Upload
taniaoretoribio
View
97
Download
7
Embed Size (px)
Citation preview
Facultad de Ingeniera Qumica
1 Universidad Nacional del Callao
Facultad de Ingeniera Qumica
DETERMINACIN DE HUMEDAD EN ALIMENTOS Y MATERIA SECA
CURSO :
Laboratorio de Qumica de Alimentos
PROFESOR :
Ramrez Durand Bernardino
GH:
92G
INTEGRANTES:
Carrasco Snchez, George
Cspedes Cayo, Rafael
Or Toribio, Tania
Ortega Silva, Edwin
Senz Rosales, Liz
Bellavista, Callao 24 de abril del 2015
Facultad de Ingeniera Qumica
2 Universidad Nacional del Callao
I.- OBJETIVOS
Objetivo General:
Conocer la cantidad de agua que poseen los alimentos y la materia seca
de la cual estn constituidos.
Objetivos especficos:
Determinar el porcentaje de humedad de una muestra, por el mtodo de
prdida de peso en una estufa de vaco.
Determinar el porcentaje de humedad de una muestra, por le mtodo
instrumental con una balanza deshumecedora.
Facultad de Ingeniera Qumica
3 Universidad Nacional del Callao
II. INTRODUCCION
Todos los alimentos, cualquiera que sea el mtodo de industrializacin a
que hayan sido sometidos, contienen agua en mayor o menor proporcin.
Las cifras de contenido en agua varan entre un 60 y 95% en los
alimentos naturales. El agua puede decirse que existe en dos formas
generales: "agua libre" y "agua ligada". El agua libre o absorbida, que es
la forma predominante, se libera con gran facilidad y es estimada en la
mayor parte de los mtodos usados para el clculo del contenido en
agua. El agua ligada se halla combinada o absorbida. Se encuentra en
los alimentos como agua de cristalizacin (en los hidratos) o ligadas a
las protenas. Estas formas requieren para su eliminacin en forma de
vapor un calentamiento de distinta intensidad. Parte de la misma
permanece ligada al alimento incluso a temperatura que lo carboniza. As
pues, la frase "% de agua" apenas significa nada menos que se indique el
mtodo de determinacin usado.
Facultad de Ingeniera Qumica
4 Universidad Nacional del Callao
III. FUNDAMENTO TEORICO
El agua se encuentra en los alimentos en tres formas: como agua de
combinacin, como agua adsorbida y en forma libre, aumentando el volumen.
El agua de combinacin est unida en alguna forma qumica como agua de
cristalizacin o como hidratos. El agua adsorbida est asociada fsicamente
como una monocapa sobre la superficie de los constituyentes de los alimentos.
El agua libre es aquella que es fundamentalmente un constituyente separado,
con facilidad se pierde por evaporacin o por secado. Dado que la mayor parte
de los alimentos son mezclas heterogneas de varias sustancias, pueden
contener cantidades variables de agua de los tres tipos.
DETERMINACION DE LA HUMEDAD
Hay muchos mtodos para la determinacin del contenido de humedad de los
alimentos, variando en su complicacin de acuerdo a los tres tipos de agua y a
menudo hay una correlacin pobre entre los resultados obtenidos. Sin
embargo, la generalidad de los mtodos da resultados reproducibles, si las
instrucciones empricas se siguen con fidelidad y pueden ser satisfactorios para
uso prctico.
Los mtodos pueden ser clasificados como por secado, destilacin, por
mtodos qumicos e instrumentales.
La determinacin de humedad puede ser el anlisis ms importante llevado a
cabo en un producto alimentario y, sin embargo, puede ser el anlisis del que
es ms difcil obtener resultados exactos y precisos. La materia seca que
permanece en el alimento posterior a la remocin del agua se conoce como
slidos totales. Este valor analtico es de gran importancia econmica para un
fabricante de alimentos, ya que el agua es un llenador barato, as:
El contenido de humedad es un factor de calidad en la conservacin de
algunos productos, ya que afecta la estabilidad de: frutas y vegetales
deshidratados, leches deshidratadas; huevo en polvo, papas
deshidratadas y especias.
Facultad de Ingeniera Qumica
5 Universidad Nacional del Callao
La determinacin de humedad se utiliza como factor de calidad de:
jaleas y ates, para evitar la cristalizacin del azcar; jarabes azucarados,
cereales preparados - convencionales (4-8%); inflados (7-8%).
Se utiliza una reduccin de humedad por conveniencia en el empaque
y/o embarque de: leches concentradas, endulzantes; productos
deshidratados (stos son muy difciles de empacar si poseen un alto
contenido de humedad; jugos de frutas concentradas.
El contenido de humedad se especifica a menudo en estndares de
identidad, as, el queso cheddar debe tener
Facultad de Ingeniera Qumica
6 Universidad Nacional del Callao
METODOS DE DETERMIANCIN DE HUMEDAD
MTODOS FSICOS
MTODO DE CONDUCTIVIDAD
La conductividad de una corriente elctrica aumenta con el porcentaje de agua
en una muestra.
La ley de ohm establece que la fuerza de una corriente elctrica es igual a la
fuerza electromotora dividida por la resistencia.
La temperatura de la muestra debe mantenerse constante. Para cada
determinacin se necesita un minuto.
METODOS POR SECADO
Estos incluyen las mediciones de la prdida de peso debida a la evaporacin
de agua a la temperatura de ebullicin o cerca de ella. Aunque tales mtodos
son usados frecuentemente debido a que dan resultados exactos cuando se
consideran sobre una base relativa, hay que tener en mente que el resultado
obtenido puede no ser una medicin verdadera del contenido de agua de la
muestra. Por ejemplo, los aceites voltiles pueden perderse a temperatura de
una parte del agua que contienen se pierde a esta temperatura. El resto (agua
combinada o adsorbida) es difcil de eliminar y parece estar asociada a las
protenas presentes. La proporcin de agua libre perdida aumenta al elevar la
temperatura, por lo que es importante comparar nicamente los resultados
obtenidos cuando se usan las mismas condiciones de secado. Adems, si es
posible que se efecte alguna descomposicin, como sucede en los alimentos
que tienen una proporcin elevada de azcares, es aconsejable usar una
temperatura de secado ms baja, por ejemplo, 70 C y aplicar al vaco. En la
fabricacin de alimentos se pueden utilizar procedimientos rpidos para
determinar humedad usando estufas desecadoras especiales que trabajan a
temperaturas altas. Otras estufas tienen lmparas secadoras de radiacin
infrarroja y tienen adems una balanza de lectura directa. Los hornos de
microondas pueden utilizarse para la determinacin de humedad en el
laboratorio en forma rpida.
Facultad de Ingeniera Qumica
7 Universidad Nacional del Callao
METODOS DE DESTILACION
Estos mtodos incluyen la destilacin del producto alimenticio con un
disolvente inmiscible que tiene un elevado punto de ebullicin y una densidad
menor que la del agua, por ejemplo, tolueno, heptano y xileno. El agua que se
destila cae debajo del disolvente condensado en un recipiente graduado, en el
cual se puede medir el volumen de la fase acuosa. Se debe empujar dentro del
condensador un largo alambre o "gendarme", hasta cerca del tubo de salida
que facilite el escurrimiento de cualquier cantidad de agua que pueda destilar
hasta el tubo graduado. Aunque los resultados bajos son comunes en el
mtodo de destilacin, ste tiene la ventaja que una vez que se ha montado el
aparato necesita poca atencin y que cualesquier aceites voltiles que destilen,
no son medidos, dado que quedan atrapados en el disolvente inmiscible
METODOS QUMICOS
Mtodo de Karl Fischer.
La determinacin de agua segn el mtodo de Karl Fischer suele emplearse
cuando la determinacin de agua o de humedad por prdida de peso es
imprecisa (es decir, aquellos alimentos que tienen un contenido de humedad
bajo). Este mtodo se basa en la reaccin no estequiomtrica del agua con el
yodo y el bixido de azufre en solucin de piridina-metanol. Aunque el punto
final de la titulacin se puede detectar en forma visual, la mayora de los
laboratoristas usan instrumentos electromtricos comercialmente disponibles.
El reactivo se estandariza contra una solucin tipo de agua en metanol o de un
hidrato salino puro tal como el dihidrato de tartrato de sodio.
El punto final de la reaccin se detecta gracias al exceso de yodo que se
produce en el recipiente de valoracin cuando ya no queda agua. A pesar de
que la necesidad de utilizar procedimientos bastantes exactas para calibrar el
proceso y de impedir la captacin de humedad limita el nmero de muestras
analizadas, muchos analistas recomiendan el mtodo de Karl Fischer como
procedimiento de referencia, particularmente para la determinacin de bajos
niveles de humedad en los alimentos (es decir, < 10 %), a los que se adapta
mejor en particular.
Facultad de Ingeniera Qumica
8 Universidad Nacional del Callao
El mtodo de Karl Fischer se emplea en primer lugar para materiales cuyo
contenido de agua es considerablemente bajo, por ejemplo, azcar de
pastelera, chocolates, melazas y legumbres secas.
METODOS INSTRUMENTALES
Se han aplicado una amplia diversidad de mtodos instrumentales basados en
principios fsicos o fisicoqumicos, para la determinacin de la humedad.
Muchos de ellos han sido desarrollados para obtener resultados rpidos de un
nmero elevado de muestras del mismo tipo, por ejemplo, en las
comprobaciones que el control de calidad requiere en la lnea de produccin de
alimentos elaborados. Originalmente se utilizaron instrumentos basados en la
resistencia elctrica, la frecuencia y las propiedades dielctricas; otros ms
recientes incluyen la RMN (Hester y Quine,1976), la reflactancia al infrarrojo
cercano (Williams, 1975) y microondas (Okabe,Huang y Okamura, 1973). Otras
tcnicas instrumentales han incluido GLC (Reineccius y Addis, 1973), GCS
(Khayat, 1974), refractometra (Addis y Chudgar, 1973) e hidrometra. Tambin
es til el anlisis trmico gravimtrico (1974) dado que da informacin sobre los
tipos de agua que estn presentes.
Propiedades de nuestra muestra (pan)
El pan (del latn: panis) es un alimento bsico que forma parte de la dieta
tradicional en Europa, Medio Oriente, India, Amrica y Oceana. Se suele
preparar mediante el horneado de una masa, elaborada fundamentalmente
con harina de cereales, sal yagua. La mezcla, en la mayora de las ocasiones,
suele contener levaduras para que fermente la masa y sea ms esponjosa y
tierna.
El cereal ms utilizado para la elaboracin del pan es la harina de trigo.
Tambin se utiliza el centeno, la cebada, el maz y el arroz. Existen muchos
tipos de pan que pueden contener otros ingredientes, como grasas de
diferentes tipos (tocino de cerdo o de vaca, mantequilla, aceite de
oliva), huevos, azcar, especias, frutas, frutas secas (como por
ejemplo pasas), verduras (como cebollas), o semillas diversas.
La adicin de la levadura provoca la fermentacin de la masa antes del
horneado, y como consecuencia, le proporciona un volumen y una
Facultad de Ingeniera Qumica
9 Universidad Nacional del Callao
esponjosidad debido a la produccin de pequeas burbujas de dixido de
carbono (CO2) que se quedan inmersas entre la masa hmeda de la harina.
Al pan elaborado sin el empleo de levadura se le llama pan cimo y, debido a
esa falta de levadura, carece de la esponjosidad tpica de los panes
"hinchados" o "levados". Es muy posible que las elaboraciones ms primitivas
de pan no llevaran levadura, y la harina consistiese en granos toscamente
molidos mezclados con agua que se dejaban secar al sol que acababan entre
las cenizas de un fuego. Los panes planos, muy populares en algunas culturas,
es muy posible que sean los ms antiguos. Una variante del pan con
denominacin propia, son las galletas y los pasteles, que poseen diferentes
masas azucaradas. Es muy posible que surgieran del conocimiento panadero
como una necesidad de hacer panes "ms portables" y nutritivos.
A la masa se le puede dar diferentes formas, debido al empleo de
diversos moldes y tcnicas de amasado. De esta forma existen: las barras,
las trenzas, los aros, etc.
El pan ha sido tan importante en la alimentacin humana, que se considera
como sinnimo de alimento en muchas culturas. Asimismo, participa en
muchos rituales religiosos y sociales, como el matzoh, en la pascua juda,
la hostia en la eucarista cristiana, el rito de bienvenida de los pueblos eslavos
que involucra el pan y la sal, etctera.
Antiguamente en las zonas rurales, el pan era elaborado en los ncleos
familiares y poco a poco el establecimiento para dispensar el pan, la panadera,
ha ido cobrando importancia en las zonas urbanas. Hoy en da
existen electrodomsticos especficos con los que se puede elaborar pan de
forma muy sencilla, un ejemplo: mquina panificadora.
En la actualidad el pan es un alimento bsico que puede encontrarse en casi
cualquier tienda de alimentacin y grandes superficies. Su valor hace que se
puedan calcular ndices econmicos de referencia, como el ndice de precios al
consumo (IPC), empleado para determinar la evolucin del costo de vida en
las naciones.
Facultad de Ingeniera Qumica
10 Universidad Nacional del Callao
HUMEDAD DEL PAN
Facultad de Ingeniera Qumica
11 Universidad Nacional del Callao
IV. MATERIALES, EQUIPOS E INSUMOS
MATERIALES
Placa petri
Es un recipiente redondo, de cristal o plstico, de
diferentes dimetros (siendo ms comunes los de
dimetros alrededor de 10 cm), de fondo bajo, con una
cubierta de la misma forma que la placa, pero algo ms
grande de dimetro, para que se pueda colocar encima y
cerrar el recipiente. Forma parte de la coleccin conocida
como el material de vidrio.
Mortero
Instrumento de porcelana que sirve para triturar y moler
alimentos slidos, ideal para reducir alimentos grandes
en trozos mas pequeos, casi polvo para un pesado
posterior o preparacin de masa.
EQUIPOS
Balanza
Es uno de los instrumentos de medida ms
Usados en laboratorio y de la cual siempre
Dependen bsicamente todos los resultados.
Horno
Es un dispositivo utilizado para generar calor.
Facultad de Ingeniera Qumica
12 Universidad Nacional del Callao
La energa calorfica utilizada para alimentar un horno puede ser suplida
directamente por la combustin de algn combustible o algn horno
elctrico.
El calor generado en el proceso de combustin aparece como radiacin
y calor latente en los productos de la combustin.
El agua circulando a travs de los tubos que forman las paredes del
horno absorbe hasta 50 % de este calor, la cual, genera vapor por
evaporacin de la parte del agua que ha circulado a travs de los tubos.
INSUMOS
Nombre comn :pan
Facultad de Ingeniera Qumica
13 Universidad Nacional del Callao
V.- PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
V.1 Mtodo de prdida de peso en una estufa de vaco.
Lavar la Placa Petri, secarla y pesarla en la balanza, obteniendo un 0.
0= 72.05
Pulverizar el pan y distribuirlos uniformemente por toda la placa Petri y
pesarla con la placa petri, obteniendo un 1.
1 =76.85g
Encender la estufa de 100 105 C, colocar la placa con los pedazos de
pan en la estufa por 1 hora aproximadamente y pesar en la balanza
obteniendo un peso 2. Devolver la placa a la estufa por media hora y
pesar nuevamente. Repetir el procedimiento tres veces.
Tiempo(m) Peso Masa(g)
0 W1 5g
60 W2 4.8
90 W3 4.74
120 W4 4.73
150 W5 4.73
Facultad de Ingeniera Qumica
14 Universidad Nacional del Callao
Calcular porcentaje de humedad en base hmeda o seca.
% H = (1 5) *100 = (5-4.73) * 100 = 5.4%
1 5
Segn tablas el promedio de porcentaje de humedad para un pan es de
5%, as que el resultado obtenido en la experiencia no est lejos de este
dato.
Calcular porcentaje de humedad en base seca
% H = (1- 4) *100 = (5-4.73) * 100 = 5.708%
4 4.73
Calcular el porcentaje de materia seca:
% Materia seca = 100% - % H = 100% - 5.708 = 94.29%
Facultad de Ingeniera Qumica
15 Universidad Nacional del Callao
V.2 Mtodo instrumental con una balanza deshumecedora.
Este mtodo consiste en poner la muestra en una balanza deshumecedora la
cual con el tiempo nos demostrara que el peso de la muestra va disminuyendo
y as obtenemos estos siguientes datos.
Tiempo (s) Masa (g)
0 1.673
1 1.657
2 1.544
3 1.168
4 0.677
5 0.368
6 0.322
7 0.317
8 0.317
9 0.317
10 0.316
Facultad de Ingeniera Qumica
16 Universidad Nacional del Callao
VI.- CONCLUSIONES
El pan contiene un bajo porcentaje de humedad y en la prctica
demostramos que es 5.4%.
Este laboratorio nos sirve para tener en cuenta que toda materia
orgnica contiene agua.
La balanza deshumecedora nos brinda la humedad casi exacta a la
realidad por ende es un buen instrumento para este tipo de actividades.
VII. RECOMENDACIONES
La balanza mecnica dificulta el trabajo en el laboratorio porque su
medida no es exacta, adems se necesita ms tiempo para la lectura de
la masa.
El uso adecuado de la estufa es un factor muy importante porque la
temperatura no debe ser mayor a 105oC, por este motivo debemos
estar muy atentos a la lectura del termmetro.
Este mtodo es inadecuado para sustancias ricas en sustancias voltiles
distintas al agua.
VIII. BIBLIOGRAFA
QUMICA DE ALIMENTOSA BELITZ, W GROSCH
QUMICA DE ALIMENTOS OWER R. FENNEMA
HTTP://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/AMILOSA
HTTP://WWW.KELLOGGS.ES/TABLASNUTRICIONALES/
Facultad de Ingeniera Qumica
17 Universidad Nacional del Callao
IX. CUESTIONARIO
1. Realizar una revisin de las tablas de composicin de alimentos y haga un
listado del porcentaje de humedad de los alimentos asignados
Si revisamos las tablas de composicin de alimentos y nos concentramos en el
porcentaje de agua obtendremos la siguiente tabla:
ALIMENTO % HUMEDAD ALIMENTO % HUMEDAD
ALIMENTOS DE ORIGEN ANIMAL
Carne de ternera 73.90% Carne de conejo 72.40%
Carne de cerdo 71.70% Carne de cordero 65.00%
Carne de pollo 75.40% Carne de pato 63.50%
VERDURAS Y HORTALIZAS
Alcachofas 88.10% Tomate 93.90%
Apio 95.40% Papa 74.20%
Brcoli 90.30% Lechuga 95.30%
Cebolla 92.20% Esprrago 94.70%
FRUTAS, FRUTAS DESECADAS Y FRUTOS SECOS
Aceitunas 78.30% Pltano 75.10%
Almendras 8.70% Uvas 83.50%
Ciruela 86.30% Coco 46.60%
Fresa 89.60% Pasas 25.50%
LCTEOS
Nata 48.30% Manteca 48.60%
Queso 70.00% Chantilly 56.40%
HUEVOS
Huevo de gallina 76.40%
CEREALES Y DERIVADOS
Arroz 5.80% Harina de maz 6.10%
Bizcocho 10.20% Pasteles y otros dulces 24.20%
Espaguetis 8.10% Macarrones 6.40%
Galletas 4.00% Cereales para desayuno 7.20%
Facultad de Ingeniera Qumica
18 Universidad Nacional del Callao
2. Con los datos obtenidos en el punto anterior determine el porcentaje de
materia seca de cada uno de los alimentos.
Entonces segn la tabla anterior, ahora obtendremos el porcentaje de materia
seca:
3. Cules son las dificultades principales en la determinacin de humedad?
El mtodo de destilacin no es aconsejable para la determinacin de pequeas
cantidades de agua en una muestra, debido a que este mtodo da frecuentemente
resultados bajos, por las gotas de agua que se adhieren al condensador, a veces.
El mtodo de secado; uno de sus dificultades seria si no est a su temperatura,
que es de 105C. Otro seria que el alimento el cual vamos a saber su humedad no
cubra toda la superficie de la placa Petri que vamos a llevar a la estufa, otro seria
que nos olvidemos destapar el alimento que est en la placa Petri.
En general seria los tipos de hornos que se usara en estos casos, ya que en cada
uno sera diferente el resultado del secado con respecto al tiempo que estn en tal.
ALIMENTO % MATERIA SECA
ALIMENTO % MATERIA SECA
ALIMENTOS DE ORIGEN ANIMAL
Carne de ternera
26.10% Carne de conejo 27.60%
Carne de cerdo 28.30% Carne de cordero 35.00%
Carne de pollo 24.60% Carne de pato 36.50%
VERDURAS Y HORTALIZAS
Alcachofas 11.90% Tomate 6.10%
Apio 4.60% Papa 25.80%
Brcoli 9.70% Lechuga 4.70%
Cebolla 7.80% Esprrago 5.30%
FRUTAS, FRUTAS DESECADAS Y FRUTOS SECOS
Aceitunas 21.70% Pltano 24.90%
Almendras 91.30% Uvas 16.50%
Ciruela 13.70% Coco 53.40%
Fresa 11.40% Pasas 74.50%
LCTEOS
Nata 51.70% Manteca 51.40%
Queso 30.00% Chantilly 43.70%
HUEVOS
Huevo de gallina 23.60%
CEREALES Y DERIVADOS
Arroz 94.20% Harina de maz 93.90%
Bizcocho 89.80% Pasteles y otros dulces 75.80%
Espaguetis 91.90% Macarrones 93.60%
Galletas 96.00% Cereales para desayuno 92.80%
Facultad de Ingeniera Qumica
19 Universidad Nacional del Callao
4. Explique la manera que los solutos inicos, polares y no polares
interactan con la estructura del agua.
Se ha establecido que la molcula de agua es polar. Es precisamente esta
polaridad que presenta el agua lquida, la que le permite disolver muchos
compuestos, es decir la formacin de una mezcla homognea entre la sustancia
que se disuelve, soluto, y el agua que la disuelve, disolvente. Desde el punto de
vista energtico, para que la disolucin sea posible se requiere que la energa de
atraccin entre las especies soluto-disolvente sea mayor que la energa que existe
entre soluto-soluto y disolvente-disolvente.
Cuando se disuelve un slido inico en agua, como por ejemplo lo es el cloruro de
sodio, se produce la disociacin de los cationes sodio y aniones cloruro, los cuales
atraen a las molculas de agua. La parte positiva o polo positivo del agua es
atrado por los aniones y el polo negativo por los cationes. Consecuencia de esta
atraccin es el rodea miento de molculas de agua en torno a cationes y
aniones. Este proceso se denomina hidratacin. La hidratacin permite que
aniones y cationes, que el estado slido estaban unidos por enlaces inicos, en
disolucin permanezcan separados o dicho de otro modo, quedan disueltos. Este
proceso se debe a que la energa de las uniones in-dipolo es mayor que la suma
de las energas enlace inico de la sal y dipolo-dipolo del agua.