CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE BEBIDAS ISOTÓNICAS MEDIANTE ESPECROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA

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1 CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE BEBIDAS ISOTÓNICAS MEDIANTE ESPECROFOTOMETRÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA Fermin Muñoz Alvarado (1), Edith Madaí Colunga Urbina (1), Judith Amador Hernández (1), Iliana de la Garza Rodríguez (1)* 1) Universidad Autónoma de Coahuila, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Química Analítica. Blvd. Venustiano Carranza y José Cárdenas, S/N Col. República. Saltillo Coahuila, C.P Tel (84) ext fermin.0195@hotmail.com; iligarza4@yahoo.com.mx * INTRODUCCIÓN: El agua es una de las sustancias que tiene una mayor relación con los seres humanos ya que su peso corporal esta constituido entre el 60 y 70% de dicha sustancia. El agua juega un papel importante en la fisiología humana por lo cual debemos cuidarnos de la deshidratación [1]. El proceso de deshidratación nos indica la disminución de agua corporal, esto ocurre cuando la persona pierde más rápido el líquido por la sudoración que la reposición de fluido [2]. En un día normal de ejercicio físico una persona promedio pierde entre 1 y 2 litros de agua (sudor) por hora, considerando que hay un clima relativamente caliente en condiciones de humedad, provocando una deshidratación en el cuerpo. La deshidratación provoca que baje el volumen sanguíneo lo cual hace que aumente la osmolaridad de la sangre, baje el nivel de sudoración, disminuye la perdida de calor y a su vez va en aumento la temperatura central del cuerpo [3]. Para los líquidos corporales el agua es de vital importancia ya que es el medio de transporte de sustancias, forma parte de diferentes secreciones corporales, es el medio donde ocurren las reacciones bioquímicas, forma parte de múltiples procesos metabólicos y mantiene en equilibrio la temperatura corporal. El agua también tiene gran importancia en función de la actividad física ya que se encarga de transportar oxígeno a los tejidos, hormonas, nutrientes; contiene agentes tampón del ph sanguíneo y ayuda a disipar el calor [4]. La función principal de los electrolitos es mantener el equilibrio en los diferentes compartimientos del organismo. Es decir, el líquido se va a zonas donde hay concentraciones elevadas para diluirlas y así mantenerla en equilibrio; a este proceso se le denomina osmosis. En general los electrolitos, carbohidratos, etc., controlan la distribución del agua hacia dentro o fuera de la célula, son intermediarios para que este líquido fluya hacia uno u otro sentido [5]. Tras la pérdida de estos electrolitos, que son de gran importancia, se tiene la necesidad de bebidas isotónicas. Al hablar de una bebida isotónica se debe pensar en que esta bebida tenga un osmolaridad parecida a la del plasma ( mosm/litro) para que de esta manera la absorción del líquido sea favorable. Una bebida isotónica debe principalmente hidratar y evitar la deshidratación durante la actividad física, aportar sales minerales (principalmente Na y Cl y K); aportar hidratos de carbono (HC); se recomienda no sobrepasar de 6 al 9 % la concentración de HC 21. Las funciones principales de los electrolitos son: Sodio (Na): Regula la cantidad de agua del organismo, interviene en la excitabilidad del músculo y permeabilidad 871

2 celular; En personas sanas promedio se deben consumir 500 mg/día. Potasio (K): Regula el contenido de agua intracelular, interviniendo en la síntesis proteica y de glúcidos, excitabilidad neuromuscular, etc. Se recomienda consumir 2000 mg/día. Magnesio (Mg): El magnesio mantiene el equilibrio energético en las neuronas y actúa sobre la transmisión nerviosa, la ingesta recomendada de este nutriente es de 350 mg en el caso de los hombres y de 280 mg en el caso de las mujeres. Calcio (Ca): El calcio es muy importante ya que se encuentra en un 99% en los huesos, lo ideal a consumir es de 800 mg en una persona adulta [6, 7, 8]. Por ello, es importante determinar la presencia de estos elementos, para su control en las bebidas isotónicas, los cuales se pueden determinar por diferentes técnicas como UV/VIS [9], espectroscopia de emisión con fuente de plasma de acoplamiento inductivo (EEA-PAI) [10], espectrofotometria de absorción atómica (EAA) [11] y cromatografía iónica [12]. La absorción atómica es un proceso en el cual un átomo en su estado fundamental absorbe energía radiante a cierta longitud de onda, en donde la cantidad de radiación aumenta de acuerdo al cambio óptico, utilizando esta técnica con fines analíticos cuantitativos. En el análisis las muestras se vaporizan transformándose en átomos, esto es conocido como atomización. Tras originarse el vapor atómico se hace incidir la radiación electromagnética la cual es absorbida principalmente por el analito, este proceso de atomización se consigue mayoritariamente mediante la flama [11]. La espectrosfotometría de absorción atómica tiene aplicación en la determinación cualitativa y cuantitativa de aproximadamente 70 elementos. Se caracteriza por tener una alta sensibilidad la cual va de partes por millón a partes por billón (1:10 9 ), además de su rapidez y selectividad. La fuente de radiación más utilizada es la lámpara de cótodo hueco [13]. En la figura 1 una se muestran los componentes básicos de un espectrofotómetro de absorción atómica. Fuente radiante Atomizador Monocromador Detector Sistema de presentación Figura 1. Sistema del Espectrofotómetro de Absorción Atómica El objetivo de este trabajo fue determinar la concentración de Na, Mg, K y Ca presente en bebidas isotónicas de mayor consumo mediante Espectrofotometría de absorción atómica con flama. 872

3 EXPERIMENTACIÓN Las muestras analizadas fueron dos bebidas isotónicas (Powered y Gatorade), las cuales se adquirieron en un supermercado de la localidad. Procedimiento general: Se tomaron muestras de cada una de las bebidas a analizar y se realizaron las diluciones necesarias. Previo a su análisis se realizó una curva de calibración con cinco estándares a partir de un estándar certificado de 1000 mg/l de cada uno de los metales analizados. Las muestras se analizaron en un Espectrofotómetro de Absorción Atómica marca Varian modelo AA240FS. Las muestras se realizaron por triplicado. Tabla 1. Parámetros instrumentales utilizados en el Espectrofotómetro de Absorción Atómica Metal Slit Longitud Flujo de Flujo de Corriente de onda aire/acetileno N 2 O/acetileno de lámpara Sodio (Na) 0.5 nm / ma Potasio (K) 1 nm / ma Magnesio (Mg) 0.5 nm / ma Calcio (Ca) 0.5 nm / ma RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la figura 2 se presenta un ejemplo de la curva de calibrado para potasio que se obtuvo antes de la cuantificación de dicho metal presente en las bebidas isotónicas. 1 Absorbancia mg/l K Figura 2. Curva de calibrado de potasio Y con la ecuación de la recta que se obtuvo se calculó la concentración de K en las muestras analizadas, en la tabla 2 se presentan las ecuaciones de la recta de cada de los métales analizados. 873

4 Tabla 2. Metales analizados y curvas de calibrado que se obtuvieron por EAAF Metales analizados Ecuación de la recta r 2 Na y = x K y = x Mg y = x Ca y = x Para comparar la concentración de los metales presentes en las muestras analizadas se presenta la tabla 3 donde se observan las concentraciones de los metales reportados en las etiquetas de las bebidas isotónicas. Tabla 3. Concentración de Metales reportados en las etiquetas de las bebidas isotónicas Metales reportados en las etiquetas de bebidas isotónicas Muestra 1 (Powerade) Muestra 2 (Gatorade) Na (mg/l) Mg (mg/l) K (mg/l) Ca (mg/l) Tabla 4. Metales (Na, K, Ca, Mg) analizados en las bebidas isotónicas Metales/muestras Muestra 1 Muestra 2 (Powerade) (Gatorade) Na (mg/l) ± ± 2.41 Mg (mg/l) ± ± K (mg/l) ± ± 0.90 Ca (mg/l) ± ± La EAAF es una técnica analítica con la suficiente sensibilidad para cuantificar Na, Mg, K y Ca presente en las bebidas isotónicas. Al comparar las concentraciones de dichos metales de las bebidas analizadas con las reportadas en sus etiquetas, estas fueron mayores, siendo la muestra 1 quien presenta las mayores concentraciones para Mg, K y Ca, mientras que la muestra 2 presenta las concentración de Na mas alta. CONCLUSIONES Con los resultados obtenidos podemos concluir que las muestras presentan concentraciones superiores a las reportadas en su etiquetas, lo cual indica que el fabricante no presenta información verídica, aunque no sobrepasa las concentraciones recomendadas diarias. 874

5 Sin embargo, los deportistas utilizan hasta 2 L de dichas bebidas para satisfacer su necesidad de hidratación y restablecer la perdidad de sales, por lo cuál, recomendamos utilizar la muestra 1 ya que no presentan ningun inconveniente debido a que te permite una mayor regularización de agua en el organizmo y a nivel celular, así como tambien un equilibrio energético de las neuronas, mientras que si consumen la muestra 2, esta sobrepasaría el IDR respecto a sodio por lo cual provocaría un aumento en la presión corporal del consumidor. REFERENCIAS [1] Negrín P. Ramón: Agua e hidratación, su importancia en el rendimiento físico RATACION.pdf [2] J. C. Barbero, C. Castagna, J. Granda: Deshidratación y reposición hídrica en jugadores de fútbol sala: Efectos de un programa de intervención sobre la pérdida de líquidos durante la competición. [3] Argón V. Luis: Hidratación para la actividad fisica [4] Gancedo María E. Bebidas deportivas IS De Sports Magazine Revista de entrenamiento, Vol. 5, número 14 Sep [5] Merí Alex: Fundamentos de la fisiología de la actividad física y el deporte; Buenos Aires; 95p (2005). [6] Urdampilleta Aritz. Nutrición hospitalaria: De la deshidratación a la hiperhidratación; bebidas isotónicas y diuréticas y ayudas hiperhidratantes en el deporte; Vol. 29, Nº. 1, 21-25p (2014). [7] Dotrez M. Carlos. Revista Cubana de medicina general integral: Programa Nacional de Prevención, Diagnóstico, Evaluación y Control de la Hipertensión Arterial; Vol. 15 N 1 Ciudad de La Habana ene.-feb. (1999). [8] Jordal M. Antonio. Science of The Total Environment: Magnesium and calcium contents in foods from SE Spain: influencing factors and estimation of daily dietary intakes. [9] Xiaodong Wen, Qingwen Deng, Jie Guo, Shengchun Yang; Ultra-sensitive determination of cadmium in rice and water by UV vis spectrophotometry after single drop microextraction; Vol. 79, N 3, p; agosto (2011). [10] M.E. Lagerströma; Quimica Marina: Automated on-lineflow-injection ICP-MS determination of trace metals (Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn) in open ocean seawater: Application to the Geotraces program; Vol. 155; 71-80p; Septiembre (2013). [11] L. Hernández, C. González; Introducción al análisis instrumental; Barcelona (2002). [12] M. Raessler, I. Hilke; Ion-Chromatographic Determination of Low Concentrations of Nitrate in Solutions of High Salinity (2006) p. [13] Skoog West Holler: Fundamentos de la Química Analítica; 2, Barcelona p. 875