorbancia a 630 run. S.- varianza. Y'.- a 625 run. Cv%.- Coeficiente de variación por cien. X .- mg de glucosa
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TABLA II.· VALORES EN EL METODO DEL YODO
y X S Cv% Y' X S Cv% ---------------------------------------------------0,092 0,1 0,0022 2,2 0,087 0,1 0,0024 2,4
0,1·82 0,2 0,0014 0,70 0,182 0,2 0,0016 0,80
0,273 0,3 0,0014 0,46 0,267 0,3 0,0016 0,53
0,366 0,4 0,0022 0,55 0,368 0,4 0,0024 0,60
0,070 0,1 0,0010 1,0 0,082 0,1 0,0005 0,50
0,153 0,2 0,0006 0,30 0,170 0,2 0,0003 0,15
0,232 0,3 0,0006 0,20 0,256 0,3 0,0003 0,10
0,313 0,4 0,0010 0,25 0,344 0,4 0,0005 0,12
0,050 0,1 0,0025 2,5 0,063 0,1 0,0061 6,1
0,100 0,2 0,0018 0,9 0,126 0,2 0,0057 2,8
0,146 0,3 0,0016 0,53 0,182 0,3 0,0051 1,7
0,253 0,5 0,0029 0,58 0,336 0,5 0,0092 1,8
0,086 0,1 0,0035 3,5 0,098 0,1 0,0045 4,5
0,166 0,2 0,0025 1,2 0,184 0,2 0,0032 1,6 0,263 0,3 0,0020 0,66 0,290 0,3 0,0026 0,86
0,350 0,4 0,0025 0,62 0,384 0,4 0,0032 0,80
0,433 0,5 0,0035 0,70 0,471 0,5 0,0045 0,90
0,173 0,2 0,0066 3,3 0,184 0,2 0,0076 3,8
0,281 0,3 0,0044 1,5 0,294 0,3 0,0050 1,6
0,362 0,4 0,0044 1,1 0,377 0,4 0,0050 1,2
0,465 0,5 0,0066 1,3 0,490 0,5 0,0076 1,5
0,158 0,2 0,0038 1,5 0,169 0,2 0,0051 2,5
0,264 0,3 0,0019 0,63 0,286 0,3 0,0034 1,1
0,358 0,4 0,0019 0,47 0,383 0,4 0,0034 0,85 0,458 0,5 0,0030 0,60 0,488 0,5 0,0051 1,0
0,132 0,2 0,0025 1,2 0,149 0,2 0,0014 0,70
0,209 0,3 0,0016 0,53 0,237 0,3 0,0009 0,30 0,285 0,4 0,0016 0,40 0,320 0,4 0,0009 0,22
0,354 0,5 0,0025 0,50 0,404 0,5 0,0014 0,28
0,139 0,2 0,0062 3,1 0,161 . 0,2 0,0067 3,3 0,211 0,3 0,0040 1,3 0,242 0,3 0,0044 1,4 0,283 0,4 0,0040 1,0 0,322 0,4 0,0044 1,1
0,336 0,5 0,0062 1,2 0,382 0,5 0,0067 1,3 -----------------------------------------------------------------------------Valores medios del Cv% .-
A600 .- 0,1.- 2,3 0,2.- 1,5
Amax.neta .- O,l.- 3•4 0,2.- 1,97
0,3.- 0,72 0,3.- 0,95 0,4.- 0,63 0,4.- 0,70 0,5.- 0,82 0,5.- 1,14
Y .- Absorbancia a 600 nm. S.- Varianza . Y'.- Absorbancia máxima neta Cv% .- Coeficiente de variaciÓn por cien. X.- mg de almidón.
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T MLA III.- PORCENTAJES DE ALMIDONEN ALGUNOS ALIMENTOS
*- 1 ALMIDON (en%)
o 1~--------~---------1 ~ 1 1 ..... Materia húmeda l Materia seca 1 ~ 1-----+-· -----1 ª 1 A600 Am.n. 1 A600 Am.n.
------------- ------ --------- ------ --------- --- ---~-------------J--- -------------- ------ __ l __ ---------- ----- --- ---- --
MUESTRA
1
MORTADELA COMERCIAL A 1 42,27 3,77 3,62 6,53 6,27
1 MORTADELA COMERCIAL B 1 40,12 4,49 4,25 7,49 7,09
1 CABEZA DE JABALI COMERCIAL A 1 69,10 3,34 3,14 10,81 10,16
1 CABEZA DE JABALI COMERCIAL B 1 52,28 2,33 2,09 4,88 4,38
HARINA DE TRIGO 1 1 11,00 86,0 76,00 96,6 85,4
ALMIDON DE MAIZ 1 1 8,40 103,3 98,22 112,78 107,22
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usó la antrona al 0.1% y la absorbancia a 625 nm.
En 1.951, McREADY, solubiliza el almidón con ácido perclórico diluido al 52%, leyendo a 630 nm, con reactivo al 0,2% . Más adelante BLACK ( 1951) volvió a la absorbancia a 625 nm y a la antrona al 0,1%, haciendo constar la dificultad de obtener resultados reproductibles debido principalmente a la falta del control del calor desarrollado al mezclar reactivo y muestra, como ya se indicaba anteriormente( VILES & SIL YERMAN, 1.949).
Otras modificaciones fueron: uso de reactivo de nuevo al 0,05% (SAMSEL &DeLAP, 1.951), la sustitución del ácido sulfúrico por acetato de etilo (LOEWUS, 1952) debido a la degradación del rea~tivo antrona-sulfúrico en el tiempo y lecturas a 620 nm (B RIDGES, 1.952).
SCOTT y MELVIN ( 1.953) estudian las posibles fuentes de error que pueden interferir en este método, entre las que se encuentran:
- Inestabilidad el reactivo.
-Variación del tiempo de calentamiento.
- Temperatura del baño.
-Variación de la concentración del ácido en el reactivo.
-Variación de la forma de adicionar el reactivo.
- Estabilidad del color.
-Pérdida por evaporación durante el calentamiento.
Más tarde BACHELARD ( 1.968) indica que el ácido perclórico puede interferir seriamente en la reacción de la antrona e inducir a errores en h determinación de hidratos de carbono.
Todo ello unido al elevado coeficiente de variación encontrado por este método nos ha llevado a proponer la determinación del almidón utilizando el método del yodo.
CONCLUSIONES
1.- El método de la antrona, oficial en nuestra Legislación, presenta para soluciones patrón de glucosa unos coeficientes de variación muy elevados (Tabla 1), lo que pone de relieve la poca precisión del mismo.
2.- El método del yodo presenta una precisión mucho más elevada (Tabla 11). En efecto -este método es recomendado como " Official Final Action " para la determinación de almidón de muestras vegetales por la A.O.A.C. (1970) y resulta rápido y sencillo en su realización, más que el de la Antrona.
3.- Los resultados encontrados en materia seca y expresados en almidón soluble para el
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método del yodo en las muestras analizadas (Tablas III) son de 6,27 y 7,09% para mortadelas y del 10,16 y 4,38% para la cabeza de jabalí, lo que indica que están dentro de los márgenes legales recogidos en la legislación vigente.
BffiLIOGRAFIA
ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS -1970- Official Methods of Analysis,
11ed .. Washington.
ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS -1980- Official Methods of Analysis,
13 ed. Washington.
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Sección de Química Analítica Bromatológica
Departamento de Investigaciones
Químico - Farmacéuticas Consejo Superior de Investigacione
Científicas
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