Manual de Prácticas de Análisis Fisicoquímico de los Alimentos LQ Juan Rivas Miranda Licenciatura en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Extracto del Reglamento de Laboratorios de Química (D-CL-20) del Centro Universitario UTEG Artículo 1.- El presente reglamento es obligatorio y de observancia general, tanto para el personal como para los alumnos que conforman la comunidad universitaria UTEG, y tiene por objeto regular el uso y conservación de los laboratorios y equipos especializados en química, incluyendo a sus ramas disciplinarias, así como los derechos y obligaciones de los usuarios y encargados de los mismos. Artículo 3.- Para los efectos de este reglamento se entiende por: a. Agente Infeccioso: microorganismo capaz de causar una enfermedad si se reúnen las condiciones para ello y cuya presencia en un residuo lo hace peligroso. b. Laboratorio de Química: lugar habilitado con material e instrumentos especializados para realizar investigaciones y experimentos de tipo científico, en la materia de química incluyendo sus ramas disciplinarias. c. Residuos Peligrosos: son aquellos que posean alguna de las características de corrosividad, reactividad, explosividad, toxicidad, inflamabilidad, o que contengan agentes infecciosos que les confieran peligrosidad, así como envases, recipientes, embalajes y suelos que hayan sido contaminados cuando se transfieran a otro sitio. d. Residuos Peligroso Biológico-Infecciosos: aquellos clasificados como tales en las Normas Oficiales Mexicanas, como la sangre, sus componentes y derivados; cultivos y cepas almacenadas de agentes infecciosos; desechos patológicos como tejidos, órganos, cadáveres y partes de animales; muestras biológicas para análisis químico, microbiológico, citológico e histológico, excluyendo orina y excremento; residuos no anatómicos como materiales de curación que contengan algún tipo de líquido corporal y derivados de los laboratorios; y objetos punzocortantes contaminados y no contaminados (lancetas, jeringas, porta y cubreobjetos, navajas de bisturí). e. Usuario: toda persona miembro de la comunidad universitaria UTEG, sea personal académico, alumnos y trabajadores administrativos, que utilice o haga uso de los laboratorios de química. Artículo 6.- Toda persona que haga uso de los laboratorios deberá registrar su ingreso en las bitácoras correspondientes que, para el efecto de registro, posea el centro universitario, anotando su nombre, matricula o número de empleado y firma. Artículo 7.- Todas las prácticas y/o experimentos que se realicen en los laboratorios deberán estar supervisados por el docente de la asignatura correspondiente. Lic. en Químico Farmacobiólogo III Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Artículo 8.- Los usuarios deberán portar, al ingresar a los laboratorios, el siguiente atuendo: a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k. Bata blanca de manga larga abotonada, con el logo de la institución. Lentes de seguridad. Paño o franela para limpiar su área de trabajo. No usar lentes de contacto, quienes necesiten lentes correctivos deberán portar anteojos. Calzado cerrado, de piso, no de tela y suela antiderrapante (el zapato deberá cubrir completamente el empeine; no se permitirá la entrada con zapato abierto o semicerrado, con o sin calcetines). Pantalón largo de mezclilla o gabardina de algodón. No se permite la entrada con pantalón corto, faldas, blusas escotadas o de tirantes. Cabello recogido (en el laboratorio que se requiera portar cofia). Uñas cortas y limpias, sin esmalte. No accesorios como aretes, anillos, cadenas, pulseras, esclavas y/o relojes. Portar guantes de látex y cubre bocas (bajo indicación del docente, de acuerdo al tipo de práctica y de laboratorio). Mujeres sin maquillaje, de acuerdo al tipo de práctica y de laboratorio, bajo la indicación del docente. Asimismo, es obligatorio llevar a cabo la técnica de lavado de manos indicada por los docentes al iniciar y al terminar la práctica. Artículo 9.- El docente deberá identificar los riesgos específicos de cada práctica e indicar las medidas y procedimientos de seguridad adecuados para su realización, en especial si el alumno pudiera estar expuesto a situaciones de peligro o riesgo, con sustancias peligrosas por el tipo de sus características explosivas, volátiles, corrosivas, reactivas, tóxicas, inflamables o infeccionas. Artículo 11.- Durante el desarrollo de las prácticas en los laboratorios, los docentes a cargo son responsables directos del correcto uso de las instalaciones, material, equipo, reactivos y sustancias, siendo su obligación reportar cualquier irregularidad descubierta en los mismos, notificando por escrito de inmediato al personal a cargo de los laboratorios, así como de los eventuales infractores en su caso. Artículo 12.- El docente que utilice los laboratorios deberá permanecer en los mismos hasta que concluya la práctica, siendo responsable de proporcionar una asesoría adecuada y de calidad a los alumnos durante su desarrollo, así como del comportamiento de los alumnos. Artículo 13.- Los alumnos son responsables del material y equipo de los laboratorios que empleen durante las prácticas. En caso de falla o desperfecto en los equipos, deberán reportarlo de inmediato al docente a cargo de la práctica y/o al Técnico Laboratorista y/o Coordinador de Laboratorios. Para el caso de que algún alumno IV Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos rompa de manera accidental o intencionada el material o instrumentos del laboratorio, deberá reponerlo en la misma calidad, cantidad y de la misma marca que el que le fue entregado. Artículo 14.- Son obligaciones de los usuarios de los Laboratorios de Química, las siguientes: a. Asistir con puntualidad a las prácticas. b. Permanecer en orden y guardar silencio. c. Abstenerse de jugar, correr, hacer bromas y emplear lenguaje inadecuado dentro de las instalaciones. d. Realizar el lavado de manos indicado por el docente antes de iniciar la práctica. e. Atender a las indicaciones de vestimenta y atuendo indispensable para asistir a las prácticas. f. Acatar a la brevedad las indicaciones del docente o encargado del laboratorio y/o técnico auxiliar de laboratorio. g. Hacer un uso adecuado de las instalaciones, equipo, materiales, sustancias y/o reactivos. h. Respetar los horarios y condiciones de uso de los laboratorios y sus equipos especializados. i. Revisar con antelación al desarrollo de la práctica, en el manual correspondiente, el material necesario para su realización, solicitado por el docente y/o técnico y/o encargado de laboratorio, ya que sin él no podrán realizarla, ni ingresar al laboratorio, sin excepción. j. Atender a las indicaciones del docente y/o técnico y/o encargado de laboratorio, para la disposición final de las sustancias y reactivos empleados durante las prácticas. k. Localizar el equipo de seguridad para que, en cualquier contingencia, puedan operarlo. l. Usar solamente equipo que se encuentre en buenas condiciones y reportar cualquier desperfecto de inmediato a su docente y/o encargado de laboratorio. m. Guardar su material limpio, seco y completo en la gaveta asignada para tal efecto. n. Una vez concluida la actividad dentro del laboratorio, dejar en perfecto orden el entorno en el cual estuvo trabajando; apagar y entregar equipos y materiales, limpiar las mesas de trabajo, acomodar las bancas o sillas; retirar y limpiar los papeles y elementos utilizados, y reportar cualquier falla del equipo. Artículo 15.- Los alumnos tienen la posibilidad de alquilar en la dirección administrativa del plantel, un lócker al inicio de cada ciclo escolar, para el efecto de que guarden sus objetos personales durante las prácticas de laboratorio; en caso contrario, los alumnos no podrán dejar sus pertenencias en los pasillos, aulas o dentro del laboratorio, y la institución no se hace responsable de los daños que puedan sufrir. Lic. en Químico Farmacobiólogo V Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Artículo 16.-El alumno deberá leer cuidadosamente las etiquetas de los reactivos; en caso de accidente, deberá actuar con calma y reportar inmediatamente lo sucedido al docente y/o técnico y/o encargado de laboratorio. Artículo 17.- Los alumnos deberán observar los cuidados necesarios para el manejo de los equipos utilizados en la práctica y leer previamente el instructivo de trabajo, el cual se encontrará al lado del equipo. Cualquier duda al respecto deberá consultarla con el encargado y/o técnico del laboratorio y/o docente. Artículo 25.- Para poder ingresar a los laboratorios, el alumno deberá portar el atuendo establecido en el presente reglamento, en caso contrario, será facultad del Docente y/o encargado y/o técnico de laboratorio, restringirle el acceso al mismo; de igual manera, deberá asistir con puntualidad en las horas programadas para la práctica. Se nombrará lista de asistencia 10 diez minutos después de la hora señalada para la práctica, después de lo cual no se permitirá el acceso o salida a ningún alumno; sin excepción. Artículo 26.- Se dará una tolerancia de sólo 5 cinco minutos para desocupar las instalaciones, una vez concluido el horario designado. La ausencia de un docente o grupo de alumnos en el horario posterior al que le corresponde, no da derecho a seguir ocupando los laboratorios. Ante la omisión reiterada en el cumplimiento de este artículo (dos o más veces), se podrá negar una nueva reservación, a criterio del Director Académico. Artículo 28.- El docente deberá respetar las fechas y número de prácticas establecidas por él mismo en el programa de prácticas del laboratorio. Si el docente planea realizar una práctica diferente a la programada, deberá notificar con preferencia 3 tres días de anticipación para evitar el gasto innecesario de reactivos y/o uso de equipos. Ante la omisión reiterada en el cumplimiento de este artículo (dos o más veces), se podrá negar una nueva reservación, a criterio del Director Académico. Artículo 29.- El usuario conservará y mantendrá el orden y limpieza de las instalaciones y equipos de los laboratorios de química. Si el laboratorio se encuentra sucio antes de empezar la sesión, el usuario deberá reportarlo al encargado y/o técnico en turno; en caso de no recibir respuesta favorable, se deberá reportar a la Dirección Académica. Artículo 30.- Al inicio de cada semestre los alumnos deberán agruparse por equipos o mesas de laboratorio para realizar las prácticas que les corresponda durante todo el ciclo escolar, nombrando un representante. El docente y/o encargado y/o técnico de laboratorio les entregará por equipo o mesa el material que requerirán a lo largo del semestre, firmando el responsable del equipo, mismo que deberán guardar en la gaveta VI Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos que les corresponda. Al final del semestre, el material deberá ser devuelto íntegro, de lo contrario le será condicionada la reinscripción al equipo completo. Existe material que no debe reusarse por la naturaleza de las muestras que se manejan (como portaobjetos, cubreobjetos), este material deberá desecharse en su contenedor correspondiente y el alumno deberá reponerlo en la práctica inmediata posterior en que fue desechado. Artículo 31.- Al inicio de cada práctica el alumno deberá solicitar al docente y/o encargado y/o técnico de laboratorio la llave de la gaveta donde se encuentra su material, para poder emplear el requerido durante la práctica; al final de la misma el material deberá ser devuelto completamente limpio y seco. En caso de que éste sufra algún desperfecto, deberá reportarlo al docente y/o encargado del laboratorio, de lo contrario, asumirá la responsabilidad correspondiente. Artículo 32.- Por ningún motivo el alumno deberá tratar de abrir o reparar el material o equipo del laboratorio por sí mismo. Cualquier falla en el equipo o material deberá ser reportada al docente o técnico y/o encargado del laboratorio. Artículo 33.- El material y/o equipo utilizado debe ser devuelto en las condiciones que fue prestado. Por tal motivo, en caso de que el usuario dañe el equipo y/o material a su cargo de manera accidental o intencional, deberá reponerlo en la práctica inmediata posterior por uno igual en marca y características. En caso contrario, se le negará el servicio por tiempo indefinido y se levantará el acta correspondiente, ajeno a la sanción que le corresponda de acuerdo al Reglamento de Alumnos. En el caso de docentes y/o técnicos laboratoristas que dañen algún equipo o material, se valorará el por parte de Coordinación de Laboratorios y la Dirección Académica; en caso de que tengan que pagar o reponer el material esto se puede hacer mediante un descuento vía nómina previo Vo. Bo. del departamento de Recursos Humanos. Artículo 34.- Para el caso de que el laboratorio no cuente con las muestras necesarias para el desarrollo de la práctica, el docente deberá solicitarlas a sus alumnos con anticipación. Artículo 38.- Se debe conservar siempre limpia la mesa de trabajo al inicio, durante y al finalizar cada práctica; depositar toda la basura en los cestos correspondientes. Los vertederos deberán estar siempre libres de residuos, no se deberán arrojar cuerpos sólidos ni papeles. Artículo 44.- Queda estrictamente prohibido a los usuarios lo siguiente: Lic. en Químico Farmacobiólogo VII Análisis Fisicoquímico de los Alimentos a. Mascar chicle, introducir y consumir bebidas, alimentos, cigarrillos o cualquier tipo de golosina dentro del área de laboratorios. b. El uso de lentes oscuros, gorras, audífonos, teléfonos celulares, reproductor de música o video; videojuegos o cualquier equipo electrónico de entretenimiento o comunicación no permitido durante el uso de los laboratorios. c. El uso de sandalias, bermudas, pantalones cortos, cabello largo suelto, accesorios prominentes y corbata. d. Ingresar al laboratorio, tanto alumnos como docentes, sin bata de marga larga o con una bata diferente a la reglamentaria. e. El desorden y ruidos fuera de lo normal, dentro y fuera de los laboratorios; en todo caso los usuarios deberán esperar para su ingreso en el perímetro de acceso a que llegue su docente. f. La entrada a personas ajenas a la comunidad Universitaria UTEG. g. Correr, jugar, hacer bromas o acciones que pongan el peligro su seguridad y la de sus compañeros. h. Ingresar a los laboratorios si no está presente el docente o encargado de laboratorio. i. Utilizar computadora durante la clase, excepto si se requiere para exponer algún tema. j. Introducirse objetos en la boca. k. Hacer uso del equipo de seguridad y/o salida de emergencia cuando no sea necesario. l. Mezclar sustancias y reactivos sin la debida autorización del docente o encargado de laboratorio. m. Hacer un uso incorrecto del mobiliario, equipos, instalaciones, sustancias o reactivos de los laboratorios. n. Proferir palabras altisonantes u ofensivas entre los alumnos, docentes, técnicos y/o encargados de laboratorio. o. Las demás que sean establecidas por el docente, encargado y/o técnico o Director Académico, para garantizar el buen funcionamiento y conservación de los equipos y laboratorios de química. Artículo 45.- Ningún alumno podrá permanecer en el recinto de los laboratorios en ausencia de sus docentes o del responsable de laboratorio, ni portando una bata ajena a la reglamentaria. Ningún docente podrá permanecer en los laboratorios fuera de su programa de prácticas sin la autorización del encargado de laboratorio y/o Director Académico de la carrera y/o portando bata ajena a la reglamentaria. Artículo 46.- En caso de incumplimiento a los lineamientos establecidos en el presente reglamento, podrán ser aplicadas por el encargado o personal responsable del laboratorio, el docente, el Director Académico y/o Administrativo, según sea el caso, sin perjuicio de exigir la reparación de los daños ocasionados, las siguientes sanciones: a. Amonestación verbal o escrita. VIII Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos b. Retención de credenciales. c. Suspensión del servicio. d. Las sanciones establecidas en el reglamento que por su relación con el Centro Universitario le correspondan. Artículo 47.- El alumno debe comportarse adecuadamente dentro de las instalaciones del laboratorio, hacer uso apropiado del lenguaje oral y escrito, respetar a sus profesores y compañeros de clase técnicos y/o encargados de laboratorio; en caso contrario se le suspenderá el servicio temporalmente o en casos graves indefinidamente, a criterio del docente o del encargado y/o técnico del laboratorio, previo el aval de Dirección Académica. Artículo 48.- Los alumnos que incumplan con las disposiciones contenidas en el presente reglamento, deberán ser reportados por el docente y/o encargado y/o técnico de laboratorio al Director Académico que corresponda, para que con base en el Procedimiento de Determinación de Responsabilidad y Aplicación de Sanciones establecido en el Reglamento de Alumnos, se determine la sanción que le corresponda de acuerdo a la gravedad de la infracción y se glose copia del acta respectiva al expediente del alumno. Artículo 49.- Los docentes y técnicos y/o encargados de laboratorios que incumplan las obligaciones que este reglamento les confiere, podrán ser sancionados con base en la gravedad de la infracción, de acuerdo al Reglamento de Docentes o Interior de Trabajo, según corresponda. Artículo 50.- Los casos no previstos en este Reglamento serán solucionados por el encargado o técnico del laboratorio, o por el Director Académico en su caso, atendiendo a los intereses de la comunidad y teniendo a la vista el cumplimiento de las finalidades que son propias del servicio de los laboratorios de Química del Centro Universitario. El presente reglamento fue modificado a petición del Director Académico de la Licenciatura en Químico Farmacobiólogo durante revisión oficiosa R03/0114 en el mes de enero de 2014; en virtud de lo anterior se deberá entender que subsiste el contenido en todas sus partes del presente reglamento, en lo que ve a aquellas disposiciones que no fueron modificadas. Estas reformas entrarán en vigor a partir del mes de enero de 2014, previa autorización del Director del Macroproceso correspondiente. TABLA DE MODIFICACIONES REVISIÓN FECHA APROBACIÓN MODIFICACIONES R02 Enero de 2013 Artículo 4, 8 inciso e) y f) y 18. R03 Enero de 2014 Art 13, 21 y 23. Lic. en Químico Farmacobiólogo IX Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Contenido Normatividad de sustancias químicas, 1 Práctica Nº 1. Técnicas aplicadas en análisis sensorial de los alimentos, 3 Práctica Nº 2. Medición del pH en los alimentos líquidos, de alta viscosidad y sólidos, 21 Práctica Nº 3. Determinación de la humedad en alimentos por pérdida de peso (método gravimétrico), 27 Práctica Nº 4. Determinación de humedad en alimentos por método de Karl Fischer, 33 Práctica Nº 5. Determinación de cenizas, 39 Práctica Nº 6. Determinación de lípidos totales por método Soxhlet, 43 Práctica Nº 7 .Determinación de proteína total por método de Kjeldahl, 49 Práctica Nº 8. Determinación de fibra por método de hidrólisis ácido-base, 55 Práctica Nº 9. Determinación de azúcares reductores, 61 Práctica Nº 10. Determinación de carbohidratos totales, 65 Práctica Nº 11. Determinación de la concentración de acidez en alimentos, 71 Práctica Nº 12. Determinaciones de acidez total titulable, acidez volátil, acidez fija, 75 Práctica Nº 13. Determinación de calcio en alimentos por volumetría, 81 Práctica Nº 14. Determinación de grasa método de Gerber, 87 Práctica Nº 15. Determinación de lactosa, 91 Práctica Nº 16. Análisis fisicoquímico para evaluar la calidad de los ovoproductos, 95 Práctica Nº 17. Determinación de almidón (método cualitativo), 103 Práctica Nº 18. Determinación de almidón en embutidos (cuantitativo), 107 Práctica Nº 19. Determinación de sodio en alimentos, 113 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 20. Determinación del índice de saponificación en grasa y aceites por método cualitativo y cuantitativo, 119 Práctica Nº 21. Determinación del contenido de pectina en frutas, 125 Práctica Nº 22. Separación de gluten por el método de lavado, 129 Actividades, 135 Bibliografía, 141 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Normatividad de sustancias químicas El alumno debe integrar una carpeta con todas las hojas de seguridad de las sustancias químicas que se utilizan en las prácticas del presente manual, además de agregar la normatividad vigente nacional e internacional para métodos y técnicas de análisis fisicoquímico de los alimentos. Es responsabilidad del docente vigilar que cada alumno revise y elabore su carpeta. NOM-002-STPS-2000. Norma Oficial Mexicana, condiciones de seguridad, prevención, protección y combate de incendios en los centros de trabajo. NOM-005-STPS-1998. Norma Oficial Mexicana relativa a las condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo, para el manejo, transporte y almacenamiento de sustancias químicas peligrosas. NOM-010-STPS-1999.Norma Oficial Mexicana, condiciones de seguridad e higiene en los centros de trabajo donde se manejen, transporten, procesen o almacenen sustancias químicas capaces de generar contaminación en el medio ambiente laboral. NOM-018-STPS-2000. Norma Oficial Mexicana, sistema para la identificación y comunicación de peligros y riesgos por sustancias químicas peligrosas en los centros de trabajo. NOM-026-STPS-2008. Norma Oficial Mexicana, colores y señales de seguridad e higiene, e identificación de riesgos por fluidos conducidos en tuberías. NOM-052-SEMARNAT-2005. Norma Oficial Mexicana que establece las características, el procedimiento de identificación, clasificación y los listados de los residuos peligrosos. NOM-054-SEMARNAT-1993. Norma Oficial Mexicana que establece el procedimiento para determinar la incompatibilidad entre dos o más residuos considerados como peligrosos por la Norma Oficial Mexicana NOM-052-SEMARNAT-1993 NOM-053-SEMARNAT-1993. Norma Oficial Mexicana que establece el procedimiento para llevar a cabo la prueba de extracción para determinar los constituyentes que hacen a un residuo peligroso por su toxicidad al ambiente. NOM-087-SEMARNAT-SSA1-2002. Norma Oficial Mexicana, protección ambiental salud ambiental - residuos peligrosos biológico-infecciosos - clasificación y especificaciones de manejo. Todas las sustancias que se utilizan en las operaciones y reacciones en el laboratorio de química son potencialmente peligrosas, por lo que, para evitar accidentes, deberán trabajarse con cautela y normar el comportamiento en el laboratorio por las exigencias de la seguridad personal y del grupo que se encuentre efectuando una práctica. Numerosas sustancias orgánicas e inorgánicas son corrosivas o se absorben fácilmente por la piel, produciendo intoxicaciones o dermatitis, por lo que se ha de evitar su contacto directo. Si éste ocurriera, deberá lavarse inmediatamente con abundante agua la parte afectada. Lic. en Químico Farmacobiólogo 1 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 1 Técnicas aplicadas en análisis sensorial de los alimentos Fundamento El análisis sensorial es una ciencia multidisciplinaria en la que se utilizan panelistas humanos que utilizan los sentidos de la vista, olfato, gusto, tacto y oído para medir las características sensoriales y la aceptabilidad de los productos alimenticios, y de muchos otros materiales. No existe ningún otro instrumento que pueda reproducir o reemplazar la respuesta humana; por lo tanto, la evaluación sensorial resulta un factor esencial en cualquier estudio sobre alimentos. El análisis sensorial es aplicable en muchos sectores, tales como desarrollo y mejoramiento de productos, control de calidad, estudios sobre almacenamiento y desarrollo de procesos. Si se desea obtener resultados confiables y válidos en los estudios sensoriales, el panel debe ser tratado como un instrumento científico. Toda prueba que incluya paneles sensoriales debe llevarse a cabo en condiciones controladas, utilizando diseños experimentales, métodos de prueba y análisis estadísticos apropiados. Solamente de esta manera, el análisis sensorial podrá producir resultados consistentes y reproducibles. La información sobre los gustos y aversiones, preferencias y requisitos de aceptabilidad, se obtiene empleando métodos de análisis adaptados a las necesidades del consumidor y evaluaciones sensoriales con panelistas no entrenados. La información sobre las características sensoriales específicas de un alimento requiere pruebas orientadas al producto. La identificación y medición de las propiedades sensoriales es factor esencial para el desarrollo de nuevos productos alimenticios, reformulación de productos ya existentes, identificación de cambios causados por los métodos de procesamiento, almacenamiento y uso de nuevos ingredientes, así como el mantenimiento de normas de control de calidad. Este tipo de información cuantitativa orientada al producto, se obtiene llevando a cabo evaluaciones sensoriales en el laboratorio, con paneles entrenados. Cuando se modifica la fórmula de un alimento o se desarrolla una nueva fórmula, las pruebas orientadas al producto preceden a menudo a las pruebas orientadas al consumidor. Las pruebas sensoriales empleadas en la industria de alimentos, se dividen en tres grupos: pruebas discriminativas, descriptivas y afectivas. Objetivos 1. Analizar las aplicaciones de la evaluación sensorial en la industria de alimentos. 2. Conceptualizar sobre las bases teóricas de la evaluación sensorial, relacionar con la práctica en la industria de alimentos y con el desarrollo e innovación de productos de calidad. Lic. en Químico Farmacobiólogo 3 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 3. Conocer cada una de las pruebas de evaluación sensorial, elaborando diseños experimentales que permitan obtener resultados positivos. 4. Interpretar los resultados con el fin de tomar decisiones frente a un producto alimenticio. Pruebas de sensibilidad Reconocimiento de sabores básicos, umbral del sabor Fundamento Las pruebas de sensibilidad se emplean para el entrenamiento de panelistas, en donde se determina la habilidad de cada uno de los panelistas para el reconocimiento y percepción de los cuatro sabores básicos. Estas pruebas se clasifican en: prueba de umbral de detección y prueba de umbral de reconocimiento. Como ‘umbral’ se conoce a la mínima cantidad percibida de un estímulo, el cual puede ser de detección o reconocimiento. El objetivo de las pruebas de umbral es registrar las intensidades percibidas y apreciadas de un estímulo proporcionado. Se basan principalmente en la detección y reconocimiento del estímulo o del cambio de intensidad. Umbral de detección. Consiste en presentar al catador una serie de muestras o soluciones que contienen diferentes diluciones de cada uno de los sabores básicos, desde concentraciones de 10 (0) hasta 10 (10). El catador debe probar cada una de las muestras hasta que detecte o perciba algún sabor específico, en este momento debe anotar el número de la muestra. Esta prueba se debe aplicar por lo menos tres veces. Umbral de reconocimiento. Esta prueba consiste en presentar al catador una serie de diluciones acuosas de un sabor básico, en donde debe probar cada una de las muestras o diluciones hasta detectar el sabor y continuar probando hasta reconocerlo. Casos en que se aplican Los umbrales de detección y reconocimiento se emplean básicamente para: Selección de catadores o panelistas. Entrenamiento de catadores. Investigaciones. En las pruebas de reconocimiento se pueden utilizar las siguientes concentraciones de los sabores básicos: dulce, ácido, salado, amargo y umami. 4 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Recursos Material Vasos de plástico Nº 0 (es preferible el vidrio) Frascos. Reactivos Dulce, sacarosa 1 % m/v. Salado, cloruro de sodio 0.2 % m/v. Ácido, ácido cítrico 0.04 % m/v. Amargo, cafeína 0.05 % m/v (o sulfato de quinina 0.00125 % m/v). Umami, glutamato monosódico 0.05 %. Equipo Procedimiento 1. Las soluciones se preparan con agua destilada y se deberían preparar el día anterior, para permitir que se equilibren durante la noche. Se necesitan aproximadamente entre 10 a 20 ml de solución por panelista. Para su degustación, las soluciones son servidas en pequeños vasos codificados. Entre las 4 soluciones básicas, se ponen al azar una a dos muestras que contienen agua. Las muestras codificadas se deben presentar a cada panelista en órdenes aleatorios diferentes. Se pueden sustituir por refrescos, jamón, jugo de limón, café molido. 2. Instruir a los panelistas para no ingerir la solución, y enjuagar la boca con agua entre una muestra y otra. Si es necesario, pueden aclarar la boca comiendo pan blanco. 3. Informar a los panelistas sobre el resultado obtenido. Aquellos que no se hayan desempeñado bien pueden repetir la prueba, después de una discusión sobre las sensaciones de los sabores básicos y la forma en que éstos se perciben en la lengua y la boca. Es posible que los panelistas que fueron incapaces de identificar alguna de las soluciones con sabores básicos, sufran de ageusia (ausencia de la percepción en el gusto) y no sean por lo tanto personas idóneas para participar en los paneles de degustación. 4. Reportar resultados. Lic. en Químico Farmacobiólogo 5 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Formato de la prueba de reconocimiento de sabores básicos Nombre Fecha . Nombre del producto ___________________________________ Reconocimiento de sabores básicos Pruebe, en orden descendente, cada una de las soluciones en el orden indicado en la boleta. Las soluciones pueden tener un gusto dulce, ácido, salado, amargo o umami. Entre las soluciones con sabores básicos puede haber una o más muestras que tienen solamente agua. Identifique el sabor de la solución de cada uno de los vasos codificados. Enjuáguese la boca con agua antes de degustar y también entre una muestra y otra, para aclarar el sabor de boca. Número de muestra o alimento Sabor Comentarios Identificar las zonas donde se localizan las papilas gustativas que captan los sabores básicos 6 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Reconocimiento de olores básicos Recursos Material Frascos de vidrio. Reactivos Sustancias para identificar olores o aromas: vinagre, café, cebolla, clavo de olor (especia), semilla de anís, canela, vainilla, pimienta negra, mostaza preparada, alcohol, extracto de almendra, yerbabuena, eucalipto, ajo, limón, esencias de fresa, durazno, naranja. Equipo Formato para la prueba de reconocimiento de olores básicos Nombre Fecha . Nombre del producto ___________________________________ Reconocimiento de olores básicos Los frascos cubiertos contienen sustancias olorosas que se encuentran comúnmente en el hogar o el lugar de trabajo. Acerque el frasco a su nariz, saque la tapa, 3 veces brevemente con la mano dirija los olores o aromas hacia la nariz y trate de identificar el olor. Si no se le viene a la memoria el nombre exacto de la sustancia, trate de describir alguna cosa con la que usted asocie ese olor. Código de la muestra Olor Comentarios Lic. en Químico Farmacobiólogo 7 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Textura (consistencia) en alimentos Recursos Material Platos, vasos, servilletas, cuchillos. Reactivos Alimentos con diferente textura: chicharrón, salchicha, galletas, tostadas, cacahuate, zanahoria, pepino, pan. Equipo Técnicas para evaluar las características de la textura de los alimentos Dureza. Mastique la muestra una sola vez con las muelas y evalúe la fuerza necesaria para penetrar la muestra. Tamaño de partículas. Mastique la muestra con los molares sólo dos o tres veces y luego frote el cotiledón entre la lengua y el paladar para evaluar el tamaño de las partículas más evidentes. Masticabilidad. Coloque en la boca una muestra y mastique a ritmo constante (una masticación por segundo), cuente el número de masticaciones antes de que la muestra esté lista para tragar. La textura se clasifica de acuerdo con tres fases: - Fase inicial. Las calidades texturales se perciben con el primer bocado, antes de que la saliva disuelva o modifique la forma o disposición de las partículas. Fase de masticación. Se percibe durante la masticación. Fase residual. Cambios texturales que ocurren durante la masticación y efectos que producen recubrimiento del paladar por lo general, después de haberse deglutido la muestra del alimento. 8 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Formato de escala lineal usada en los paneles de evaluación de la textura en alimentos Nombre Fecha . Nombre del producto ___________________________________ Textura en alimentos Usando las técnicas correspondientes para evaluar la textura, evalúe las muestras de acuerdo con los siguientes parámetros. Primero evalúe las muestras de referencia (que sirven para establecer puntos de referencia) y a continuación evalúe las muestras identificadas con números codificados. Trace una línea para marcar la intensidad relativa de las muestras identificadas con números codificados en cada una de las escalas de línea, poniendo el número de código de la muestra encima de la línea. Código o alimento Características de la textura Suavidad Dureza Tamaño de partículas Número de masticaciones Comentarios Prueba de comparación de pares Fundamento Esta prueba consiste en presentar a los panelistas dos muestras del producto alimenticio a evaluar, preguntar en el formulario sobre alguna característica que se esté evaluado del producto como: cuál de las dos muestras es más dulce o más insípida, cuál de las dos muestras es más dura, cuál de las dos muestras es más ácida, etcétera. Las muestras se pueden catar varias veces pero en un orden específico, el cual debe indicarse antes de iniciar la evaluación. Estas muestras deben ser codificadas. Para Lic. en Químico Farmacobiólogo 9 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos tomar los números aleatorios, ubique con la mano un lápiz sobre la tabla, cierre los ojos y con la punta del lápiz indique un lugar. A partir del número ubicado, inicie el desplazamiento a la derecha, arriba, a la izquierda, abajo o en forma diagonal, tomando el número que esté en la posición indicada. Se aconseja que las muestras para cada panelista sean codificadas con números diferentes para evitar influencia de un panelista sobre otro. Casos en que se aplica: Identificación de diferencias sobre alguna característica predeterminada. Evaluación de preferencias, con el fin de conocer si existe preferencia por alguna de las muestras. Entrenamiento y control de jueces entrenados. Mejorar la formulación de un producto. Formato de prueba de comparación de pares Nombre Fecha . Nombre del producto ___________________________________ Frente a usted tiene tres pares de muestras de café, de cada par usted debe elegir la que es menos amarga. Prueba Muestras modificadas Código Código Muestra seleccionada 1 2 3 Comentarios Prueba de dúo trío En esta prueba se presentan a los panelistas tres muestras simultáneas, de las cuales una está marcada como muestra de referencia con la letra ‘R’ y dos muestras codificadas con números aleatorios como se indicó para la prueba de comparación de pares, de las cuales una de ellas es igual a la muestra patrón y la otra es diferente. El panelista debe diferenciar las muestras codificadas y definir cuál es igual a la muestra patrón. Se le debe indicar al panelista que pruebe primero la muestra de referencia y luego las muestras codificadas. 10 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Casos en que se aplica Identificación de diferencias entre los productos, uno de los cuales representa una referencia. Se emplea en el control de calidad, siempre y cuando los panelistas conozcan muy bien las características de la referencia. Desarrollo de nuevos productos. Cambiar tecnología o reducir costos. Selección y entrenamiento de catadores. Medir el tiempo de vida útil de los productos. Cambiar formulaciones. Formato de prueba de dúo trío Nombre Fecha . Nombre del producto ___________________________________ Prueba de dúo trío Frente a usted hay tres muestras de refresco, una de referencia, marcada con ‘R’, y dos codificadas. Una de las muestras codificadas es igual a R. ¿Cuál de las muestras codificadas es diferente a la de referencia ‘R’? Marque con una ‘X’. Código de las muestras Muestra igual a la de referencia Comentarios Principio de la prueba triangular Esta prueba consiste en presentar a los panelistas simultáneamente tres muestras codificadas, de las cuales dos son iguales y una diferente. El panelista debe identificar la muestra diferente. Las muestras se deben presentar a cada panelista en diferente orden. Lic. en Químico Farmacobiólogo 11 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Casos en que se aplica Identificación de diferencias muy pequeñas entre dos productos alimenticios; las diferencias pueden ser sobre una característica particular o sobre un conjunto de características. Para el entrenamiento y control de panelistas. Cuando se cuenta con un número pequeño de panelistas o cuando no están bien entrenados. Formato para la prueba triangular Nombre Fecha . Nombre del producto ___________________________________ Prueba triangular Frente a usted hay tres muestras de papas fritas, dos son iguales y una diferente. Analice cada una con cuidado y marque con una ‘X’ la muestra diferente. Código de la muestra Muestra diferente Comentarios Prueba de ordenamiento La prueba de ordenación se utiliza cuando se presentan varias muestras codificadas a los panelistas. Consiste en que los panelistas ordenen una serie de muestras en forma creciente para cada una de las características o atributos que se estén evaluando. Por ejemplo, ordenarlas por dulzor, color, dureza, etcétera. Casos en que se aplica 12 Es útil cuando las muestras son preclasificadas para análisis posteriores. Desarrollo de nuevos productos. Medir el tiempo de vida útil de los productos. Selección y entrenamiento de catadores. Mejorar el producto. Cambiar tecnología. Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Formato para prueba de ordenamiento Nombre Fecha . Nombre del producto ___________________________________ Frente a usted hay tres muestras de té que usted debe ordenar en forma creciente, de acuerdo al grado de dulzor. Cada muestra debe llevar un orden diferente, dos muestras no deben tener el mismo orden. Orden de las muestras La más intensa La menos intensa Grado de dulzor 1 2 3 Comentarios Prueba escalar de control (hedónica) Principio de la prueba de escalar de control Esta prueba es una de las empleadas en los paneles de evaluación sensorial, cuando se quiere determinar si existen diferencias entre una o más muestras con respecto a un control y para estimar el tamaño de las diferencias. Los panelistas miden la diferencia entre una muestra control y una o más muestras problema, empleando una escala estructurada o no estructurada. Se requiere para esta prueba un mínimo 10 panelistas, y no se deben presentar más de seis muestras al mismo tiempo. Casos en que se aplica Es útil en situaciones donde la diferencia es detectable, pero el tamaño de la diferencia puede afectar las decisiones a tomar. En el control de calidad. Ensayos de vida útil. Para tabular los datos se asigna un número a cada punto de la escala, y el análisis de esta prueba se efectúa mediante el análisis de varianza, para determinar las diferencias significativas halladas entre las muestras. Después se calculan las diferencias mínimas significativas entre los promedios, encontrándose de esta manera las muestras que son diferentes a las otras. Lic. en Químico Farmacobiólogo 13 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Formato prueba escalar de control Nombre Fecha . Nombre del producto ___________________________________ Prueba de escala de control Frente a usted hay tres muestras codificadas de yogur de fresa, las cuales debe probar una a la vez. Marque según su juicio con el número correspondiente en cada muestra. Escala Código de las muestras Me gusta muchísimo (9) Me gusta mucho (8) Me gusta moderadamente (7) Me gusta un poco (6) Me gusta muy poco (5) Me es indiferente (4) Me disgusta un poco (3) Me disgusta moderadamente (2) Me disgusta mucho (1) Comentarios 14 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Prueba de preferencia por ordenación Fundamento El tamaño del grupo de panelistas debe ser igual que para la prueba de preferencia pareada. Casos en los que se aplica Las pruebas de ordenamiento se utilizan principalmente para: Desarrollo de nuevos productos. Preferencia del consumidor. Cambio de proveedores. Mejorar productos. Cambio de alguna o varias materias primas. Nivel de aceptación. Formato de prueba de preferencia por ordenación Nombre Fecha . Nombre del producto ___________________________________ Prueba de preferencia por ordenación Frente a usted hay cuatro muestras de caramelos, que usted debe ordenar en forma creciente de acuerdo con su preferencia (se puede evaluar una característica o el producto en general). Cada muestra debe llevar un orden diferente, dos muestras no deben tener el mismo orden. Orden Muestra 1 2 3 4 Comentarios Lic. en Químico Farmacobiólogo 15 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elabore un diagrama de flujo de la práctica. 16 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 2. ¿Cómo se puede evaluar la calidad de un producto alimenticio? 3. ¿Qué se conoce de la evaluación sensorial en alimentos? 4. Explique los siguientes conceptos: ‘percepción’, ‘sensación’ y ‘estímulo’. 5. ¿Cuáles sentidos se emplean en una evaluación sensorial? 6. Investigue y consulte con su docente cómo interpretar la información estadística resultado del análisis sensorial practicado a los alimentos. 7. ¿Sabe cuáles son los componentes de un panel de evaluación sensorial? 8. ¿Qué pautas se deben cumplir para el buen funcionamiento de panel de catación y para la obtención de resultados objetivos y confiables? 9. Seleccionar un grupo de 10 frutas o verduras, de diferentes colores y tamaños, y completar la siguiente tabla. Elaborar un informe de la prueba efectuada. Fruta Color Forma Tamaño Encerada s/n Olor Crujiente (puntaje 1-5) Jugosa (puntaje 1-5) Dulce (puntaje 1-5) Ácida (puntaje de 1-5) Otro sabor Lic. en Químico Farmacobiólogo 17 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 18 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 19 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 2 Medición del pH en los alimentos líquidos, de alta viscosidad y sólidos Fundamento En la mayoría de los procesos industriales es muy importante el control de los niveles de pH que presenten los productos elaborados o las soluciones que serán utilizadas para alguna parte del proceso. Esta medición se emplea normalmente como indicador de calidad. Encontramos su uso frecuente en plantas para tratamiento de aguas de uso industrial o residual, en industrias alimentarias para las bebidas gaseosas, cervezas, yogur, embutidos, alimentos, salsas, mermeladas, y en la industria farmacéutica, para jarabes y medicamentos. El método se basa en la medición electrométrica de la actividad de los iones hidrógeno presentes en una muestra del producto, mediante un aparato medidor de pH (potenciómetro). La diferencia máxima permisible en el resultado de pruebas efectuadas por duplicado, no debe exceder 0.1 unidades de pH, en caso contrario se debe repetir la determinación. Desde el punto de vista del metabolismo, los alimentos se clasifican como ácidos o alcalinos de acuerdo con el efecto que tienen en el organismo humano después de la digestión, y no con el pH que tienen en sí mismos. Por esta razón, el sabor que tienen no es un indicador del pH que generarán en nuestro organismo una vez consumidos. Muchas veces un alimento de sabor ácido tiene efecto alcalino, por ejemplo las frutas cítricas. El limón es alcalino porque los minerales que deja en el cuerpo después de la digestión ayudan a eliminar iones de hidrogeno y disminuir la acidez del organismo. El metabolismo personal también desempeña un papel determinante en este sentido. Por ejemplo, ciertas frutas que contienen ácidos orgánicos, como el tomate y los cítricos, a pesar de que normalmente crean un efecto alcalino, en algunas personas pueden dejar residuos ácidos. Esto sucede sobre todo cuando el sujeto tienen poca acidez en el estómago o cuando tiene mal funcionamiento de la tiroides. Objetivos Conocer y aplicar métodos y técnicas para medir el pH de los alimentos. Desarrollar destrezas y habilidades para el uso y manipulación de los materiales y equipos de un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de los alimentos. Lic. en Químico Farmacobiólogo 21 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Recursos Material 10 vasos de precipitados 100 ml. Agitador. Pipeta volumétrica. Un mortero. Potenciómetro. Termómetro. Reactivos Solución reguladora de pH 4. Solución reguladora de pH 7. Solución reguladora de pH 10. Muestras de alimento proporcionadas por el alumno: o 30 ml refresco. o 30 ml jugo de naranja. o 30 ml huevo (medir por separado el pH de clara, yema y la mezcla). o 30 ml leche. o 10 g calabaza, zanahoria, pepino, nopal. o 30 ml yogur. o 30 ml café. o 10 g pan, harina. o 30 ml jugo de limón. o 10 g mayonesa. Equipo Potenciómetro con su electrodo correspondiente. Balanza analítica. Agitador mecánico o electromagnético. Procedimiento Preparación de la muestra Los productos alimenticios podrán consistir de un líquido o una mezcla de líquido y sólido, los que pueden diferir en acidez. Otros productos alimenticios podrán ser semisólidos o de carácter sólido. Las siguientes preparaciones para examinar pH se recomiendan para cubrir esta situación. a) Productos líquidos. Mezclar cuidadosamente la muestra hasta su homogeneización. Ajustar la temperatura a 20 °C ± 0.5 °C y determinar su pH. b) Mezcla compuesta de sólido y líquido. Drenar el material del envase y registrar los pesos de las porciones líquida y sólida, manteniéndolas separadas. c) Para aquellos productos en los que el líquido contenga aceite. Separar la capa grasa en un embudo de separación y retener la capa acuosa. La capa grasa se descarta. Ajustar la temperatura de la capa acuosa a 20 °C ± 0.5 °C y determinar su pH. d) Sólidos. Moler y pasar la porción sólida por un tamiz, colocar en una licuadora o mortero. Añadir de 20 a 30 ml de agua destilada y hervida por cada 2 g de producto, con el objeto de formar una mezcla uniforme. Ajustar la temperatura a 20 °C ± 0.5 °C y determinar su pH. e) Productos semisólidos. Mezclar el producto para obtener una pasta uniforme. Cuando el caso lo requiera, adicionar entre 10 y 30 ml de agua destilada 22 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos recientemente hervida por cada 10 g de producto; ajustar la temperatura a 10 °C ± 0.5 °C y determinar su pH. 1. Calibrar el potenciómetro con las soluciones reguladoras de pH 4, pH 7 y pH 10 según la acidez del producto. 2. Tomar una porción de la muestra preparada, mezclar bien con un agitador y ajustar su temperatura a 20°C ± 0.5°C. 3. Sumergir él electrodo en la muestra (30ml) de manera que los cubra perfectamente. 4. Hacer la medición. El valor del pH de la muestra se lee directamente en la escala del potenciómetro. 5. Retirar el electrodo y lavar con agua, de acuerdo a las indicaciones para proteger el equipo. 6. Reporta el pH de los alimentos, elaboradora un cuadro, donde indiques alimento, pH Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 23 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 24 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Titulo Autor Pagina 1.2.3.- Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 25 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 3 Determinación de la humedad en alimentos por pérdida de peso (método gravimétrico) Fundamento La determinación de humedad es uno de los análisis más importantes y útiles durante el procesamiento y control de productos alimenticios. El contenido de humedad frecuentemente es un índice de calidad y estabilidad, así como también de la importancia y cantidad de sólidos totales. Por ello, con base en el contenido de agua se establecen las condiciones de manejo, transporte, almacenamiento y procesamiento de un alimento. Se entiende por ‘humedad’ la pérdida en peso que sufre un alimento al someterlo a las condiciones de tiempo y temperatura prescritos según sus características. Los métodos para la determinación de humedad en los alimentos son los siguientes: Deshidratación Medición de la pérdida de peso debida a la evaporación de agua a la temperatura de ebullición o cerca de ella (100-105 ºC), esta técnica se aplica generalmente en un horno de secado. Destilación Estos métodos incluyen la destilación del producto alimenticio con un disolvente inmiscible que tiene un elevado punto de ebullición y una densidad menor que la del agua, por ejemplo, tolueno, heptano y xileno. Químico (Karl Fischer) Titulación para la determinación de agua. Utiliza una valoración volumétrica para determinar trazas de agua en una muestra, es adaptable a productos alimenticios que muestran resultados erráticos cuando se calientan o son sometidos al vacío. Método recomendado para alimentos de baja humedad, alto contenido de azúcar o proteínas Alimentos en los que se recomienda: frutas y vegetales deshidratados, chocolates, caramelos, café tostado, grasas y aceites. Instrumentales Se utilizan instrumentos basados en la resistencia eléctrica, la frecuencia y las propiedades dieléctricas. Lic. en Químico Farmacobiólogo 27 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Objetivos Aplicar el método de deshidratación en un alimento para calcular su contenido de humedad. Desarrollar habilidad en el uso de material y equipos presentes en laboratorios de análisis bromatológico. Recursos Material Cápsula de porcelana. Papel aluminio. Mortero. Desecador. Pinzas para crisol. Reactivos Muestra de alimento: carne, cereales, frutas, verduras, huevo, leguminosas o sus derivados (lo proporciona el alumno). Equipo Horno. Balanza analítica. Procedimiento 1. Preparar la cápsula de porcelana a peso constante, como sigue: a) Pesar la cápsula en la balanza y registrar el peso. b) Colocar en la estufa por 60 minutos a temperatura de 110 °C. c) Sacar la cápsula de la estufa con las pinzas. d) Enfriar en el desecador y pesar; no tocar con las manos. e) Colocar en la estufa por 15 minutos a temperatura de 110 °C, enfriar y pesar para verificar peso constante, de lo contrario repetir el procedimiento hasta lograr el peso constante. 2. Registrar el peso de la cápsula y pesar sobre la misma una muestra de alimento de 3 a 5 g. 3. Distribuir la muestra en una capa delgada sobre la cápsula (según la humedad que contenga el alimento). 4. Regresar la cápsula a la estufa y mantenerla por 4 horas. Si la muestra contiene un alto porcentaje de grasa la temperatura indicada es de 60 a 80 °C; en porcentaje bajo, la temperatura sugerida es de 100 a 110 oC (cuando el material presente alto contenido de H2O, mantenerlo en la estufa 16-18 horas). 5. Transcurrido este tiempo, enfriar la cápsula en el desecador y pesar. 6. Integrar los resultados con la siguiente fórmula: % de humedad = ( P1 Pf ) x100 P1 P1 = Masa inicial de la muestra Pf = Masa final de la muestra 28 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar el esquema del diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 29 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 30 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 31 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 4 Determinación de humedad en alimentos por método de Karl Fischer Fundamento El método de Karl Fischer se basa en la reacción estequiométrica entre el SO2 y el I2 en presencia de agua: SO2 + I2 + H2O ↔ 2 HI + SO3 Para fijar los reactivos y los productos de la reacción, se trabaja en presencia de dietanolamina. Los compuestos están en el medio de reacción como complejos de dietanolamina. (NH (CH2CH2OH)2, DEA) DEA.SO2 + DEA.I2 + H2O + DEA ↔ 2 DEA.HI + DEA.SO3 El complejo DEA.SO3 formado podría consumir un exceso adicional de H2O de acuerdo con la siguiente reacción: DEA.SO3 + H2O ↔ DEA. (H)SO4H Para evitarlo se trabaja en presencia de un gran exceso de metanol: DEA.SO3 + CH3OH ↔ DEA. (H)SO4CH3 El procedimiento de Karl Fischer implica el consumo de un mol de I2 y un mol de SO2 por cada mol de agua presente en el medio de reacción. En la práctica, se trabaja en exceso de dietanolamina, metanol y SO2, de forma que es la cantidad de I2 añadida la que permite determinar la cantidad de agua. Por su parte, el metanol se usa como disolvente tanto para el reactivo como para la muestra, favoreciendo además que la transformación del DEA.SO3 formado transcurra según la reacción. La detección del punto final puede hacerse mediante cualquiera de estas técnicas: Visual, hasta que el medio de reacción adquiere un tono pardo-rojizo, ya que el reactivo valorante es de ese color, si bien esta metodología sólo es útil en el caso de muestras incoloras o muy débilmente coloreadas. Espectrofotométrico, utilizando el vaso de valoración como una cubeta sobre la que se hace incidir una radiación de 525 nm (máximo de absorción del I2). Biamperométrica, que es la que se utilizará en esta experiencia, y que aprovecha el hecho de que con el primer exceso de I2 se produce una circulación de corriente entre dos electrodos sumergidos en la celda de valoración y entre los que se aplica Lic. en Químico Farmacobiólogo 33 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos una tensión adecuada. En presencia de agua, la corriente es prácticamente inapreciable. La valoración se efectúa en condiciones óptimas cuando se añade un exceso de reactivo de Karl Fischer (I2), y después se valora por retroceso con disolución estandarizada de agua en metanol. En este caso, la corriente indicada por el galvanómetro desciende bruscamente a cero al llegar al punto final. Prevención y seguridad en el laboratorio Para evitar accidentes en el laboratorio, es necesario que considere usted las siguientes precauciones. Reactivo de Karl Fischer. Puede afectar la fertilidad. Representa riesgo durante el embarazo de efectos adversos para el feto. Inflamable. También nocivo por inhalación, por ingestión y en contacto con la piel. Tóxico para los organismos acuáticos. Objetivo Conocer y aplicar los procedimientos del método de Karl Fischer para determinar la humedad en los alimentos con características específicas. Recursos Material Matraz aforado. Pipeta graduada 10 ml. Probeta. Bureta. Reactivos Muestra de alimento: leche en polvo, harina, grasas o aceites. Metanol anhidro. Reactivo de Karl Fischer. Equipo Balanza analítica. Campana de extracción. Procedimiento Preparación de la disolución patrón 1 Preparación de la disolución patrón de agua (5 mg/ml). Lavar un matraz aforado de 250 ml, limpiar y secar con un poco de metanol anhidro (el metanol se vierte en el bidón de desechos dispuesto al efecto). 2 En el matraz aforado adicionar 20-25 ml de metanol, tapar (es necesario manipular el tapón con guantes para no aumentar su masa) y se pesa en la balanza analítica. 3 Retirar el tapón y adicionar 1.2 g de agua destilada, utilizando un cuentagotas y un vaso. 4 Tapar el matraz el aforado y establecer por diferencia la masa de agua añadida (con precisión de 0.1 mg). 34 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 5 Aforar con metanol anhidro; usar primero el dosificador, después un vaso y un cuentagotas perfectamente secos. 6 Guardar la solución en un frasco limpio. Estandarización del reactivo de Karl Fischer 1. Lavar la bureta correspondiente con la disolución patrón de agua (bureta 1). La otra bureta se deja cargada con el reactivo (bureta 2). Sin levantar la tapa del vaso de reacción, y a través de la boca con tapón, se vierten unos 25 ml de metanol anhidro. 2. En la bureta 2 se miden 10 ml del reactivo de Karl Fischer (constituido por I2, una base normalmente imidazol o piridina y SO2 en proporción 1:3:10, disueltos en un alcohol (el más utilizado suele ser el metanol anhidro 1 mol de I2: 1 mol de dióxido de azufre: 10 mol metanol). 3. Valorar con la disolución de agua, anotar el volumen en el punto final. La estandarización debe hacerse por triplicado. Valoración de la muestra 1. Depositar el contenido del vaso en el bidón de residuos y secar con un papel. 2. Colocar el vaso sobre el agitador después tapar y presionar con cuidado. Pesar con precisión alrededor de 0.3 g de muestra. 3. La muestra se introduce en el vaso a través del orificio de la tapa, y se arrastra con unos 20 ml de metanol anhidro. 4. Con la bureta 2, se vierten 10 ml del reactivo de Karl Fischer. 5. Valorar el exceso de reactivo con la disolución patrón de agua; efectuar la valoración por triplicado. 6. No es necesario que la muestra se disuelva, ya que en parte el agua contenida en la muestra es extraída por el disolvente, y además el reactivo penetra en la muestra dispersa, reacciona con toda el agua disponible. 7. Reportar el porcentaje de humedad presente en el alimento. Lic. en Químico Farmacobiólogo 35 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. 36 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones Lic. en Químico Farmacobiólogo 37 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 38 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 5 Determinación de cenizas Fundamento El método aquí presentado se emplea para determinar el contenido de ceniza en los alimentos o sus ingredientes mediante la calcinación. Se considera como el contenido de minerales totales o material inorgánico en la muestra. Muestras sólidas. Calentar sobre tela metálica hasta obtener un residuo carbonoso. Luego calcinar en mufla a 500-550 °C hasta cenizas blancas o de color gris claro y peso constante. Enfriar en desecador y pesar al alcanzar la temperatura ambiente. Muestras líquidas. Evaporar hasta sequedad y continuar como lo especifica la técnica. Si las cenizas quedan con trazas de carbón, humedecerlas con un poco de agua (en cápsula fría), romper las partículas de carbón con una varilla de punta achatada y evaporar cuidadosamente a sequedad en tela metálica antes de volver a calcinar. Repetir este tratamiento tantas veces como sea necesario. Objetivos Conocer y aplicar métodos y técnicas analíticas para cuantificar el porcentaje de minerales presentes en los alimentos. Conocer e identificar los minerales presentes en las cenizas de los alimentos. Desarrollar destrezas y habilidades para el uso y manipulación de los materiales y equipos de un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de alimentos. Recursos Material Crisol de porcelana. Pinzas para crisol. Desecador. Mechero Bunsen. Soporte universal. Tela de asbesto. Reactivos 10 g de alimento (el alumno proporciona la muestra). Equipo Mufla. Procedimiento 1. Llevar el crisol a peso constante. Lic. en Químico Farmacobiólogo 39 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 2. Pesar en el crisol de 3 a 5 g de muestra de alimento seco; en alimentos con actividad acuosa mayor se recomienda incrementar la cantidad de muestra. 3. Colocar el crisol sobre el mechero o sopletear para calcinar la muestra hasta que ya no desprenda humo. 4. Con pinzas para crisol, se lleva a la mufla a temperatura 550 °C por 4 horas. 5. Dejar enfriar en la mufla y transferir al desecador, para su completo enfriamiento. 6. Determinar la masa del crisol con cenizas. 7. Las cenizas se pueden usar para la determinación de algunos minerales en específico. 8. Expresar los resultados en % de cenizas. % cenizas = (( P p1) x100) M P = Masa del crisol con las cenizas en gramos. P1 = Masa de crisol vacío en gramos. M = Masa de la muestra en gramos. Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. 40 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones Lic. en Químico Farmacobiólogo 41 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 42 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 6 Determinación de lípidos totales por método Soxhlet Fundamento El método es aplicable en muestras de alimentos en general y en alimentos que no han sido sometidos a tratamiento térmico (carnes, cereales, sopas, semillas, etcétera). Los lípidos, junto con las proteínas y carbohidratos, constituyen los principales componentes estructurales de los alimentos. Los lípidos se definen como un grupo heterogéneo de compuestos que son insolubles en agua pero solubles en disolventes orgánicos tales como éter, cloroformo, benceno o acetona. Todos los lípidos contienen carbono, hidrógeno y oxígeno; algunos también contienen fósforo y nitrógeno. Los lípidos comprenden un grupo de sustancias con propiedades comunes y similitudes en su composición, sin embargo algunos, como los triacilgliceroles, son muy hidrofóbicos; otros, como los di y monoacilgliceroles, tienen movilidad hidrofóbica e hidrofílica en su molécula, por lo que pueden ser solubles en disolventes relativamente polares. Objetivo Aplicar el método Soxhlet en análisis de alimentos para la determinación de los lípidos totales; desarrollar habilidad en el uso de material y equipos de laboratorio de análisis bromatológico. Lic. en Químico Farmacobiólogo 43 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Recursos Material Desecador. Algodón (libre de grasa). Mortero. Probeta. Embudo. Espátula. Perlas de ebullición. Cartucho de celulosa o papel filtro. Reactivos Hexano o éter de petróleo (PE 30-60 °C). 10 g de muestra de alimento con humedad menor a 10 % (frituras, nuez, almendra; la proporciona el alumno). Equipo Balanza analítica. Extractor de Soxhlet. Estufa. Procedimiento 1. Colocar matraz Soxhlet con perlas para regular ebullición y llevar a peso constante. 2. Pulverizar la muestra de alimento sin que altere su composición, se recomienda utilizar un procesador de alimentos. 3. Pesar la muestra (de 5 a 10 g) libre de humedad (menor a 10 %). 4. Colocar la muestra en el cartucho o dedal, cubrir con una porción de algodón. 5. Colocar el cartucho dentro del extractor Soxlhet en la parte inferior ajustar el matraz. 6. Hacer circular por el refrigerante una corriente de agua y añadir por su extremo superior el disolvente (hexano) en cantidad suficiente para tener de 2-3 descargas del extractor (100 a 125 ml). 7. Hacer circular el H2O por el refrigerante y calentar hasta que se obtenga una frecuencia de unas dos gotas por segundo. 8. Concluida la extracción, se procede con cuidado a recuperar el C6H14 (hexano) de la siguiente manera: 9. Antes de que el solvente llegue al nivel del extractor se apaga la plancha, con ayuda de un compañero desconectar el extractor y colocar el solvente en un recipiente adecuado. 10. La operación se repite hasta eliminar totalmente el solvente. Terminada la extracción, evaporar a baja temperatura el disolvente del matraz. 11. Desarmar el equipo y colocar en la estufa el matraz a peso constante. 12. Enfriar en desecador, pesar y reportar porcentaje de grasa en el alimento. % de grasa = ( Pg Pv) x100 Pm Pg = Peso del matraz con grasa, en gramos. Pv = Peso del matraz con cuerpos para regular ebullición a peso constante, en gramos. Pm = Peso de la muestra en gramos. 44 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 45 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 46 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 47 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 7 Determinación de proteína total por método de Kjeldahl Fundamento El método Kjeldahl determina la materia nitrogenada total, la cual incluye tanto las no proteínas como las proteínas verdaderas. Este método se basa en la descomposición de los compuestos de nitrógeno orgánico por ebullición con ácido sulfúrico. El hidrógeno y el carbono de la materia orgánica se oxidan para formar agua y bióxido de carbono. El ácido sulfúrico se transforma en SO2, el cual reduce el material nitrogenado a sulfato de amonio. El amoniaco se libera después de la adición de hidróxido de sodio y se destila, recibiéndose en una disolución al 4 % de ácido bórico. Se titula el nitrógeno amoniacal con una disolución valorada de ácido, cuya normalidad depende de la cantidad de nitrógeno que contenga la muestra. En este método de Kjeldahl-Gunning se usa el sulfato de cobre como catalizador y el sulfato de sodio para aumentar la temperatura de la mezcla y acelerar la digestión. Objetivo Aplicar el método Kjeldahl en análisis de alimentos para la determinación de proteína total; desarrollar habilidad en el uso de material y equipos de laboratorio de análisis bromatológico. Recursos Material Buretas. Pipetas. Matraz balón Kjeldahl 800 ml. Matraz Erlenmeyer 250 ml. Matraz aforado 200 o 250 ml. Reactivos Sulfato de cobre. Sulfato de potasio o sulfato de sodio. Ácido sulfúrico. Hidróxido de sodio al 40 %. Ácido bórico 4 % m/v. Solución estandarizada de ácido clorhídrico 0.1 N. Solución indicadora de rojo de metilo y azul de metileno (indicador Wesslow). Mezclar dos partes de a y una parte de b: a) Rojo de metilo al 0.2 % en una mezcla de 60 ml de alcohol etílico y 40 ml de agua. b) Azul de metileno al 0.2 % en agua. Muestras de alimento (las proporciona el alumno). Lic. en Químico Farmacobiólogo Equipo Balanza analítica. Digestor y destilador Kjeldahl. Campana de extracción. 49 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Procedimiento 1. Se pesa con exactitud en balanza analítica entre 0.5 y 1 g de muestra bien homogenizada en un papel de filtro libre de cenizas (usar la menor porción de papel filtro para evitar que retrase la digestión). 2. La muestra se transfiere con el papel a un balón Kjeldahl, se le añaden 2.5 g de sulfato de potasio, 0.5 g de sulfato de cobre y 20 ml de ácido sulfúrico; agitar. 3. Se somete la muestra a un calentamiento suave inicialmente, evitando la excesiva formación de espuma. Posteriormente se lleva a ebullición cuidando que los vapores del ácido no se condensen por encima del tercio inferior del cuello del balón. Una vez que la mezcla quede transparente azul verdoso claro, se continuará la ebullición durante media hora. 4. Terminada la digestión se deja enfriar. 5. Preparar el Erlenmeyer colector, en el cual se colocan 50 ml de ácido bórico y algunas gotas del indicador. Se coloca en el extremo de salida del destilador, cuidando que el extremo del tubo quede dentro de la solución de ácido bórico. 6. Posteriormente se añaden 100 ml de agua destilada y 110 ml de hidróxido al 40 %; de inmediato se coloca en la trampa Kjeldahl, se abren las llaves del sistema de enfriamiento y se comienza la destilación hasta que el volumen en el Erlenmeyer colector sea aproximadamente 150 ml. Se separa el Erlenmeyer del destilador y se lava el tubo de destilación, recogiendo el agua del lavado en el mismo Erlenmeyer. 7. Aforar el destilado (borato de amonio) a 200 o 250 ml. 8. Colocar alícuotas del borato de amonio en matraz Erlenmeyer, considerar el tamaño de la alícuota según la concentración de proteína en la muestra. 9. Valorar el borato de amonio con solución estándar de ácido clorhídrico 0.1 N. 10. Los resultados se expresan en % de proteína. Diagrama Método de Kjeldahl: determinación de proteína total a) Digestión: b) Destilación: 50 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos c) Valoración: con ácido clorhídrico 0.1 N. El cambio de coloración verde claro a azul violeta indica el final de la titulación. % Nitrógeno = (VxNx14.006x100) ( g1x1000) % de proteína = %nitrógenoFactor V = Volumen en ml gastados de HCl N = Normalidad de la solución de HCl g1 = Gramos de la muestra Lic. en Químico Farmacobiólogo 51 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. 52 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones Lic. en Químico Farmacobiólogo 53 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 54 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 8 Determinación de fibra por método de hidrólisis ácido-base Fundamento El método consiste en la hidrólisis ácido-base. La muestra, desengrasada de preferencia, se trata con soluciones de ácido sulfúrico e hidróxido de sodio con concentraciones conocidas. Se separa el residuo por filtración, se lava, deseca y pesa el residuo insoluble, determinando posteriormente su pérdida de masa por calcinación a 550 °C. La fibra dietética está formada por un total de siete componentes mayoritarios: Celulosa Es el principal constituyente de la pared celular en los vegetales, siendo su principal elemento de sostén. Representa 10 % del peso seco de las hojas, cerca de 50 % se encuentra en el tallo y alrededor de 90 % en la fibra del algodón. Es un polvo blanco, sólido, insípido, insoluble en agua y alcohol pero sí es soluble en ácidos fuertes. Hemicelulosa No está estructuralmente relacionada con la celulosa, sino de polímeros de las pentosas, sobre todo D Xilanos, los cuales son polímeros de la D Xilosa con enlaces β (1-4) y poseen cadenas laterales de arabinosa y otros azúcares (ácido glucurónico y galactosa), lo que le confiere distintas propiedades químicas. Pectinas La pectina es un coloide natural siempre presente en el mundo vegetal, ya que forma parte de las paredes celulares, donde está ligada, entre otras sustancias, a la celulosa, y donde constituye a la vez el tejido nutriente y el cemento que confiere textura a las células vegetales. Carragenatos Es un polímero complejo extraído de las algas rojas. Son galactanos compuestos principalmente de D-galactopiranosa y algo de 3,6-anhidro-D-galactosa, ácido cetoglucónico y unidades de azúcar no reductor. Cada monómero es un éster de ácido sulfúrico. Las unidades de galactosa están unidas en las posiciones 1 y 3 y el átomo de carbono 4 es el que está sulfatado. La carragenina es un polímero cargado negativamente que reacciona con las proteínas cargadas positivamente y produce un incremento rápido de la viscosidad; tiene propiedades gelificantes y estabiliza suspensiones y emulsiones. Lic. en Químico Farmacobiólogo 55 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Alginatos Los alginatos son polisacáridos coloidales hidrófilos, que se obtienen de algas de la clase Phaeophiceae, comúnmente conocidas como algas pardas, y forman parte de su pared celular. Lignina Desde el punto de vista estructural, la lignina es una sustancia altamente polimerizada. Se origina a partir del alcohol coniferílico, aislado de la madera en forma de glicósido: la coniferina. Por deshidrogenación y polimerización, el alcohol coniferílico forma un producto de estructura reticular del que se representa una sección de su molécula con los tipos de unión característicos. La lignina ocupa el primer lugar entre las sustancias vegetales aromáticas. Su peso molecular asciende a 10000. Gomas Son moléculas de alto peso molecular constituidas por polímeros hidrofílicos de unidades monosacáridas y derivados, unidos por enlaces glucosídicos formando largas cadenas, pudiendo estar constituidas por un solo tipo de monosacáridos o por monosacáridos distintos. Las gomas naturales se encuentran asociadas a las paredes celulares de las plantas y microorganismos y a los exudados de las plantas. En los alimentos, aparecen como constituyentes naturales o bien como aditivos, ya que su utilización alimentaria está ampliamente extendida al utilizarse como estabilizantes y gelificantes. Objetivos Conocer y aplicar métodos y técnicas de análisis para cuantificar la fibra presente en los alimentos. Desarrollar destrezas y habilidades en el uso y manipulación de los materiales y equipos de un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de los alimentos. Recursos Material Vaso de Berzelius 600 ml. Papel filtro. Balanza analítica. Pinzas para crisol. Matraz Kitasato. Cápsula de porcelana. Pipeta 10 ml. 56 Reactivos H2SO4 al 2.5 %. NaOH al 2.5 %. Muestra de alimento (la proporciona el alumno). Equipo Balanza analítica. Mufla. Bomba de vacío. Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Procedimiento 1. 2. 3. 4. 5. 6. Moler el alimento que utilizará para la determinación de fibra. Pesar en un vaso de Berzelius de 600 ml, 10 g de muestra de alimento sin grasa. Agregar 100 ml de H2SO4 al 2.5 % y 3 perlas de cristal. Mantener en reflujo por 30 minutos a partir de que comienza la ebullición. Filtrar al vacío en un matraz Kitasato. Lavar y filtrar al vacío con agua destilada para eliminar cualquier rastro de ácido (detectar el pH con papel filtro). 7. Colocar el residuo en el vaso de Berzelius y agregar 100 ml de NaOH al 2.5 %. 8. Mantener en reflujo por 30 minutos a partir de que comienza la ebullición. 9. Filtrar al vacío en un matraz Kitasato. 10. Lavar y filtrar al vacío con agua destilada para eliminar cualquier rastro de hidróxido (detectar el pH con papel filtro). 11. Separar la muestra en un crisol y colocar en la estufa a 105 °C por 3 horas. 12. Enfriar en el desecador por 15 minutos. 13. Incinerar en la mufla por 3 horas a 500 °C. 14. Reportar resultados en % de fibra en el alimento. Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 57 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 58 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 59 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 9 Determinación de azúcares reductores Fundamento Se establece el método del refractómetro para determinar los grados Brix (°B) en muestras de jugos de especies vegetales, productoras de azúcar, alimentos y bebidas azucarados. El sistema de medición es específico, en el cual °B representa el porcentaje en peso de sacarosa pura en solución. En la industria azucarera se le considera como el porcentaje de sólidos disueltos y en suspensión, en las soluciones impuras de azúcar. Este método cuantifica los azúcares reductores presentes en los alimentos en su estado natural o procesados. El grupo de azúcares reductores está integrado por aldosas, cetosas y algunos oligosacáridos, que son responsables de proporcionar sabor dulce a los alimentos. Objetivo Conocer y aplicar técnicas analíticas para cuantificar el porcentaje de azúcares reductores en los alimentos. Identificar las características y función de los azúcares reductores. Desarrollar destrezas y habilidades para el uso y manipulación de los materiales y equipos de un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de alimentos. Recursos Material Goteros. Vasos de precipitado 100 ml. Mortero. Reactivos Muestras de alimentos que en su composición contengan azúcares reductores (5 g o 5 ml): frutas, dulces, refrescos, jugos, mermelada, leche condensada, cajeta, miel. Equipo Refractómetro con capacidad para registrar lecturas de 0 a 95 °B. Procedimiento 1. Limpiar y secar con cuidado la tapa y el prisma antes del inicio de la medición. 2. Colocar de una a dos gotas del alimento en el prisma y luego cerrar la tapa para que el alimento se reparta de manera homogénea entre la tapa y el prisma. Puede utilizar una pipeta o gotero para colocar la muestra sobre el prisma principal. En Lic. en Químico Farmacobiólogo 61 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 3. 4. 5. 6. 7. 8. caso de muestras con alta densidad, se deben diluir con agua y la lectura refractométrica se multiplica por el factor de dilución. Evitar que se formen burbujas de aire, ya que esto puede ejercer un efecto negativo en el resultado de la medición. Si se mueve la tapa con ligereza, se consigue distribuir con más homogeneidad el líquido de prueba. Sostener el refractómetro bajo la luz, ver la escala a través del ocular. El valor se lee entre el límite claro/oscuro. Girar el ocular para ajustar o precisar la escala. Limpiar y secar con cuidado el prisma y la tapa después de cada medición, para evitar la presencia de restos que afecten futuras mediciones. Reportar los resultados en grados Brix e interpretar en porcentaje de azúcar. Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. 62 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones Lic. en Químico Farmacobiólogo 63 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 64 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 10 Determinación de carbohidratos totales Fundamento Este método determina la cantidad de carbohidratos totales, basándose en su contenido de almidones hidrolizables y azúcares solubles. Objetivo Conocer y aplicar métodos y técnicas analíticas para cuantificar el porcentaje de carbohidratos en los alimentos. Desarrollar destrezas y habilidades para el uso y manipulación de los materiales y equipos de un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de alimentos. Recursos Material Papel filtro Wathman Nº 542. Probeta. Matraz aforado 100 ml. Tubos de ensayo. Gradilla. Reactivos Solución de ácido perclórico al 52 %. 279 ml de ácido perclórico (grado específico 1.70) en 100 ml de agua destilada; deje enfriar antes de usar. Solución de ácido sulfúrico. 760 ml de H2SO4 (grado específico 1.84) en 330 ml de agua destilada; deje enfriar antes de usar. Reactivo Anthrone. Prepare suficiente reactivo Anthrone preparando una solución de ácido sulfúrico al 0.1 % con el fin de usarla el mismo día. Solución estándar de glucosa. Disuelva 100 mg de glucosa en 100 ml de agua. Solución estándar de glucosa diluida. Diluya 10 ml del estándar de glucosa en 100 ml de agua destilada (1 ml=0.1 mg de glucosa). Lic. en Químico Farmacobiólogo Equipo Espectrofotómetro. Campana de extracción. Balanza analítica. 65 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Procedimiento Extracción 1. Pesar 1 g de muestra seca o 2 a 5 g de muestra húmeda conteniendo aproximadamente 60 a 300 mg de carbohidratos totales disponibles. 2. Transferir cuantitativamente a una probeta graduada de 100 ml. 3. Adicionar 10 ml de agua y agitar con una varilla de vidrio para dispersar la muestra. 4. Adicionar 13 ml de la solución de ácido perclórico. Agitar constantemente durante 20 minutos. 5. Llevar el volumen a 100 ml, mezclar y filtrar. 6. Colocar en un matraz volumétrico de 250 ml. Enjuagar la probeta graduada con agua destilada y adicionar al matraz volumétrico. 7. Aforar el matraz con agua destilada y agitar. Determinación 1. Diluir 10 ml de la solución a 100 ml con agua destilada. Con una pipeta, pasar 1 ml del filtrado diluido a un tubo de ensayo. 2. Medir dos muestras de 1 ml de agua destilada que servirán como blancos por duplicado y colocar cada uno de ellos en un tubo de ensayo. 3. Medir por duplicado de 1 ml usando la solución de glucosa diluida. 4. Agregar rápidamente a todos los tubos 5 ml de reactivo de Anthrone recién preparado. 5. Tapar los tubos y mezclar vigorosamente. Colocar en un termobaño y calientar durante 15 minutos. 6. Enfriar rápidamente a temperatura ambiente. Transferir la solución a celdas para espectrofotómetro de 1 ml. El color verde es estable sólo por 2 horas. 7. Leer la absorbancia a 630 nm contra el blanco. 8. Reportar resultados en porcentaje de carbohidratos. Carbohidratos totales disponibles (% de glucosa) = (25xb) ( AxW) Donde: W = Peso en g de la muestra. A = Absorbancia del estándar diluido. b = Absorbancia de la muestra diluida. 66 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 67 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 68 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Titulo 1.2.3.- Autor Pagina Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 69 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 11 Determinación de la concentración de acidez en alimentos Fundamento En esta práctica se utiliza fenolftaleína como indicador, ya que es el más apropiado para determinar el punto final de la reacción, indicado con un cambio en el color, pasando de incoloro a rosa. La determinación de la acidez en jugos comerciales y naturales se lleva a cabo mediante una valoración ácido-base; los resultados que se obtienen corresponden a la suma de los ácidos minerales y orgánicos; en general, en el caso de frutas y hortalizas, se trata de los ácidos cítrico, málico, oxálico y tartárico. El ácido cítrico es uno de los aditivos de mayor uso en la industria de los alimentos. Los resultados se expresan en concentración de ácido cítrico. En otros grupos de alimentos es necesario conocer el acido o los ácidos presentes con la finalidad de reportar de manera específica. Objetivo 1. Aplicar métodos y técnicas volumétricas para conocer el porcentaje de acidez en alimentos; en el alumno, desarrollar habilidades de análisis aplicados en bromatología. Recursos Material Soporte universal. Pinza para bureta. Bureta 25 ml. Pipeta volumétrica. 3 matraces Erlenmeyer 125 ml. Vasos de precipitado. Matraz aforado de 50 ml. Probeta de 50 ml. Reactivos Fruta cítrica (limón, naranja, toronja), jugos, refrescos, dulces, lácteos, aceites, productos cárnicos. Solución de NaOH estandarizada 0.1 N Agua destilada. Fenolftaleína. Equipo Campana de extracción. Balanza analítica. Estufa. Potenciómetro. Procedimiento 1. En frutas, extraer el jugo; en muestras solidas (10 g) se preparan diluciones según la naturaleza de la muestra; en líquidos, se procede al paso número 3. Lic. en Químico Farmacobiólogo 71 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 2. Filtrar para separar las partes sólidas o centrifugar, esto depende de la composición de la muestra. 3. Medir 10 ml (pipeta volumétrica) de filtrado y pasarlo al matraz aforado de 50 ml. Completar el volumen hasta la marca de afore con agua destilada. 4. Colocar en cada uno de los matraces una alícuota de 15 ml de la dilución preparada y agregar 15 ml de agua destilada. 5. Llenar la bureta con la solución de NaOH estándar 0.1 N y aforar a la marca cero. 6. Añadir a cada matraz 3 gotas del indicador fenolftaleína y mezclar. 7. Valorar cada uno de los matraces hasta el vire de color del indicador. 8. Calcular los mg del ácido por mililitro o gramo de muestra; considerar el ácido o ácidos presentes en la muestra de alimento. 9. Reportar el porcentaje de acidez en la muestra. Actividades 1. Elaborar un diagrama de flujo de la práctica. 72 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones Lic. en Químico Farmacobiólogo 73 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 74 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 12 Determinaciones de acidez total titulable, acidez volátil, acidez fija Fundamento El método se basa en determinar el volumen de NaOH estándar necesario para neutralizar el ácido contenido en la alícuota que se titula, determinando el punto final por medio del cambio de color que se produce por la presencia del indicador ácido-base empleado. Objetivo 1. Aplicar técnicas volumétricas para conocer la acidez en productos de la industria y evaluar la calidad. Recursos Material Pipeta volumétrica de 1, 5 y 10 ml. 1 vaso de precipitado 100 ml. 1 matraz aforado de 100 ml. 5 matraces Erlenmeyer 150 ml. Cápsula de porcelana. Reactivos Muestra de jugo o vino. Hidróxido de sodio (NaOH) 0.1 N. Fenolfataleína al 1 % en alcohol al 95 %. Equipo Campana de extracción. Balanza analítica. Estufa. Acidez total titulable Procedimiento 1. Pipetear 10 ml de jugo de fruta fermentado o vino (5 ml en caso de jugo de limón o 1 ml de vinagre) a un Erlenmeyer que contenga 100 ml de agua hirviendo (500 ml o más si la muestra es coloreada). 2. Continuar calentando por 30-60 segundos. 3. Dejar enfriar un poco y titular con NaOH 0.1 N usando como indicador 3 gotas de fenolftaleína al 0.5 % hasta coloración rosada. 4. Repetir el proceso para una segunda determinación. 5. Calcular el porcentaje de acidez como ácido cítrico, málico, tartárico o acético según la muestra; comparar los resultados con los obtenidos en la titulación electrométrica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 75 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Nota: para muestras muy coloreadas resulta conveniente usar el método electrométrico. Acidez volátil y acidez fija Fundamento El contenido de acidez volátil de productos fermentados de frutas y cereales puede determinarse separando los ácidos volátiles presentes (principalmente acético con trazas de fórmica): por evaporación (después de lo cual se titula la acidez fija); por destilación directa a vapor o extracción con solvente y titulando bien el destilado o el residuo (según el método) con una solución estándar de álcali usando fenolftaleína. Acidez no volátil (fija) Procedimiento 1. Medir 10 ml de jugo de fruta fermentado o vino en una cápsula de porcelana de 200 ml. 2. Evaporar casi a sequedad. 3. Añadir 5-10 ml de agua y evaporar nuevamente. 4. Repetir hasta efectuar 5 evaporaciones (por lo menos). 5. Añadir aproximadamente 50 ml de agua recientemente hervida y titular con NaOH 0.1 N usando fenolftaleína como indicador. Acidez volátil 1. Se determina por cálculo: % de acidez volátil = % de acidez total titulable-% de acidez no volátil (o fija). 76 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar un diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 77 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. 78 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 79 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 13 Determinación de calcio en alimentos por volumetría Fundamento El calcio presente en los alimentos es determinado de forma directa o cenizas por el método volumétrico. Las mejores fuentes de calcio son: leche, queso y yogur; pescados pequeños, frescos o secos, que se consumen con las espinas, y salsas con base en pescado que contengan sus espinas; frijoles blancos y tofu (de soya); almendras y semillas de ajonjolí. Algunas verduras y hojas verdes, como el brócoli y las espinacas, contienen calcio, pero en cantidades menores. Objetivos Conocer y aplicar métodos y técnicas de análisis volumétrico para cuantificar la concentración de calcio en los alimentos. Desarrollar destrezas y habilidades para el uso y manipulación de los materiales y equipos de un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de alimentos. Recursos Material 1 bureta. 1 soporte universal. 1 anillo. 1 pinza para bureta. 4 vasos de precipitados 200 ml. 2 vasos de precipitados 100 ml. 2 embudo. 2 vidrios de reloj. 2 agitadores de vidrio. 1 matraz volumétrico 50 ml. 1 matraz volumétrico de 100 ml. 1 matraz volumétrico de 50 ml. 1 pinza para vaso de precipitado. Lic. en Químico Farmacobiólogo Reactivos Agua destilada. EDTA. Ca2CO3. HCl. Indicador negro de eriocromo T (disolver 0.5 g de negro de eriocromo T en 100 ml de etanol). Buffer pH 10 (disolver 6.56 g de NH4Cl en 57 ml de NH4OH y aforar con agua destilada a 100 ml.) Muestra de cascarón de huevo, cemento o cal (la proporciona el alumno). Equipo Campana de extracción. Balanza analítica. Estufa. Mufla. 81 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Procedimiento de preparación de la solución de EDTA 1. Elaborar los cálculos correspondientes para preparar 500 ml de solución de EDTA 0.02 M. 2. Antes de preparar la solución, solicite al docente que revise sus resultados. 3. Pesar con exactitud el EDTA correspondiente (secar previamente en horno a 100 °C). 4. Disolver con 100 ml agua destilada la sal de EDTA en un vaso de precipitado. 5. Transferir la solución a un matraz aforado de 500 ml, completar el afore. 6. Preparar y llenar la bureta con solución de EDTA. Procedimiento para estandarizar la solución de EDTA 1. Calcular el Ca2CO3 que se requiere para preparar 50 ml de solución, suficiente para neutralizar 50 ml de solución de EDTA 0.02 M. 2. Antes de preparar la solución, solicite que el docente revise sus resultados. 3. Pesar con exactitud el Ca2CO3 (secar previamente en horno por una hora a 100 °C). 4. Disolver en 25 ml de agua destilada, adicionar gotas de HCl hasta disolución total (finaliza el desprendimiento de CO2, y la solución se aclara). 5. Verter en matraz aforado de 50 ml y completar el afore con agua destilada. 6. Medir 3 alícuotas de 10 ml de solución de Ca2CO3 y colocarlas por separado en matraces Erlenmeyer de 250 ml. 7. Adicionar a cada matraz, en el siguiente orden: a) 15 ml de agua destilada. b) Agregar 2 ml de solución buffer (verificar el pH 9-10). c) 3 gotas de indicador negro de eriocromo. 8. Con la solución de EDTA previamente colocada en la bureta, se valoran las soluciones de Ca2CO3, hasta el vire de púrpura a azul. 9. Calcular la normalidad de la solución de EDTA. 10. Para encontrar el valor más probable de la normalidad de la solución de EDTA, se promedian los 3 valores obtenidos. 11. Guardar la solución en frasco de vidrio color ámbar debidamente etiquetado. Procedimiento para determinar calcio en alimentos 1. Extracción de las cenizas de 5 g de alimento. 2. Disolver las cenizas en 25 ml de agua destilada, adicionar tres gotas de HCl hasta disolución total (finaliza el desprendimiento de CO2 y la solución se aclara). 3. Verter en matraz aforado de 50 ml y completar el afore con agua destilada. 4. Medir 3 alícuotas de 10 ml de solución que contiene las cenizas y colocarlas por separado en matraces Erlenmeyer de 250 ml. 5. Adicionar a cada matraz, en el siguiente orden: a) 15 ml de agua destilada. b) Agregar 2 ml de solución buffer (verificar el pH 9-10). c) 3 gotas de indicador negro de eriocromo. 82 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 6. Si el color es azul no existe presencia de calcio en la muestra, pero si es de color púrpura es necesario determinar la concentración de calcio. 7. Con la solución de EDTA previamente colocada en la bureta, se valoran las soluciones, hasta el vire de púrpura a azul. 8. Si después de la adición de 15 ml de solución de EDTA no se presenta el vire, es necesario realizar otra dilución en la muestra. 9. Para encontrar el valor más probable de la concentración de calcio, se promedian los 3 valores obtenidos. 10. Reportar los resultados en ppm de calcio en el alimento. Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 83 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 84 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 85 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 14 Determinación de grasa método de Gerber Fundamento Este método se basa en la disolución de todos los componentes de la leche excepto la grasa, con H2SO4 y alcohol isoamílico, para ayudar a eliminar la emulsión de la leche y evitar que se queme la capa de grasa. El C5H11OH (alcohol isoamílico) reacciona con el H2SO4 formando un éster que es completamente soluble en dicho ácido. Pesos recomendados de muestra Producto lácteo Leche entera en polvo Leche descremada en polvo Nata, nata batida Leche condensada azucarada Leche condensada sin azúcar Leche entera, leche desnatada Peso en gramos 1 - 1.1 1.5 - 1.6 2-3 3 - 3.5 4-5 10 - 11 Objetivo Conocer y aplicar el método Gerber para la determinar la grasa en productos lácteos. Recursos Material Reactivos Equipo Probeta. Balanza H2SO4. analítica. Embudo. Alcohol isoamílico. Espátula. 10 g de muestra de alimento con humedad menor Centrífuga Gerber. a 10 % (frituras, nuez, almendra; la proporciona el Butirómetro. alumno). Procedimiento 1. Medir 10 ml de H2SO4 al 90 % y colocarlos en el butirómetro (tubo graduado especial) evitando bañar las paredes internas del cuello. 2. Añadir lentamente resbalando por las paredes y sin mezclar, 11 ml de leche, de modo que se forme un estrato de leche sobre ácido. Lic. en Químico Farmacobiólogo 87 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 3. Inmediatamente, agregar 1 ml de C5H12O (alcohol isoamílico). 4. Cerrar con el tapón y agitar, con lo que se produce un fuerte calentamiento y la disolución en ácido de los albuminoides de la leche. 5. Centrifugar por 2 minutos a 1,000 rpm. 6. Leer el espesor de la capa de grasa acumulada en la parte superior, con el tapón hacia abajo. Éste debe movilizarse cuidadosamente hasta colocar los límites de la capa de grasa dentro de la escala, la cual expresa directamente la cantidad en por ciento de la grasa contenida en la leche. Actividades 1. Elaborar el esquema del diagrama de flujo de la práctica. 88 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones Lic. en Químico Farmacobiólogo 89 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 90 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 15 Determinación de lactosa Fundamento Las proteínas de la leche se separan con acetato de plomo y sulfato de sodio (Pb(C2H3O2)2 y Na2SO4). En el filtrado se determina la lactosa aprovechando su propiedad de ser un azúcar reductor directo el cual reduce el cobre de sus sales alcalinas, mediante una valoración volumétrica, de redox. Objetivo Conocer y aplicar técnicas analíticas para cuantificar el contenido de lactosa en lácteos. Recursos Material Matraz volumétrico 100 ml. Matraz Erlenmeyer 250 ml. Bureta. Pipeta. Embudo. Papel filtro. Reactivos Solución Fehling A, solución Fehling B. Ácido acético. Agua destilada. 20 g de leche. Equipo Balanza analítica. Termobaño. Procedimiento 1. Pesar 20 g de leche (24.3 ml) en un matraz volumétrico de 100 ml, diluir la muestra con 60 ml de agua destilada y calentar en baño maría. 2. Adicionar 30 gotas de ácido acético, agitar y calentar hasta la separación de las sustancias albuminoides y la grasa. 3. Enfriar el matraz hasta que alcance 15 °C y aforar con agua destilada, agitar y filtrar. 4. En el líquido filtrado se determina la lactosa volumétricamente con la solución de Fehling. 5. Depositar en un matraz Erlenmeyer de 250 ml, 5 ml de solución A y 5 ml de solución B del reactivo de Fehling, con 40 ml de agua destilada. 6. En la bureta, depositar el líquido que contiene la muestra; calentar la muestra hasta ebullición y posteriormente titular, dejando caer gota a gota en la solución Fehling. Lic. en Químico Farmacobiólogo 91 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Preparación de la muestra 1. Colocar 10 ml de muestra de leche en un matraz volumétrico de 100 ml con 25 ml de H2O destilada. 2. Añadir 6 ml de solución saturada de Pb(C2H3O2)2 (acetato de plomo), 10 ml de solución saturada de Na2SO4 (sulfato de sodio) y 1 ml de CH3-COOH (ácido acético glacial). 3. Agitar y reposar media hora. Aforar a la marca con H2O destilada. 4. Filtrar, el filtrado colocarlo en la bureta. Estandarización de la solución patrón de lactosa 1. Colocar 5 ml Fehling A y 5 ml Fehling B en un matraz Erlenmeyer de 250 ml. 2. En la bureta poner la solución valorante de lactosa patrón. 3. Colocar el matraz en la plancha y, cuando comience la ebullición, titular con la solución patrón de lactosa hasta antes de 1 ml de su vire, agregar 3 gotas de indicador de azul de metileno y continuar la titulación hasta el vire del azul a incoloro y precipitado rojo ladrillo. 4. Expresar el resultado en g lactosa / litro de leche. Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. 92 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 2. La lactosa ¿es un monosacárido, disacárido, oligosacárido o polisacárido? 3. ¿Por qué la lactosa es un azúcar reductor? 4. ¿Por qué es importante la lactosa durante la fermentación ácido-láctica? 5. ¿Cuál es la función del ácido acético durante la determinación de lactosa? Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Lic. en Químico Farmacobiólogo 93 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Observaciones Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 94 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 16 Análisis fisicoquímico para evaluar la calidad de los ovoproductos Fundamento El color y el tamaño de los huevos pueden presentar muchas variaciones, pero son características que no influyen de manera determinante en la calidad del producto; comercialmente, el tamaño del huevo sirve para clasificarlo en siete tipos, que son: Grado 1 2 3 4 5 6 7 Peso promedio Masa de 70 g. 65 – 70 g. 60 – 65 g. 55 – 60 g. 50 – 55 g. 45 – 50 g. Menos de 45 g. Los factores que determinan la calidad de un huevo para su consumo humano o procesamiento industrial, son: a) b) c) Frescura. Higiene o limpieza. Presencia de conservadores. a) Frescura La frescura de un huevo representa el tiempo que ha transcurrido entre la puesta y el consumo. Se considera fresco un huevo cuando tiene hasta 8 días en almacenamiento. Este factor es importante, porque a medida que el huevo envejece, sufre modificaciones importantes en sus componentes: el espacio lleno de aire se agranda (aumenta el tamaño de la cámara de aire), los huevos frescos tienen mejor sabor, son más nutritivos por las vitaminas presentes, es más fácil separar la clara de la yema con propósitos culinarios o industriales, es más fuerte y estable la espuma en huevos frescos, y se comporta mejor en los operaciones de batido y horneado. Luego de ese tiempo, los fosfolípidos de la yema sufren descomposición, aumentando el contenido de fosfato (PO4-3) normal de la yema; la albúmina densa desaparece y sólo queda albúmina fluida, y el volumen de la yema se reduce. b) Higiene o limpieza Algunas veces, cuando la gallina no está en buenas condiciones de salud o los huevos no son tratados higiénicamente, pueden presentar manchas de sangre o de Lic. en Químico Farmacobiólogo 95 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos excremento, la presencia de estas alteraciones modifica la calidad porque puede convertir el huevo en un portador de microorganismos patógenos para el consumidor. En estos casos y para darle mejor apariencia, los huevos son lavados, pero con ello pierden el revestimiento, lo que puede aumentar la contaminación y proliferación de microorganismos dentro del huevo. c) Presencia de conservadores Cuando el huevo se almacena durante un periodo de tiempo más o menos largo, se acostumbra bañarlo con alguna sustancia que sirve para cerrar los poros, con lo que se retarda la pérdida de H2O y el aumento del tamaño de la cámara de aire. Las sustancias más empleadas con este propósito denominadas conservadores son: Cal. Sílice o silicato de sodio. Parafina o aceite mineral. Objetivos Identificar la composición y valor nutritivo de los ovoproductos. Evaluar los factores de calidad en ovoproductos al desarrollar habilidades en la aplicación de técnicas de análisis fisicoquímicas en ovoproductos. Recursos Material Vasos de precipitado. Lámpara de luz UV. Buretas Vidrio de reloj. Probetas. Reactivos Slución de NaCl. H2O destilada. Hidroquinona al 2 %. Molibdato de amonio. Bisulfito alcalino. Cobaltinitrito de sodio. Molibdato de amonio al 10 %. HCl 8 N. Oxalato de amonio. Equipo Balanza analítica. Campana de extracción. Pruebas de calidad 1. Determinar el tamaño del huevo usando el pie de rey. 2. Observar el estado de la cáscara: si está limpia, parcialmente limpia, parcialmente sucia, sucia o rota. 3. Determinar el peso del mismo usando la balanza. 96 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 4. Prueba de extendido: romper el huevo y colocarlo sobre la superficie plana, observando el área que ocupa la clara así como su aspecto. Si es más o menos fluida y la yema es redonda, plana o extendida. 5. Color de la yema: se compara con la escala colorimétrica especial para yemas. 6. Se mide el pH en la clara y en la yema, con potenciómetro o papel pH. 7. Se mide el porcentaje de acidez en la clara y en la yema con potenciómetro o papel pH. 8. Reportar en un cuadro los resultados del análisis. Determinación de frescura Cuando el huevo envejece, la cámara de aire se agranda. El tamaño de ésta se puede determinar mediante la prueba de inmersión o la prueba del miraje, y mediante la determinación de la presencia de PO4-3 (fosfatos) en la yema. a) Prueba del miraje Colocar el huevo en el ovoscopio y observarlo con luz común; debe percibirse su interior iluminado. La cámara de aire no debe ser mayor de 5 mm, si se ven sombras es indicio de mala conservación. A continuación, hacer la observación con radiación UV. Los huevos frescos contienen ovoporfirina, la cual presenta fluorescencia con luz UV, y esta sustancia tiende a desaparecer con el tiempo, así como al lavar el ovoproducto.ç Interpretación de resultados. Los huevos frescos de cáscara blanca presentan fluorescencia azul-violeta y los huevos viejos tonalidades azuladas, mientras que los huevos rojos, fluorescente en tono rojo-púrpura o violáceo, según su edad. b) Prueba de inmersión Se prepara una solución de NaCl con densidad 1.077 g/ml (12 %); se coloca en un vaso de precipitado y se introduce en ella el huevo en estudio. Si el huevo es fresco (1 a 2 días) desciende hasta el fondo; si flota en posición vertical, este huevo tendrá de 4 a 7 días, y si flota en posición horizontal, tendrá más de 15 días. c) Fosfatos Procedimiento. 2 ml de la yema del huevo se mezclan con 8 ml de H2O destilada; se adicionan 2 ml de solución acuosa de hidroquinona al 2 % (que lleva 1 ml de H2SO4); se agregan 10 gotas de reactivo de molibdato de amonio ((NH4)2MoO4) (25 g en 500 ml de H2SO4 1 N ). Se deja reposar 5 minutos y se adicionan 25 ml de solución reactiva de HSO3- (bisulfito alcalino). Interpretación de resultados. Una coloración azul indica la presencia de PO4-3 (fosfatos) (investigar reacción). Lic. en Químico Farmacobiólogo 97 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Higiene Procedimiento. Se dejan escurrir unas gotas de H2O destilada sobre la superficie, recibiéndola sobre un vidrio de reloj y cuidando que el H2O cubra toda la superficie del cascarón. Al H2O se le añaden unas gotas de Na3Co(NO2)6 (cobaltinitrito de sodio), preparado 24 horas antes de usarlo. Reacción 3K+ + [Co(NO2)6]3 K3[Co(NO2)6] hexanitrocobaltato III de potasio Interpretación de resultados. En un huevo no lavado, debe aparecer un precipitado amarillo de NaK2Co(NO2)6 cobaltinitrito potásico, en el transcurso de 5 a 20 minutos. Conservadores Procedimiento a) Investigación de parafina. Se determina por la huella que deja en un papel limpio frotado suavemente sobre la superficie del cascarón. b) Investigación de cal y sílice. Colocar un huevo en un vidrio de reloj, añadir 5 ml de H2O destilada cuidando que se moje toda la superficie del cascarón. Dividir el H2O del lavado en dos partes; en una se determina la presencia de sílice y en otra la presencia de cal (nota: investigar reacción). c) Investigación de sílice. en un pequeño volumen del agua del lavado del cascarón, se agregan 5 gotas de solución de (NH4)2MoO4 (molibdato de amonio) al 10 % y dos gotas de solución 8 N de HCl. La presencia de sílice se revela por la aparición de un color café intenso. d) Investigación de cal. A la otra parte del líquido se agregan unas gotas de (NH4)2C2O4 (oxalato de amonio), la presencia de cal se comprueba por la formación de un precipitado blanco de CaC2O4 (oxalato de calcio). 98 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 99 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones: 100 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 101 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 17 Determinación de almidón (método cualitativo) Fundamento Este método se basa en la identificación de la presencia de almidón por la aparición de una coloración azul al combinarse la muestra con gotas de lugol cuando ésta contiene almidón. Los almidones modificados tienen un número enorme de posibles aplicaciones en los alimentos, que incluyen las siguientes: adhesivo, ligante, enturbiante, formador de películas, estabilizador de espumas, agente antienvejecimiento de pan, gelificante, humectante, estabilizante, texturizante y espesante. El almidón se diferencia de todos los demás carbohidratos en que, en la naturaleza, se presenta como complejas partículas discretas (gránulos). Los gránulos de almidón son relativamente densos, insolubles y presentan mínima hidratación en agua fría. Pueden ser dispersados en agua, dando lugar a la formación de suspensiones de baja viscosidad que pueden ser fácilmente mezcladas y bombeadas, incluso a concentraciones mayores de 35 % La molécula de almidón es helicoidal y está formada por α-amilosa y amilopectina. La amilosa es lineal y está formada por glucosas unidas por enlaces α-1,4. La amilosa se dispersa en el agua y forma complejos con el yodo, y es el responsable del color azul. Objetivos Conocer y aplicar técnicas de análisis cualitativo para identificar la presencia de en almidón en los alimentos. Desarrollar destrezas y habilidades para el uso y manipulación de los materiales y equipos en un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de alimentos. Recursos Material Mortero. Matraz Erlenmeyer 250 ml. Parrilla eléctrica. Bureta. Lic. en Químico Farmacobiólogo Reactivos Solución de yodo-yoduro (lugol). Muestras de alimentos (las proporciona el alumno); pueden ser embutidos. Equipo Balanza analítica. 103 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Procedimiento 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Pasar la muestra por un procesador de alimentos o moler en mortero. Pesar 2 g de la muestra (según su composición). Colocar la muestra en un matraz Erlenmeyer, añadir 40 ml de agua. Colocar el matraz sobre la parrilla eléctrica hasta que esté en ebullición. Dejar enfriar. Agregar 5 gotas de la solución de yodo-yoduro (lugol) al 5 %. Reportar resultados. Cuando se obtiene la coloración azul debe expresarse el resultado como positivo. Cuando no se obtiene la coloración azul, el resultado se expresa como negativo. Actividades 1. Elaborar el esquema del diagrama de flujo de la práctica. 104 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones Lic. en Químico Farmacobiólogo 105 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 106 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 18 Determinación de almidón en embutidos (cuantitativo) Fundamento Las muestras se someten a una hidrólisis ácida fuerte para desdoblar los almidones y obtener glucosa, la cual tiene la propiedad de reducir el cobre de las soluciones alcalinas mediante una valoración volumétrica, según el método de Lane y Eynon. Objetivo Conocer y aplicar técnicas analíticas para cuantificar el porcentaje de almidón en los alimentos. Desarrollar destrezas y habilidades para el uso y manipulación de los materiales y equipos de un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de alimentos. Recursos Material 1 probeta 100 ml. 3 matraces Erlenmeyer 250 ml. 3 espátulas. 2 vidrios de reloj. 1 bureta 50 ml. 3 soporte universal. 3 pipetas 5 ml. 2 matraces aforados 100 ml. 1 matraz aforado 50 ml. Piseta. Reactivos Muestra problema (el alumno la proporciona). HCl 1 QP. NaOH 1 N. Fehling A. Fehling B. Fenolftaleína. Equipo Campana de extracción. Balanza analítica. Procedimiento 1. Pesar y g de muestra (mismos que dependerán del tipo de muestra). Consulta con el docente. 2. Añadir 25 ml de agua destilada más 1 ml de HCl QP. 3. Calentar a 60 °C durante 30 minutos. 4. Enfriar y neutralizar con NaOH 1 N y con fenolftaleína como indicador. 5. Aforar a 100 ml con H2O destilada. 6. Medir una alícuota de 15 ml en un matraz Erlenmeyer. Lic. en Químico Farmacobiólogo 107 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 7. Colocar 5 ml de solución Fehling A más 5 ml Fehling B, y unas gotas de azul de metileno. 8. Titular con glucosa patrón 100 mg/dl a ebullición hasta el vire característico incoloro sobre el fondo rojizo. 9. Expresar el resultado en % almidón. Actividades 1. Elaborar el esquema del diagrama de flujo de la práctica. 108 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 2. ¿Cuáles son las aplicaciones de los almidones en los alimentos? 3. ¿Cómo se diferencia el almidón de todos los demás carbohidratos? 4. ¿A qué se le llama ‘retrogradación’? 5. Mencione el fundamento de la determinación cualitativa de almidón en carne. Lic. en Químico Farmacobiólogo 109 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 110 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 111 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 19 Determinación de sodio en alimentos Fundamento El método de prueba para la determinación de cloruro de sodio, se basa en la titulación de una muestra de alimento, donde se valoran los cloruros contenidos en ella, con una solución estándar de nitrato de plata y cromato de potasio como indicador, según el método de Mohr. La sal común o cloruro sódico se usa desde tiempos remotos en el proceso de algunos alimentos para potenciar el sabor, gracias a su capacidad de reducir la actividad de agua, facilitando su conservación. En algunos alimentos, el sodio se encuentra de forma natural. Objetivo Conocer y aplicar métodos y técnicas analíticas para cuantificar el cloruro de sodio, sodio y cloruros en alimentos. Desarrollar destrezas y habilidades para el uso y manipulación de los materiales y equipos de un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de alimentos. Recursos Material 1 probeta de 100 ml. 3 matraces Erlenmeyer 250 ml. 3 espátulas. 2 vidrios de reloj. 1 bureta 50 ml. 1 soporte universal. 3 pipetas 5 ml. 5 goteros. 2 matraces aforados 100 ml. 1 matraz aforado 50 ml. 1 matraz aforado 100 ml. Piseta. Lic. en Químico Farmacobiólogo Reactivos Muestra problema (el alumno la proporciona). K2CrO4 al 5 %. AgNO3 0.1 N. Ácido nítrico HNO3. Solución de nitrato de plata 0.1 N. Equipo Campana de extracción. Balanza analítica. Estufa. Potenciómetro. 113 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Procedimiento 1. Pesar 5 g de la muestra preparada y triturada (tomar en cuenta el tipo de muestra) dentro de un vaso de precipitados de 250 ml. 2. Agregar 50 ml de H2O destilada caliente (90 °C). Dejar reposar 5-10 minutos agitando ocasionalmente, hasta que enfríe a 50-55 °C. 3. Aforar la solución con agua destilada en un matraz de 100 ml. 4. En tres matraces Erlenmeyer de 250 ml, agregar a cada uno: a) 30 ml de solución de la muestra del alimento. b) 5 gotas de la solución indicadora de K2CrO4 (cromato de potasio) al 5 %. 5. Titular con solución de AgNO3 (nitrato de plata) 0.1 N hasta la aparición de un color anaranjado persistente por 30 segundos. Repetir para los otros dos matraces y considerar volumen promedio. 6. Simultáneamente, determinar un blanco usando 5 ml de H2O destilada en lugar de la muestra. 7. Calcular el porcentaje de cloruro de sodio, sodio y cloruros en muestra del alimento. 8. Calcular los mg de cloruro de sodio, sodio y cloruro en 100 g de muestra del alimento. 9. Comparar resultados por método refractométrico. % de cloruro de sodio = ( Nx 22.98xm lAgNO3 x100) (1000xPm) N = Normalidad del nitrato de plata. 22.98 = masa en gramos de un equivalente del sodio. ml AgNO3 = Mililitros promedio gastados en la titulación. Pm = Masa de la muestra del alimento, considerar las diluciones. 114 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 115 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 116 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 117 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 20 Determinación del índice de saponificación en grasa y aceites por método cualitativo y cuantitativo Fundamento Las grasas requieren energía calorífica para reaccionar con el hidróxido de sodio o de potasio, lo que produce su descomposición en los dos compuestos que las integran: glicerina y ácidos grasos. Éstos se combinan con los iones sodio o potasio de los respectivos hidróxidos para producir jabones, que son en consecuencia las sales sódicas o potásicas de los ácidos grasos. En los seres vivos, la hidrólisis de los triglicéridos tiene lugar mediante la acción de enzimas específicas (lipasas), que producen ácidos grasos y glicerina. Objetivos Conocer y aplicar técnicas de análisis cualitativo para identificar lípidos saponificables e insaponificables presentes en grasa y aceites. Desarrollar destrezas y habilidades para el uso y manipulación de los materiales y equipos en un laboratorio de análisis bromatológico. Conocer las normas nacionales e internacionales para el análisis de alimentos. Recursos Material 3 tubos de ensayo. Vaso de precipitados. Gradilla. Varillas de vidrio. Pipetas. Mechero. Bureta. Soporte universal. Pipetas. Matraces Erlenmeyer. Reactivos NaOH al 20 %. Muestras de grasas y aceites grado alimenticio. HCl 0.5 N Alcohol etílico al 95 %. Fenolftaleína. KOH. Equipo Campana de extracción. Termobaño. Balanza analítica. Destilación. Procedimiento para identificar los lípidos saponificables 1. Precalentar el termobaño a 60 °C. Lic. en Químico Farmacobiólogo 119 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 2. Por triplicado, en tubos de ensayo, colocar en cada tubo 2 ml de aceite y 2 ml de NaOH al 20 %. 3. Agitar con fuerza, identificar los tubos de ensayo y colocarlos en el termobaño por 45 minutos. 4. Pasado este tiempo, se pueden observar en el tubo tres fases: a) Una inferior clara, que contiene la solución de sosa sobrante junto con la glicerina formada. b) Otra intermedia semisólida, que es el jabón formado (lípidos saponificables). c) Una superior lipídica de aceite inalterado (insaponificable). 5. No siempre se observan las tres fases, depende de la composición de las grasas y aceites. 6. Efectuar observaciones y reportar. Procedimiento para cuantificar el índice de saponificación en grasa y aceites 1. Fundir la muestra, si no se presenta en estado líquido. 2. Filtrar a través de un papel filtro de poro fino para eliminar cualquier impureza presente y humedad. La muestra debe estar totalmente libre de agua. 3. Pesar una cantidad de muestra en un matraz Erlenmeyer de tamaño tal que la titulación sea equivalente a 40-50 % del blanco. Normalmente esto requiere una muestra de 4-5 g. 4. Adicionar 50 ml KOH en solución alcohólica con una pipeta volumétrica de 50 ml y permitir que la pipeta escurra. 5. Preparar blancos simultáneamente. 6. Conectar el condensador y llevar a ebullición lenta pero constante hasta que la muestra esté completamente saponificada. Esto normalmente requiere 1 hora para muestras promedio. 7. Después que el matraz y el condensador se han enfriado bien pero no lo suficiente para formar un gel, lavar el interior del condensador con una pequeña cantidad de agua destilada. 8. Desconectar el condensador, agregar aproximadamente 1 ml del indicador de fenolftaleína y titular con la solución 0.5 N de HCl. 9. Registrar el volumen de la solución requerida para la titulación. 10. Reportar resultados. Índice de saponificación = ((B M ) xNx56.1) P B = Volumen, ml 0.5 N HCl requeridos para titular el blanco. M = Volumen, ml 0.5 N HCl requeridos para titular la muestra. N = Normalidad de la solución de HCl. P = Peso de la muestra en g. 56.1 = Equivalente del hidróxido de potasio. 120 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 121 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones 122 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación Lic. en Químico Farmacobiólogo 123 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 21 Determinación del contenido de pectina en frutas Fundamento El contenido de pectinas en frutas se determina con la finalidad de conocer el grado de madurez de éstas, lo cual es importante en la industria alimentaria para la elaboración de jugos. Objetivo Aplicar técnicas gravimétricas para determinar la cantidad de pectina presente en las frutas conocer el grado de maduración. Recursos Material Probeta. Vasos de precipitado. Papel filtro Nº 40. Pipetas. Embudo. Reactivos Cloruro de calcio. Alcohol etílico. Muestras de frutas (guayaba, tejocote, membrillo). Equipo Balanza analítica. Horno. Procedimiento 1. 2. 3. 4. Prepare un néctar de manzana con 100 g de esta fruta. Adicione 100 ml de agua. Separe el líquido contenido en la pulpa. Divida el extracto en dos partes iguales y colóquelas cada una en un vaso de precipitados de 400 ml. 5. A una parte de extracto adicione gota a gota una disolución de CaCl2 hasta que no precipite. 6. Filtre sobre un papel filtro tarado. 7. Seque en el horno a 60 °C. 8. Pese el papel filtro con los sólidos secos obtenidos. 9. A la otra porción del extracto adicionar alcohol etílico mientras se agita. 10. Repetir el paso 5. 11. Pesar el papel filtro con los sólidos secos obtenidos. 12. Elaborar los cálculos con los datos obtenidos, reportar en porcentaje y mg de pectina en la muestra. Lic. en Químico Farmacobiólogo 125 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. 126 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones Lic. en Químico Farmacobiólogo 127 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 128 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Práctica Nº 22 Separación del gluten por el método de lavado Fundamento La conversión de las proteínas de trigo en masas, es un proceso complejo en el que participan todos los componentes de la harina y los ingredientes de la masa; se produce una serie de cambios físicos y químicos. Las proteínas del gluten son vitales para la estructura de la masa que se forma tras la hidratación y manipulación de la harina de trigo. Aunque las proteínas del gluten –glutenina y gliadina– son distintos componentes de la harina, éstas interaccionan para formar el gluten durante la formación de la masa. Ningún componente por separado tiene capacidad para formar una masa con estructura elástica y cohesión satisfactoria, por lo que se requiere la combinación de ellas. La formación de complejos debida a la hidratación y a la manipulación física de la harina, da lugar a la formación del gluten. Estos complejos implican la rotura de algunos enlaces bisulfuro y la formación de nuevos enlaces, por lo tanto, existe algo de disgregación y algunas interacciones proteína-proteína que, al final, forman el gluten. El gluten es responsable de las propiedades elásticas de la masa de harina. En la masa propiamente elaborada, el gluten toma la forma de una malla formada de fibras que constituyen la estructura de dicha masa. La naturaleza de esta malla y, en consecuencia, el número y la naturaleza de las fibrillas debe ser tal, que la masa pueda pasar las pruebas físicas de calidad. El gluten puede ser extraído de la harina por lavado suave de una masa (harina + agua), con un exceso de agua o una solución salina. La mayor parte del almidón y mucha otra materia soluble es eliminada por este lavado, hasta que el gluten es obtenido como una goma conteniendo cerca de 80 % del total de la proteína de la harina. El gluten puede ser fácilmente pesado y su elasticidad anotada por estiramiento. La diferencia entre el peso del gluten húmedo y gluten seco, es una medida de la capacidad de enlazar agua, lo cual es también reconocido como un factor de calidad importante en el trigo. En la presente actividad práctica, se estudiarán algunos fenómenos como la obtención del gluten de diferentes tipos de harina de trigo, algunas propiedades de éste como la elasticidad, su dilatación al horno y la formación de malla, entre otros, que permitirán establecer las funciones del gluten en la preparación de los alimentos, específicamente en las formación de masa. Objetivos Evaluar el rendimiento de gluten para diferentes tipos de harina de trigo. Identificar las propiedades del gluten de diferentes tipos de harina de trigo. Lic. en Químico Farmacobiólogo 129 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Determinar la función del gluten en la formación de las masas empleadas en productos de panadería. Conocer el gluten como alternativa en la elaboración de alimentos ricos en proteína de origen vegetal. Recursos Material Reactivos Papel aluminio. 100 g de harina de trigo Un recipiente para batir (bowl) 1,000 ml. (refinada). Probeta 100 ml. 60 ml de agua. Cronómetro. Equipo Batidora. Horno. Balanza analítica. Procedimiento 1. En un recipiente de 1,000 ml, colocar 100 g de harina de trigo. 2. Medir 60 ml de agua destilada. 3. Hacer una corona con la harina sobre una bandeja y colocar los 60 ml de agua en el centro. 4. Mezclar poco a poco hasta formar una bola de masa firme. 5. Dejar reposar la masa por media hora a temperatura ambiente. 6. Colocar la masa en el colador. Amasar suavemente bajo el chorro de agua hasta eliminar todo el almidón soluble. 7. Para determinar si el gluten está libre o no de almidón, dejar caer 1 o 2 gotas del agua del lavado (exprimiendo la masa) en un vaso de precipitados que contenga agua limpia. Si el almidón está presente, aparecerá una turbidez en el vaso de precipitado. 8. Expandir la masa para eliminar el agua, hasta que la superficie de la bola del gluten esté pegajosa. 9. Pesar el gluten y registrar su resultado. 10. Calcular el rendimiento del gluten con humedad aplicando la siguiente ecuación: % De gluten = (Mf ) x100 M1 Mf= La masa del gluten con humedad. M1 = La masa total del harina + masa total del agua. a) Prueba de dilatación del gluten al horno 1. Pesar la bola de gluten sobre un trozo de papel de aluminio y dejar reposar durante 10 minutos. 2. Colocar en el horno (estufa) durante 45 minutos a 250 °C. 3. Extraer del horno y dejar enfriar. 130 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 4. Observar y registrar el volumen obtenido. 5. efectuar cortes y observar la porosidad. 6. Pesar y registrar el rendimiento del gluten deshidratado, aplicando la siguiente ecuación: % De gluten deshidratado = ( Pf ) x100 P1 Pf = Masa del gluten deshidratado. P1 = Mas total de la harina. Actividades 1. Elaborar el diagrama de flujo de la práctica. Lic. en Químico Farmacobiólogo 131 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 2. Mencione las características principales de los cereales. 3. ¿Cuál es la aplicación del gluten? 4. Mencione cuáles son los principales cereales. 5. Nombre de la intolerancia de ciertas personas a los productos que contienen gluten. 6. ¿Cuál es la composición química de los cereales, y cuál es su distribución en el grano? 132 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Resultados: elementos, datos, información, cálculos, utilizados y obtenidos durante la actividad y hasta que ésta llegue a término. Observaciones Lic. en Químico Farmacobiólogo 133 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Conclusiones Bibliografía de consulta para contestar las actividades Título 1.2.3.- Autor Página Editorial Datos del alumno Nombre Fecha Grado / grupo / turno Calificación 134 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Actividades Establezca un método y resuelva los siguientes problemas 1. Calcular el porcentaje de humedad que tiene un alimento de cual se pesa para su análisis 13.3 g y se coloca en una cápsula de 22 g. Al final de la deshidratación, la cápsula más el residuo de la muestra pesan 23.4 g. 2. Se analiza un lote de agave de 10,000 kg, se obtiene como resultado 21 °B. ¿Cuál será el pago por dicha producción, si cuesta $ 11.00 el kg de azúcares? 3. Para la determinación de azúcares en un caramelo, se pesan 5 g del caramelo y se disuelve en 45 g de agua; la muestra preparada, por refractometría da una lectura de 8.9 °B. Encuentre el porcentaje de concentración de azúcares en el caramelo. 4. Se colocan 8 g de muestra de alimento en una cápsula de porcelana que pesa 51.3 g para calcinar la muestra hasta su ignición total; al final se pesa la cápsula más las cenizas, con un resultado de 51.5 g. Encuentre el porcentaje de cenizas que contiene el alimento. 5. Se prepara un almíbar con 250 g de azúcar y 500 g de agua. Se analiza la muestra por método refractómetro. ¿Cuál es la concentración de la muestra en grados Brix? 6. Encuentre los gramos de KMnO4 (masa molecular = 158.034 g) que se necesitan para preparar 50 ml de solución 0.1 N. 7. Para la determinación de NaCl en un alimento se pesan 10 g de muestra; se prepara y se diluye aforando a 250 ml. De esta solución se toman tres alícuotas de 50 ml cada una; en cada valoración con solución de AgNO3 0.1 N se gastan 10 ml. Encuentre: a) El porcentaje de NaCl en la muestra inicial del alimento. b) El porcentaje de Na en la muestra inicial del alimento. c) El porcentaje de Cl en la muestra inicial del alimento. 8. Para la determinación de cenizas totales y de calcio en un alimento, se toma una muestra de 7.34 g. Se calcina en un crisol cuyo peso constante es de 25.34 g. Se coloca en la mufla a 550 °C durante tres horas. El crisol con las cenizas pesa 25.41 g. El total de las cenizas se disuelve. Se afora a 50 ml de solución. Una alícuota de 20 ml de esta solución, para la valoración en forma de carbonato de calcio, gasta 12 ml de EDTA 0.02 N. Encuentre: a) El porcentaje de cenizas en la muestra inicial del alimento. b) Las ppm de calcio en la muestra inicial del alimento. Lic. en Químico Farmacobiólogo 135 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 9. En la determinación de humedad, el analista olvida registrar el peso constante de la cápsula. Se sabe que un alimento tiene 65 % de humedad, por lo que decide considerar esta información para calcular el peso de la cápsula. Para el análisis utilizó una muestra de alimento de 8.24 g, y al finalizar la deshidratación, la cápsula con la muestra pesa 32.45 g. Encuentre el peso de la cápsula sin alimento. 10. ¿Qué volumen de la solución de H2SO4 al 30 % m/v es necesario tomar para preparar cada una de las siguientes soluciones? a) 100 ml de solución de H2SO4 al 12 % m/v. b) 500 ml de solución de H2SO4 0.3 N. c) 200 ml de solución de H2SO4 0.3 M. 11. Para la determinación de humedad, una muestra de alimento que pesa 8 g se coloca en una cápsula de porcelana de 23.5 g. Después de la deshidratación total, la muestra más la capsula pesan 23.98 g. a) Encuentre el porcentaje de humedad en la muestra. b) Encuentre el porcentaje de materia seca en la muestra. 12. Son las kilocalorías que se obtienen por metabolismo de los hidratos de carbono de una manzana de 140 g que registra 11 °B. 13. Calcular el porcentaje de humedad que tiene un alimento del cual se pesan para su análisis 18 g y se colocan en una cápsula de 24 g. Al final de la deshidratación, la cápsula más el residuo de la muestra pesan 27.4 g. 14. Para la determinación de NaCl en un alimento, se pesan 7 g de muestra, se prepara y se diluye aforando a 250 ml. De esta solución se toman tres alícuotas de 80 ml cada una; en cada valoración con solución de AgNO3 0.09 N se gastan 15 ml. Encuentre: a) El porcentaje de NaCl en la muestra inicial del alimento. b) El porcentaje de Na en la muestra inicial del alimento. c) El porcentaje de Cl en la muestra inicial del alimento. 15. Para la determinación de cenizas totales y de calcio en un alimento, se toma una muestra de 12.44 g. Se calcina en un crisol cuyo peso constante es de 25.34 g; se coloca en la mufla a 550 °C durante tres horas. El crisol con las cenizas pesa 25.88 g. El total de las cenizas se disuelve, aforándose a 50 ml de solución. Una alícuota de 20 ml de esta solución para la valoración en forma de carbonato de calcio gasta 8 ml de EDTA 0.02 N. Encuentre: a) El porcentaje de cenizas en la muestra inicial del alimento. b) Las ppm de calcio en la muestra inicial del alimento. 16. Para determinar el porcentaje de ácido láctico de la leche entera liquida, se usa una muestra de 15 ml y se afora a 50 ml. Una alícuota de 10 ml de esta solución gasta 10 ml de NaOH 0.05 N. Encuentre el porcentaje de ácido láctico en la leche. 136 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos 17. Se desea deshidratar un alimento fresco que contiene 65 % de humedad. a) Encontrar la cantidad de alimento fresco que se requiere para obtener 24 kg de alimento deshidratado al 5 %. b) Los kilogramos de alimento deshidratado que se obtienen de 120 kg de alimento fresco. Considerar un producto final con 3 % de humedad. 18. En la determinación de acidez en una muestra de puré de tomate concentrado, se tomaron 8 g del alimento y se suspendieron en aproximadamente 70 ml de agua destilada. La suspensión de agitó durante 5 minutos y posteriormente se filtró a través de papel de filtro de filtración rápida. El filtrado se llevó a un matraz volumétrico de 100 ml y se enrasó. De esta solución se tomaron 20 ml, los cuales fueron diluidos hasta 50 ml. Finalmente se extrajo una alícuota de 25 ml y se valoró con NaOH 0.0085 mol/l, consumiéndose 23 ml de la base. Se sabe que la acidez de este producto se expresa como ácido cítrico. Calcular: a) Masa de acido cítrico en la alícuota finalmente valorada. b) Masa de ácido cítrico en los 8 g de puré de tomate. c) % de ácido cítrico en la alícuota finalmente valorada. d) % de ácido cítrico en la solución inicial luego de filtrada y enrasada. e) Conociendo que la norma de especificación para la acidez de este producto es 0.7-1.3 % m/m, diga si el puré de tomate analizado cumple con este parámetro. 19. La determinación de proteínas por el método Kjeldahl se fundamenta en la cuantificación del nitrógeno total, proveniente de aminoácidos y proteínas de la muestra, mediante tres etapas: digestión, destilación y valoración. Finalmente, el contenido de nitrógeno obtenido se multiplica por un factor característico de cada alimento y los resultados se expresan en % de proteínas totales. Para este análisis se requiere preparar las siguientes soluciones; elaborar los cálculos correspondientes. a) 100 ml de solución de NaOH al 40 % m/v. b) 250 ml de solución estandarizada de NaOH 0.1 mol/l. c) 200 ml de solución de H2SO4 0.1 mol/l. d) 100 ml de solución de H2C2O4.2H2O 0.05 mol/l. e) 50 ml de solución alcohólica de fenolftaleína al 1 % m/v. Elabore los cálculos necesarios para preparar cada una de las soluciones y describa las operaciones necesarias para dicha preparación; considerar la cristalería y los equipos y materiales a emplear. 20. Para la determinación de fibra cruda en una muestra de cacao, se procedió de la siguiente forma: a) Se pesaron 4.0136 g del producto en los cuales se les efectuó la determinación de humedad, obteniéndose un valor de 7.87 %. b) La muestra seca fue desgrasada en Soxhlet, obteniéndose una masa final de material lipídico de 1.1599 g. c) A la muestra seca y desgrasada se añadieron 75 ml de H2SO4 1.25 % m/v y se llevó a reflujo durante 30 minutos. Posteriormente se filtró a vacío y el residuo se Lic. en Químico Farmacobiólogo 137 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos lavó con agua caliente, para posteriormente suspenderlo en 75 ml de NaOH 1.25 % m/v y proceder a un nuevo reflujo durante 30 minutos. d) Luego se filtró nuevamente a vacío sobre un crisol de Gooch, empleando asbesto como material filtrante; se lavó el residuo con agua caliente primero y con acetona después, y se secó en estufa a 103 °C durante 30 minutos. El residuo seco se pesó conjuntamente con el crisol en balanza analítica y posteriormente el crisol con el residuo seco se incineró en mufla a 550 °C durante 14 horas. Finalmente el crisol con las cenizas se pesó en balanza analítica hasta la cuarta cifra decimal. Los resultados experimentales obtenidos fueron los siguientes: Peso del crisol con el residuo seco = 21.2835 g. Peso del crisol con las cenizas = 21.1230 g. e) Calcule el % de grasa y de fibra cruda en la muestra analizada. Para ambos componentes, reporte sus resultados en base húmeda y en base seca y desgrasada. f) Discuta cuidadosamente las principales desventajas del método de determinación de fibra cruda y proponga una metodología que resuelva estas dificultades. Fundamentar la respuesta. 21. Para la determinación de proteínas en un alimento enriquecido, se usa el método de Kjeldahl. 5.5 g de alimento se trituran y homogeneízan en 50 ml de agua, para su posterior afore a 250 ml. De esta solución se toma una alícuota de 25 ml, se deposita en un matraz Kjeldahl y se digiere en su totalidad. En la destilación, el destilado se recibe en 50 ml de solución de ácido bórico al 4 % e indicador apropiado, se titula con solución de ácido clorhídrico 0.05 N, de los cuales se gastan 16 ml. a) Calcular el porcentaje de nitrógeno en la muestra de alimento. b) Calcular el porcentaje de proteínas en la muestra del alimento. El factor de conversión para las proteínas es 6.25. 22. Una muestra de alimento triturada y homogeneizada con 8 % de humedad pesa 8.9 g, para la determinación de grasa se coloca en un matraz Soxhlet el cual pesa 98.09 g. Al final de la extracción, el matraz con la grasa pesa 101.03 g. a) ¿Cuál es el porcentaje de grasa en el alimento? b) ¿Cuál es el porcentaje de materia orgánica e inorgánica? 23. Se procesan 9.5 g de alimento para análisis de fibra alimentaria por el método de hidrolisis ácido-base. La muestra hidrolizada se coloca en una cápsula de porcelana que pesa 29.3 g. Después de la deshidratación, la muestra con la cápsula pesa 31.4 g. Finalmente, después de la ignición total de la muestra, la cápsula y las cenizas pesan 31.17 g. a) Porcentaje de cenizas en el alimento. b) Porcentaje de fibra alimentaria en el alimento. 24. Se analiza la muestra de un alimento de consumo para animales de 0.30 g, para determinar el contenido de proteína por el método de Kjeldahl. Si se consumen en la titulación 25 ml de HCl 0.1 M: a) ¿Cuál es el porcentaje de nitrógeno en la muestra? 138 Lic. en Químico Farmacobiólogo Análisis Fisicoquímico de los Alimentos b) ¿Cuál es el porcentaje de proteína en la muestra? 25. Se analiza una muestra de 2 ml de suero para determinar proteína por el método de Kjendahl. La muestra se digiere y destila el amoniaco a una solución de ácido bórico, consumiendo 15 ml de HCl estándar para titular el borato de amoniaco. El HCl se estandariza tratando 0.330 g de (NH4)2SO4 puro de la misma forma. Si se consumen 33.3 ml del ácido en la titulación de la estandarización, ¿cuál es el porcentaje de proteína en ml de suero (peso/volumen)? 26. Una muestra que contiene aminoácido alanina, más materia inerte, se analiza por el método de Kjendahl. Se digiere una muestra de 4 g, se destila el amoniaco y se recolecta en 50 ml de ácido bórico. El total del destilado se diluye y afora a 250 ml con agua destilada. Una alícuota de 50 ml se titula con HCL 0.09 N consumiendo 19 ml. a) Encuentre el porcentaje de nitrógeno en la muestra. b) Encuentre el porcentaje de alanina y materia inerte en la muestra. 27. Una muestra de 0.992 g de atún enlatado se analiza por el método de Kjendahl; se requieren 22.66 ml de HCl 0.1224 M para valorar el amoniaco liberado. a) Calcular el porcentaje de nitrógeno en el atún. b) Calcular el porcentaje de proteína en el atún. c) Calcular la masa en gramos de proteína que contiene una lata de atún de 180 g. Lic. en Químico Farmacobiólogo 139 Análisis Fisicoquímico de los Alimentos Bibliografía Sancho, J.; E. Bota y JJ de Castro (1999). Introducción al análisis sensorial de los alimentos. Tukey, JW (1997). Exploratory Data Analisis, Addison-Wesley, Reading, Masachusetts. Pedrero, DL; Pangborn, RM (1989). Evaluación sensorial de los alimentos. Alhambra Mexicana, México. Meilgaard, M.; GV Civille y BT Carr (1999). Sensory Evaluation Techniques. 3ª edición. Florida (EEUU): CRC Press. Ibáñez, FC; Y. Barcina (2001). Análisis sensorial de alimentos. Métodos y aplicaciones. Barcelona: Springer-Verlag Ibérica. Culbertson, JD; Grain (2004). «Cereal Ready-to-Eat Breakfast Cereals», en Food Processing: Principles and Applications, J. Scott Smith y YH Hui (Ed.). Blackwell Publishing. Pearson, ID. Técnicas de laboratorio para el análisis de alimentos. Edit. Acribia, Zaragoza, España. AOAC (2000). International Official Methods of Analysis. 17th Ed. W. Horwitz, Ed. Diario Oficial de la Federación. Secretaría de Gobernación. Tabla de composición de alimentos. Elaborada por el Instituto de Investigaciones para la industria de Alimenticia (IIIA) y el Instituto de Nutrición e higiene de los Alimentos (INHA). Panreac (1999). Métodos analíticos en alimentaria. Cereales, derivados de cereales y cerveza. Métodos oficiales de análisis. Ed. Panreac Química, SA. España. Panreac (1992). Métodos analíticos en alimentaria. Cereales, derivados y cerveza. Métodos oficiales de análisis. Montplet y Esteban, SA. España. Panreac (1992). Métodos analíticos en alimentaria. Leche y productos lácteos. Métodos oficiales de análisis. Montplet y Esteban, SA. España. Panreac (1999). Métodos analíticos en alimentaria. Leche y productos lácteos. Métodos oficiales de análisis. Ed Panreac Química, SA. España. Codex Alimentarius. CXMAS - 09 - 1. «Directrices armonizadas para la validación interna de métodos de análisis de la IUPAC» 2001. Lic. en Químico Farmacobiólogo 141