INFORME TECNICO

Cera:
Control de Calidad

En esta nota se propone la determinación de la calidad de la cera y el conocimiento de algunas técnicas para la detección de adulteraciones con el fin de lograr un artículo acorde a lo que los requisitos de calidad mundiales están demandando. (*)


El nombre ceras designa un conjunto de sustancias, formadas por ésteres de ácidos grasos de alto peso molecular y alcoholes también elevados,

 

que tienen asimismo ácidos, alcoholes libres e hidrocarburos.
Los principales componentes ácidos de las ceras son el ácido palmítico, el esteárico, el cerótico, el lignocérico y el melísico, que están esterificados con los alcoholes cetílico, cerílico, miricílico y melísico. Éstos constituyentes están en partes libres, así como también los hidrocarburos heptacosano, triacontano y hentriacontano.
Cuando se habla de cera se sobreentiende que se trata de la de abejas; ceras de otro origen se designan con una denominación que indica su procedencia, como cera montana, de carnauba, del Japón y otras.
En el comercio es muy frecuente encontrar mezclas de ceras que contienen aditivos como parafina o cerisina, estearina, esperma de ballena, colofonia, sebo, aceite de palma, azufre, almidón, pez, entre otros.

TOMA DE LA MUESTRA
Para determinar la pureza o la presencia de elementos extraños en la cera se deben tomar muestras mediante una espátula y por medio de unos perforadores que pueden tener la forma de un barreno en espiral o de un taladro cilíndrico. Como en algunos productos céreos se hace difícil extraer la muestra debido a que son muy duros, es conveniente calentar un poco la espátula o el taladro para facilitar su introducción en la cera.
Se hacen varias tomas en distintos lugares de la masa del producto; se reúnen todas las tomas, se funden juntas, se dejan enfriar y de allí se toma la muestra media.
Cuando la cera está contenida en sacos, se toman de cada uno de éstos tres muestras correspondientes al fondo, a la parte media y a la superficie de los mismos. La mezcla de estas muestras parciales (que pueden analizarse separadamente si así se desea) se funde y de aquí se toma la muestra individual de cada saco.

CARACTERES ORGANOLÉPTICOS
El olor de la muestra es un punto de referencia muy importante para caracterizar la presencia de una cera determinada, como la de abeja o la de carnauba, así como para poner de manifiesto determinadas impurezas, como la colofonia, sebo y aceites rancios. Para apreciar mejor el olor es conveniente calentar una porción de la muestra en un tubo de ensayo.
El sabor de los productos céreos ayuda a la caracterización de los mismos y a la de las impurezas existentes; si se toma un poco de la muestra y se la coloca entre la lengua y el paladar, puede apreciarse al mismo tiempo el sabor y la consistencia (la consistencia también se determina entre las constantes físicas).
El color de la cera de abejas es amarillo fuerte o ligeramente amarillento, si no ha sido blanqueada. Si se trata de un producto comercial que está teñido con colorantes artificiales, éstos se descubren fácilmente.
Es muy interesante para la orientación del análisis la prueba siguiente: Se toma de medio a un gramo de cera y se funde en un tubo de ensayo, se vierte sobre un vidrio de reloj y se deja estar 24 horas a temperatura ambiente. Al cabo de este tiempo se toma la cera entre los dedos índice y pulgar y se hace con ella una bola que se aprieta y redondea como si se tratara de hacer una píldora.
La muestra de cera pura de abejas es fácilmente moldeable con el calor de la mano; una vez trabajada es ligeramente pegajosa, aunque los dedos no se manchen o se pongan aceitosos, y tiene un aspecto homogéneo, transparente y sin brillo.

La adición de parafina se reconoce a través de la masa moldeada porque esta se resbala de entre los dedos, por la aparición de un brillo intenso y de un olor característico similar al de petróleo.
Si la muestra es de color blanquecino, con un brillo de porcelana y no homogénea, y al empezar a moldearla se deshace en fragmentos que sólo por un moldeo más prolongado terminan formando una masa plástica y homogénea, puede sospecharse la adición de estearina o ceresina.
 
La presencia de colofonia se reconoce porque la masa es pegajosa y presenta el olor característico de la resina.
En análogas condiciones se manifiesta a presencia de sebo, que produce una masa aceitosa y de olor peculiar. Otras ceras mezcladas a la de abejas, tales como la de carnauba o la cera del Japón, comunican a la muestra un olor aromático muy característico.


SOLUBILIDAD.
Se toman 5 gramos de cera y se hierven en un tubo de ensayo con 1520 mililitros de agua. Se deja en reposo; en la parte superior de la mezcla se formará una capa de cera fundida, que debe ser clara y transparente y que al enfriarse formará una capa sólida y homogénea.
Si la cera contiene resinas, gutapercha, caucho o gomas, así como arena, caliza o ferruginosa, se formará una emulsión muy difícil de romper, de la que la capa de cera fundida y limpia se separa sólo si se añade ácido clorhídrico al 20 por ciento o una solución de cloruro de calcio.
En el caso de existir impurezas insolubles en el agua, tales como almidón, azufre y polen, éstas se ponen de manifiesto con la simple observación de la capa acuosa o cera fundida.
La capa acuosa se separa y se determina en ella la acidez. En la cera blanqueada con ácido sulfúrico, esta capa es ácida, y la presencia del ácido se puede determinar por su precipitación con cloruro de bario.
Las ceras son solubles en cloroformo y en tetracloruro de carbono e insolubles en alcohol al 80 por ciento.

CONSTANTES FÍSICAS
Densidad
Método de flotación: Este método es sólo aproximado, no obstante sirve de orientación en muchos casos, por lo que se emplea con frecuencia.
Se funde la cera y se deja caer goteando, mediante una pipeta o una varilla, en alcohol al 80 por ciento contenido en un vaso de precipitación. De esta forma se obtienen trocitos redondeados que se dejan secar durante 24 horas sobre papel de filtro.
Una vez secos estos trozos, se toman unos ocho o diez y se introducen en un vaso de precipitación que contiene alcohol al 95 por ciento (por lo general, en este líquido, los trozos descienden al fondo), se añade agua destilada poco a poco hasta que los trozos empiezan a flotar; cuando esto ocurre, se filtra el líquido y se determina la densidad, que será la misma que la de la cera.
Es conveniente repetir la operación añadiendo, primero, los trozos sobre agua e ir agregando alcohol al 95 por ciento hasta que desciendan al fondo. Hallando la media de la densidad de este líquido y del anterior, se logra una exactitud mayor.
Consistencia.
La consistencia de la cera, a temperatura ambiente, es muy variable de unas a otras. La apreciación de esta consistencia se realiza, la mayoría de las veces, por observación directa, presionando un trozo de cera entre las yemas de los dedos.
En el análisis sistemático, el valor de la consistencia se deduce de las determinaciones de los puntos de fusión, y más correctamente, determinando su viscosidad.

Punto de fusión.
Medio gramo de la muestra, aproximadamente, es sometido al calor en una cápsula de porcelana o vidrio hasta que la cera se funde. Luego se coloca en la cera un tubo capilar de vidrio, de unos 2 a 3 centímetro de longitud, para que se llene.
El tubo capilar se une a un termómetro, por medio de una gomita o de un alambre, a la altura del bulbo. El conjunto se introduce en un vaso de precipitación de 500 mililitros de capacidad, lleno de agua, y se va calentando lentamente, sobre todo cuando se acerca al punto de fusión, de tal modo que la temperatura ascienda a 0,1÷0,2º C por minuto, observando estas variaciones.
 
Se toma como punto de fusión la temperatura a la cual la capa de cera solidificada en el tubo se ve descender a simple vista

 

CONSTANTES QUÍMICAS
Índice de acidez.
Se conoce con el nombre de índice de acidez al número de miligramos de hidróxido de potasio necesario para neutralizar los ácidos minerales u orgánicos libres contenidos en un gramo de grasa. A partir de este valor, se puede calcular el porcentaje de ácidos libres, cuando se conoce la clase de los que producen esta acidez en la cera.
El índice de acidez no es una constante específica para cada cera, y su valor es variable según la manera de obtener dicha cera o los tratamientos ulteriores a que se hubiera sometido.
Se ponen 5 gramos de la muestra en un Erlenmeyer de 250 mililitros y se agregan 75 mililitros de una muestra formada con dos partes de benzol y una de alcohol. Se calienta bajo un condensador de reflujo hasta la total disolución de la mezcla y luego se deja enfriar a temperatura ambiente; titular con una solución 0,5 N de hidróxido de potasio alcohólica, utilizando fenolftaleína como indicador.
Cálculo:
I.A.= índice de acidez = 28,075 x ml KOH 5

Índice de saponificación.
El índice de saponificación designa el número de miligramos de hidróxido de potasio necesario para la neutralización de los ácidos grasos contenidos en un gramo de grasa, bien se hallen estos libres o combinados en forma de éster o lactonas.
Esta constante no es de gran interés para la caracterización de las ceras, ya que sus valores en las especies afines son bastante próximos. En la actualidad tiene poco interés dada la existencia de otros índices verdaderamente característicos y de fácil determinación.
Se colocan 5 gramos de la muestra en un Erlenmeyer de 250 mililitros, se agregan 75 mililitros de benzol y 25 de solución 0,5 N de hidróxido de potasio alcohólica, y se hierve suavemente bajo un condensador de reflujo durante dos horas. También se hace una prueba en blanco (o sea sin la cera) utilizando igual cantidad de reactivos.
Titular en caliente con una solución 0,5 N de ácido sulfúrico, usando fenolftaleína como indicador.

Cálculo:
I.S. = índice de saponificación = 28,075 x (a-b)
5
a= ml de ácido sulfúrico 0,5 N gastados en la prueba en blanco.
b= ml de ácido sulfúrico 0,5 N gastados en la muestra.

Índice de éster
El índice de éster comprende el número de miligramos de hidróxido de potasio necesarios para neutralizar los ácidos grasos de un gramo de grasa combinada en forma de éster.
Se calcula restando el índice de acidez del de saponificación.
Cálculo:
I.E. = índice de éster = I.S. - I.A.

Relación numérica:
Es el cociente que resulta de dividir la diferencia entre los índices de saponificación y de acidez por este último.
Cálculo:
R.N. = relación numérica = I.S. - I.A.
I.A.


DETECCIÓN DE ADULTERACIONES
Agregado de parafina
La parafina o ceresina, consiste en una mezcla de alcanos superiores sólidos; es una masa sólida, microcristalina, de color blanco opaco, inodora y casi insípida. Funde a 74÷80º C, hierve a más de 360º C, y la densidad es de 0,920-0,940. Es insoluble en agua, soluble en 35 partes de alcohol absoluto, muy soluble en el éter, en el benzol, en el cloroformo, en los aceites y en las esencias.
Método: Para determinar la presencia de parafina en la cera, se procede de la siguiente manera: A 5 gramos de cera se le agregan 25 mililitros de solución alcohólica de hidróxido de potasio al 12 por ciento y se calienta hasta que adquiera una consistencia pastosa. Luego se disuelve con 20 mililitros de glicerina caliente y se añaden 50 mililitros de agua caliente.
En caso de presencia de parafina o ceresina se produce un enturbia-miento blanco, lechoso que se transforma en un precipitado cuando existe una gran cantidad de parafina.
Agregado de grasa.
Las grasas son ésteres de la glicerina y se conocen como «glicéridos». Son masas blancas, de consistencia blanda, casi inodoras y de sabor algo dulzón. Funden entre 36÷45º C, el peso específico a 15º C, es igual a 0,931-0,932.
Difícilmente son solubles en alcohol, fácilmente solubles en el éter, en el cloroformo y en el sulfuro de carbono en caliente.
Método: En un vaso de precipitación de 50 mililitros calentar a ebullición un gramo de cera, más 10 mililitros de solución de carbonato de sodio anhidro al 30 por ciento, hasta su disolución. Enfriar y dejar en reposo; luego se pasa con cuidado el líquido a un tubo de ensayo y se le agrega 5 mililitros de agua.
En presencia de grasa se obtiene un líquido blanco lechoso, que luego forma grumos que ascienden a la superficie aproximadamente a los 10 minutos.

Agregado de estearina.
La estearina o ácido esteárico es una masa blanca, compacta, inodora e insípida, cristalina y untuosa al tacto. Funde a 60º÷65º C. Es insoluble en el agua, soluble en unas 50 partes de alcohol, mucho más soluble en alcohol hirviendo, éter, cloroformo, benzol y otros.
La estearina comercial no está formada por ácido esteárico puro, sino que además contiene ácido palmítico y otros ácidos grasos.
Método: En un vaso de precipitación de 50 mililitros calentar un gramo de cera, con 7 mililitros de alcohol etílico y 3 de agua, hasta su disolución. Enfriar a 20º C y filtrar en un tubo de ensayo.
En presencia de estearina, el filtrado, diluido con 4 mililitros de agua, da un precipitado blanco lechoso.
Agregado de resinas.
La cera contiene por lo general una pequeña cantidad de resina que no se puede evitar puesto que acompaña al barniz con que las abejas revisten las celdas y los opérculos que han permanecido durante algún tiempo en la colmena.
Si ésta fuera la única forma en que la resina se incorpora a la cera, la cuestión no sería tan grave. Pero desgraciadamente, esta resina es nada más que una mínima parte de la que en realidad se encuentra en la mayoría de las ceras.
Por lo general, la mayor parte proviene del descuido del apicultor que al raspar los cuadros, colmenas y alzas deja caer en raspaduras de propóleos en la cera.
Método: En un vaso de precipitación de 50 mililitros calentar un gramo de cera con 4 mililitros de ácido nítrico concentrado, llevando a ebullición durante un minuto. Luego se deja enfriar y se diluye con 4 mililitros de agua y luego se neutraliza con amoníaco.
En caso de presencia de resinas en la cera, se forman vapores rojizos al calentar la mezcla y la solución final es de color pardo o pardo-rojizo.
Agregado de almidón, féculas y harinas.
Método: En un vaso de precipitación de 50 mililitros calentar un gramo de cera con 12 mililitros de esencia de trementina, hasta lograr la disolución.
En presencia de almidón, féculas y harinas se forma un depósito blanco que se torna azul por el agregado de una gota en solución acuosa de yodo.
Agregado de sustancias minerales.
Método: En un vaso de precipitación de 50 mililitros calentar un gramo de cera con 12 mililitros de cloroformo, hasta la disolución.
En presencia de sustancias minerales, se forma un residuo insoluble.


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(*) Nota extraída de la Edición N° 21 de Apicultura Revista Los Lirios.

 

PARÁMETROS DE CALIDAD
Densidad: 0,958 - 0,970 g/ml
Consistencia aprox.: Blanda a 25ºC
Punto de Fusión: 64 - 65 º C
Indice de Acidez: 17-23 (nº de miligramos de KOH)
Indice de saponificación: 85 - 101 (nº de miligramos de KOH)
Indice de Ester: 70-80 (nº de miligramos de KOH)
Solubilidad: La cera debe ser totalmente soluble en cloroformo, benceno y tetra cloruro de carbono; insoluble en agua destilada y alcohol de 80º o menos.

 
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