En 1879, el químico alemán Franz Ritter Von Soxhlet propuso un método para la determinación de grasa en alimentos, el cual permanece vigente casi catorce décadas después. En este artículo veremos cómo Von Soxhlet conjugó en un método, fenómenos físico-químicos fundamentales a través de su gran ingenio. 

El origen

Desde el año 3500 A.C, en Mesopotamia se extraía materia orgánica con un extractor de agua caliente. Este principio se conoce como la extracción sólido-líquido y ha sido útil desde la antigüedad para obtener infusiones y perfumes. Posteriormente, en 1830 el químico francés Anselmo Payen implementó su operación de forma automatizada y finalmente, en 1879 el químico alemán Franz Ritter Von Soxhlet propuso el método para la determinación de grasa.

¿Cómo sucede la extracción?

En el método de Soxhlet, el componente de interés son las grasas, y su solubilidad es la propiedad en la que se basa. Sabemos que las grasas se disuelven en disolventes no polares, como el cloroformo, el hexano y el éter de petróleo.  Cuando un alimento está en contacto con este tipo de disolventes, las grasas muestran tal afinidad que al disolverse se separan del resto de los componentes, a este principio se le conoce como extracción sólido-líquido.

El equipo está integrado de abajo hacia arriba por:

  1. Parrilla. Fuente de calor para evaporar el disolvente.
  2. Matraz. Contiene el disolvente y el aceite extraído.
  3. Sifón. Contiene la muestra dentro de un dedal de celulosa y donde ocurre la extracción sólido-líquido.
  4. Refrigerante. Provee un ambiente frío en el que se condensa el disolvente.

El método de Soxhlet se realiza en un equipo del mismo nombre para determinar la cantidad de grasa de los alimentos. El proceso inicia a partir de una muestra previamente seca, para evitar que el agua se combine con el disolvente y altere la prueba. La cantidad de muestra necesaria se especifica en los métodos oficiales según el alimento de que se trate, ésta se coloca dentro de un cartucho en forma de dedal de celulosa, en el sifón. Lo que sucede en el equipo es que el disolvente contenido en el matraz alcanza su punto de ebullición por efecto de la fuente de calor, sube en forma de vapor por el cuello de éste, recorre el sifón y llega al refrigerante. En éste, se condensa y regresa al sifón en forma líquida.

La condensación es gradual, podemos observarla en la formación de gotas que caen del refrigerante al sifón. Así, gota a gota, el disolvente se acumula justo donde está el cartucho de celulosa, éste es el momento en que entra en contacto con la muestra y aunque la separación de las grasas del alimento original no es visible a nuestros ojos, al empaparla, una parte de lípidos son disueltos en el disolvente y extraídos del alimento. El sifón acumula el disolvente con los lípidos extraídos hasta que alcanza el nivel suficiente para regresar al matraz. El disolvente se recircula por el equipo repetidamente, extrayendo en cada recorrido una fracción de lípidos. Conforme se repite este ciclo, podemos ver que el disolvente cambia de color, lo que manifiesta la extracción de las grasas y de compuestos de color con solubilidad afín o liposoluble. Dependiendo el alimento y su composición, será el tiempo requerido para la extracción. La cual en promedio es de ocho horas.

Con la extracción completa, se realiza un último paso de evaporación, para eliminar por completo el disolvente del aceite.

 

Utilización del Método

El método de Soxhlet es uno de los análisis básicos que se llevan a cabo en los laboratorios de alimentos. Es un método clásico, pues con base en una propiedad de la sustancia que nos interesa, en este caso la grasa, permite cuantificar de forma indirecta su presencia en los alimentos. A este análisis también se le conoce como gravimétrico, denominación que proviene del latín gravis = con peso, y del griego antiguo metria = medir. De esta manera, el método registra el peso de la muestra de alimento en dos momentos clave: al inicio, cuando el alimento aún contiene a la sustancia que nos interesa; y al final, cuando ha perdido parte de su composición, que bien puede ser el componente que queremos cuantificar o, por el contrario, toda la materia que no lo contenga. Así, por diferencia de peso, es posible estimar el porcentaje del compuesto que investigamos.

 Este método, se aplica en los laboratorios de análisis de alimentos, que están certificados para generar la tabla de valor nutrimental de un producto alimentario, lo emplean de forma rutinaria para determinar el contenido de grasa en muestras sólidas. Y en la industria de alimentos, se aplica en el control de calidad, al verificar que los productos se elaboren con un mismo contenido de grasa en todos sus lotes.  El método se emplea con fines pedagógicos o de investigación, en las carreras técnicas y universitarias, que estudian la composición de alimentos, como nutrición, química, bioquímica e ingenierías orientadas al área de alimentos.

Recientemente, también se aplica a nivel investigación para evaluar su funcionamiento en otro tipo de muestras, como es la extracción de grasas o aceites a partir de muestras líquidas, o para extraer cafeína, lo cual requiere adaptaciones al procedimiento original, bien en los materiales y/o en la operatividad.

 

Fenómenos físico-químicos fundamentales del método

Aunque por su operación o manejo, el tiempo prolongado y el volumen elevado de disolvente, son algunas de sus desventajas. Desde un punto de vista pedagógico, el método de Soxhlet presenta la ventaja de poder comprender algunos conceptos fundamentales: A) evaporación, B) extracción sólido-líquido y C) condensación. Con este método se observan estos fenómenos hasta la obtención de una muestra sin grasa y del aceite extraído.

Soxhlet fue el hombre que ingeniosamente inventó un método que creativamente conjuga fenómenos físico-químicos fundamentales, de los que podemos ser testigos presenciales por mucho que avance la hoy llamada era de la virtualidad. A casi catorce décadas de su creación se mantiene vigente, pues nos permite obtener resultados confiables, como anteriormente se mencionó, el método de Soxhlet se emplea en investigación, en el control de calidad de alimentos y en docencia.

Saber mas

Jensen, 2007. The origin of the Soxhlet extractor. Journal of Chemical Education, 84(12):1913.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ed084p1913 

Pérez et al. 2009. Anales de la Universidad Metropolitana, 9(2):181-206.

https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=3624078 

Dra. Martha Gabriela Campos Mondragón es profesora de la Facultad de Nutrición Región Veracruz de la Universidad Veracruzana.