ANALISIS FÍSICO-QUÍMICO DE LÁCTEOS LECHE PASTEURIZADA DENSIDAD ESTABILIDAD AL ALCOHOL ACIDEZ (ACIDO LACTICO) CLORUROS AGUA AÑADIDA SÓLIDOS TOTALES GRASA (METODO GERBER) LACTOSA PROTEÍNAS SÓLIDOS TOTALES FOSFATASA RESIDUAL DENSIDAD La leche es una emulsión grasaagua; consecuentemente su densidad es una función de la densidad de la grasa y del agua, así como de las proporciones de estos componentes. La densidad de la grasa es de aproximadamente 0.93 y de los SNG 1.5; cuando el contenido de grasa en la leche aumenta, la densidad disminuye; cuando los SNG de la leche aumentan, la densidad también se incrementa. DENSIDAD FUNDAMENTO DEL METODO Generalmente la densidad de la leche se determina utilizando el lactodensímetro, haciendo la lectura a 15 ºC, aunque también puede efectuarse a otras temperaturas pero corrigiendo la lectura a 15 ºC. MATERIAL Probeta de vidrio o plástico de 500 mL Lactodensímetro con termómetro acoplado DENSIDAD PROCEDIMIENTO Se vierte en una probeta la muestra de leche, a la temperatura a la que esté calibrado el lactodensímetro, teniendo cuidado de no tocar las paredes internas de la probeta, y sumergiendo el lactodensímetro tan solo hasta que alcance aproximadamente su posición de equilibrio. Se deja que flote libremente por 30 segundos. Se hace la lectura tomando como base la parte superior del menisco. Tan pronto se haya determinado la lectura del lactodensímetro, se observa la temperatura de la muestra mediante el termómetro que forma parte del aparato, o con el termómetro por separado. DENSIDAD CORRECCIÓN POR TEMPERATURA Si no ha sido posible mantener la temperatura al nivel prescrito, corregir el peso específico agregando a cada 1°C por encima, 0.0002 unidades. Por cada 1°C por debajo, restar 0.0002 unidades. Sin embargo, la temperatura no deberá rebasar 2°C de la calibrada en el lactodensímetro. El peso específico de la leche a 15 °C es de 1.032, mientras que el de la leche evaporada es de 1.066 y el de la leche condensada azucarada de 1.308. ESTABILIDAD AL ALCOHOL La prueba del alcohol es usada como prueba presuntiva preliminar para establecer estabilidad de la leche a los tratamientos térmicos, sin embargo no es por sí sola definitiva; se recomienda hacerla junto a la prueba de estabilidad por ebullición. El alcohol actúa deshidratando los coloides de proteínas, los factores que afectan esta prueba los podemos dividir en tres grupos: 1) Leches con elevada carga bacteriana por malas condiciones de refrigeración o falta de condiciones higiénicas 2) Leches de composición anormal (ej . exceso de albúminas) 3) Leches con desequilibrio salino ESTABILIDAD AL ALCOHOL Cada muestra se mezcla en iguales proporciones con la solución de etanol (70 % v/v); considerándose positiva la prueba si se observaba la formación de grumos en la leche. De forma paralela, se determina también la estabilidad proteica de la leche sometiendo una alícuota de cada muestra de leche a calentamiento en un baño de agua hirviendo por diez (10) minutos; siendo positiva a la prueba aquella muestra que coaguló al término de la misma ACIDEZ La leche generalmente tienen una acidez de 1.5 a 1.7 g/L expresada en ácido láctico. La acidez normal de la leche se debe principalmente a su contenido de caseína (0.05-0.08%) y de fosfatos. También contribuyen a la acidez el CO2 (0.01-0.02%) los citratos (0.01%) y la albumina (menos del 0.01%) FUNDAMENTO DEL METODO La acidez se mide con base a una titulación alcalimétrica con NaOH 0.1 N, utilizando fenolftaleína como indicador. ACIDEZ PROCEDIMIENTO Colocar 20 mL de leche en un matraz Erlenmeyer y diluir con un volumen igual de agua recientemente hervida y fría. Añadir unas gotas de fenoftaleína y titular con una solución de hidróxido de sodio 0.1 N. CALCULOS ACIDEZ g/L (ácido láctico) = (V X N X 90) / M V = mL de NaOH 0.1 gastados en la titulación N = Normalidad del NaOH M = Volumen de la muestra % ÁCIDO LÁCTICO = ( V )( N ) ( 0.009 )(100) Peso de la muestra NOTA: 1 mL de NaOH 0.1 N equivale a 0.009 g de ácido láctico CLORUROS Los tejidos de la ubre de la vaca permiten que el NaCl del plasma sanguíneo pase a la leche secretada. Un descenso o aumento de la cantidad normal de cloruros en la leche fresca indica una condición anormal de la ubre; pero también que ésta ha sido adulterada con un posible reconstituyente. La cantidad normal de cloruros presentes en la leche es de 0.85 a 1.25 g/L FUNDAMENTO DELMETODO A una muestra medida y acidificada de leche se le añade un exceso de AgNO3, que con los cloruros forma AgCl. El exceso de AgNO3 se valora con solución de NH4SCN usando como indicador sulfato férrico-amónico, el cual toma un color pardo rojizo con el sulfocianuro en exceso. CLORUROS PROCEDIMIENTOS Medir 10 mL de leche y colocarlos en un matraz Erlenmeyer, agregar 10 mL de AgNO3 0.1 N y 10 mL de HNO3 concentrado y calentar a ebullición durante 3-5 minutos, dejar de calentar cuando su contenido aparezca cristalino y de color amarillo; agregar 100 mL de agua y 2 mL de la solución de sulfato férricoamónico. Con la solución 0.1 N de NH4SCN, titular el exceso de AgNO3 hasta obtener un cambio de color al pardo rojizo que indica el final de la reacción. CLORUROS CALCULOS CLORUROS (Cl) g/L = (V1 X N1) – (V2 X N2) X 3.545 V1 = N1 = V2 = N2 = mL de AgNO3 0.1 N Normalidad de la solución de AgNO 3 mL de NH4SCN 0.1 N Normalidad de la solución de HN 4SCN PORCENTAJE DE AGUA AÑADIDA Una de las propiedades coligativas de la leche es la reducción del punto de congelamiento (pc) por efecto de los solutos de peso molecular bajo como la lactosa y las sales, de acuerdo con lo establecido en la ley de Raoult; en general el pc varía de—0.52 a —0.57 °C y este valor se usa en los análisis crioscópicos para identificar la alteración de la leche por dilución con agua. Al comparar el pc de la muestra con el pc de referencia se puede cuantificar la cantidad de agua añadida: % DE AGUA AÑADIDA = [(PC REF) – (PC MUESTRA)/ PC DE REF] 100 GRADO REFRACTOMETRICO (determinación de agua agregada) METODO DEL SULFATO DE COBRE El grado refractométrico del suero obtenido de la leche se utiliza para determinar la presencia de agua agregada a la leche. Si se ha añadido agua la porción de las sales solubles de la leche disminuirá en el suero por lo que el grado refractométrico disminuirá también. Las leches que dan lecturas por debajo de 37 a 20°C, se consideran añadidas de agua. FUNDAMENTO Se usa una solución de CuSO 4 para desproteinizar y separar el suero, al cual una vez filtrado y ajustado a 20°C, se le determina el grado refractométrico. GRADO REFRACTOMETRICO (determinación de agua agregada) PROCEDIMIENTO En un matraz se colocan 4 volúmenes de leche (20 mL) y se le añade un volumen de solución de CuSO4 (5 mL). Agitar y filtrar. Colocar el filtrado en una cuba para refractométro y ajustar su temperatura a 20°C y determinar su lectura. NOTA: Las lecturas en refractométro de Zeiss y Bauch and Lomb son idénticas, excepto los Bauch and Lomb de series Números 4000-10000 en los cuales las lecturas de 35.6 coresponden a 36 en el instrumento de Zeiss. SÓLIDOS TOTALES Los sólidos de la leche incluyen todos los compuestos presentes en ésta, excepto el agua. Sus límites son estrechos y característicos y su determinación es útil para revelar algunas adulteraciones. El valor normal es de 115 a 125 g/L FUNDAMENTO A un volumen definido de leche se le evapora el agua por calentamiento, primero con vapor de agua y después en una estufa a temperatura de 98-100°C. SÓLIDOS TOTALES PROCEDIMIENTO Medir 2 mL de leche y colocarlos en una cápsula de níquel a peso constante, con una cama de grasa. Colocar la cápsula sobre un baño de agua a ebullición hasta sequedad. Transferir la cápsula a una estufa y secar durante 3 horas a 98-100°C. Enfriar en desecador y pesar el residuo. CÁLCULOS S.T. (g/L) = (P2 – P1)100/M P2 = Peso de la cápsula con residuo seco P1 = Peso de la cápsula con la cama de grasa M = Volumen de la muestra (mL) GRASA (MÉTODO DE GERBER) La grasa es el constituyente más importante de la leche. El contenido de grasa es el que fija el precio de la leche en el comercio; a él se recurre para el control de materias primas para la fabricación de mantequilla, queso y otros lácteos, para verificar el rendimiento de las vacas y para el control del descremado de la leche. FUNDAMENTO Este método se basa en la disolución de todos los componentes de la leche, excepto grasa, en H 2SO4. Emplea el alcohol iso-amílico para ayudar a romper la emulsión de la leche y evitar que se queme la grasa. El alcohol iso-amílico reacciona con el ácido sulfúrico formando un éster que es completamente soluble en dicho ácido. BUTIROMETRO GERBER GRASA (MÉTODO DE GERBER) PROCEDIMIENTO Medir 10 mL de H2SO4 y colocarlos en el butirómetro evitando bañar las paredes internas del cuello; añadir lentamente resbalando por las paredes y sin mezclar, 11 mL de leche y 1 mL de alcohol iso-amílico. Cerrar con el tapón y agitar fuertemente con lo que se produce un fuerte calentamiento y la disolución en ácido de los albuminoides de la leche. Colocar el butirómetro en un baño de agua caliente (65-70°C) por 10 min. GRASA (MÉTODO DE GERBER) Centrifugar por 2 minutos a 1100 rpm y colocarlo por último en el baño de agua caliente durante 5 min. Leer el espesor de la capa de grasa acumulada en la parte superior; como el tapón queda hacia abajo, éste debe movilizarse cuidadosamente hasta colocar los límites de la grasa dentro de la escala, la cual expresa directamente la cantidad en % de grasa contenida en la leche. LACTOSA La lactosa es el azúcar que se encuentra en la leche de los mamíferos. Es el único carbohidrato presente en la leche. FUNDAMENTO La muestra primeramente se defeca para precipitar las proteínas utilizando soluciones de acetato de plomo y sulfato de sodio. Se filtra, y en el filtrado se determina la lactosa aprovechando su propiedad de ser un azúcar reductor directo que reduce el cobre de sus sales alcalinas, mediante una valoración volumétrica, según el método de Lane y Eynon. LACTOSA PROCEDIMIENTO Colocar 10 mL de leche defecada en un matraz volumétrico de 100 mL y agregar 25 mL de agua. Añadir 6 mL de solución saturada de sub-acetato de plomo, 10 mL de sulfato de sodio y 1 mL de ácido acético glacial. Dejar reposar por media hora. Diluir a la marca con agua, filtrar, y el filtrado colocarlo en una bureta. LACTOSA Determinación de la lactosa: Colocar 5 mL de solución de Fehling A y 5 mL de Fehling B en un matraz Erlenmeyer de 300 mL, añadir 50 mL de agua, calentar y agregar gota a gota el filtrado obtenido en la defecación de la leche, hasta la casi reducción total del cobre. Añadir 1 mL de azul de metileno y continuar la titulación hasta la desaparición del color azul. LACTOSA CÁLCULOS LACTOSA (g/L) = (F/V)10 F = factor del reactivo en mg de lactosa V = mL del filtrado que se necesitaron para titular la solución de Fehling FACTOR F. Colocar 5 mL de solución de Fehling A y 5 mL de Fehling B en un matraz Erlenmeyer de 300 mL, añdir 50 mL de agua, calentar y agregar gota a gota la solución patrón de lactosa (10 g de lactosa y diluir a 1 L con solución acuosa al 0.2% de ácido benzoico) hasta la casi reducción total del cobre. Añadir 1 mL de azul de metileno y continuar la titulación hasta la desaparición del color azul. Calcular los mg de lactosa que se necesitan para titular la solución de Fehling. Este valor corresponde al factor ( F ) del reactivo. DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS (TITULACIÓN DEL FORMALDEHÍDO) FUNDAMENTO La titulación del formaldehído es un método rápido para determinar proteínas en leche fresca. Cuando se agrega formaldehído a la leche neutralizada, se liberan ácidos libres en proporción a la cantidad de proteínas presentes. Esta acidez producida puede ser titulada con un álcali. Cuando se agrega el formaldehído, el grupo amino (-NH2) es reemplazado por el grupo imino-metileno (-N=CH2) y el grupo carboxilico (-COOH) se encuentra disponible para ser titulado. R-COOH-NH2 + H-CH=O H 2O + R-COOH-N=CH2 DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS (TITULACIÓN DEL FORMALDEHÍDO) PROCEDIMIENTO A 10 mL de nuestra agregar 0.4 mL de solución saturada de oxalato de potasio y 0.5 mL de fenolftaleína. Agitar y dejar reposar por 2 min. Neutralizar con NaOH 0.1 N hasta obtener un color rosa pálido. Agregar 2 mL de formaldehído. Dejar reposar 2 min. y titular la nueva acidez con NaOH 0.1 N hasta obtener el color rosa pálido que indica el punto final. Titular simultáneamente un blanco con 10 mL de H2O, 2 mL de formaldehído y 0.5 mL de fenolftaleína. DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS (TITULACIÓN DEL FORMALDEHÍDO) CALCULOS d/L de Proteína = (V1 – V2)x1.74x10 V1 = Volumen de NaOH 0.1 N gastado para titular la muestra V2 = Volumen de NaOH 0.1 N gastado para titular el blanco 1.74 Factor empírico. DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS (METDO KJELDAHL-GUNNING) FUNDAMENTO Las proteínas y demás materias orgánicas son oxidadas por el H2SO4 y el N2 orgánico de las proteínas se fija como sulfato de amonio; esta sal se hace reaccionar con una base fuerte para desprender amoniaco que se destila y se recibe en un ácido débil, en el cual se puede titular el amoniaco con un ácido fuerte. En este método, se usa el sulfato de cobre como catalizador y el sulfato de sodio para aumentar la temperatura de la mezcla y acelerar la digestión. DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS (METDO KJELDAHL-GUNNING) PROCEDIMIENTO Colocar 5 mL de muestra en un matraz Kjeldahl, agregar 2 g de CuSO4, 10 g de Na2SO4, 25 mL de H2SO4 y unos cuerpos de ebullición; colocar a baja temperatura, hasta que todo el material este carbonizado y aumentar gradualmente la temperatura hasta que el contenido del matraz este completamente claro. Dejar enfriar y agregar 200 mL de H 2O destilada, agregar unas granallas de Zinc y sin agitar agregar 50 mL de NaOH al 50 %. DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS (METDO KJELDAHL-GUNNING) Conectar el matraz al destilador y recibir el destilado en un matraz Erlenmeyer de 500 mL que contenga 50 mL de ácido bórico y unas gotas de indicador de Wesslow (rojo de metilo-azul de metileno). Destilar hasta aproximadamente 300 mL, retirar el matraz y titular con HCl 0.1 N. DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS (METDO KJELDAHL-GUNNING) CALCULOS g/L de proteínas = [(VxNx0.014x1000)/M]x6.38 V = mL de HCl 0.1 N requeridos en la titulación N = Normalidad del HCl M = mL de la muestra 6.38 = factor para convertir nitrógeno a proteínas de la leche SÓLIDOS TOTALES Los sólidos de la leche incluyen todos los compuestos presentes en ésta, excepto el agua. Sus límites de concentración son estrechos y característicos y su determinación es útil para revelar algunas adulteraciones (115 a 125 g/L). FUNDAMENTO A un volumen definido de leche se le evapora el agua por calentamiento, primero con vapor de agua y después en una estufa a temperatura de 98100ºC. SÓLIDOS TOTALES PROCEDIMIENTO Medir 2 mL de leche y colocarlos en una cápsula (níquel) de porcelana a peso constante con una cama de grasa. Colocar la cápsula sobre un baño de agua a ebullición hasta sequedad. Transferir la cápsula a la estufa y secar durante 3 h a 98-100ºC. Enfriar en el desecador y pesar el residuo. CALCULOS ST (g/L) = (P2 – P1)100/M P2 = Peso de la cápsula con el residuo P1 = Peso de la cápsula con la cama de grasa M = Volumen de la muestra (mL) FOSFSATASA RESIDUAL La fosfatasa es una enzima presente en la leche cruda, la cual durante la pasteurización se inactiva. Se ha demostrado que eta enzima es más difícil de destruir que la mayoría de los organismos patógenos termo-resistentes que pueden estar presentes en la leche (bacilo tuberculoso). Esta prueba es de gran utilidad para decidir: Si la leche ha sido o no pasteurizada La leche pasteurizada se ha mezclado con leche cruda Si la pasteurización ha sido deficiente FOSFSATASA RESIDUAL Se basa en la hidrólisis del disodiofenilfosfato que, en presencia de fosfatasa de la leche, libera fenol y en el reconocimiento de éste, al hacerlo reaccionar con la dibromo-quinonclorimida, dando indofenol, de color azul (cuya intensidad es proporcional a la cantidad de fosfatasa) HELADOS Y PRODUCTOS CONGELADOS Sólidos totales Determinación de grasa (Roese Gottlieb) Fosfatasa Residual Determinación de conservadores (método espectrofotométrico) (Benzoatos y/o sorbatos). LECHE EVAPORADA SIN AZUCAR (CONDENSADA SIN AZUCAR, CONCENTRADA) Sólidos totales Acidez Determinación de grsa (Método de Roese Gottlieb) Determinación de proteínas (Método Kjeldahl) Determinación de reductores directos (Lactosa) LECHE CONDENSADA AZUCARADA Sólidos totales Acidez Determinación de grasa (Método Roese Gottlieb) Determinación de proteínas (Método Kjeldahl) YOGURT Sólidos totales Acidez Determinación de grasa (Método Roese Gottlieb) Determinación de proteínas (Método Kjeldahl) MANTEQUILLA Y MARGARINA Humedad Grasa (Método directo) Sólidos no grasos NaCl (Método volumetrico) Punto de fusión (método de tubo capilar) pH Acidez Fosfatasa residual Conservadores (Método Espectrofotométrico) HUMEDAD Pesar de 2-3 g de muestra (1.0 a 2.0 para muestras saladas) en un vaso de precipitado de 100 mL a peso constante. Calentar a baja temperatura en placa, agitando de forma circular. Tener cuidad que no haya proyecciones de la muestra y que el residuo no se queme. Calentar hasta casi total expulsión de agua (lo cual se nota porque no se forma vapor de agua en las paredes del vaso y la grasa queda transparente) y colocar en estufa a 83 ºC durante 1 hora. Enfriar en desecador, pesar. HUMEDAD CALCULAOS % de Humedad = [(Vm – Vs)/PM]100 Vm = Peso del vaso con muestra Vs = Peso del vaso con muestra seca PM = Peso de la muestra DETERMINACIÓN DE GRASA (MÉTODO DIRECTO) El contenido de grasa en la muestra es usualmente de 80% excepto en muestras saladas que tienen permitido un % menor. Es conveniente determinar el contenido de grasa por diferencia, extrayendo con disolvente orgánico en el residuo de la determinación de humedad DETERMINACIÓN DE GRASA (MÉTODO DIRECTO) Al residuo de la determinación de humedad, agregar 50 mL de éter de petróleo, mezclar utilizando un agitador de vidrio. Dejar reposar para que las sustancias que no sean solubles en éter sedimenten, desechar decantando la solución de éter. Repetir la extracción 2 veces más utilizando 15 mL en cada ocasión. DETERMINACIÓN DE GRASA (MÉTODO DIRECTO) Evaporar los residuos del disolvente en placa caliente a baja temperatura, colocar el vaso en la estufa por 1 hora, enfriar en desecador y pesar. CALCULOS % DE Grasa = [(Vs – Vg)/PM]100 Vs = Peso del vaso con muestra desecada Vg = Peso del vaso desecado sin grsa PM = Peso de la muestra DETERMINACIÓN DE SÓLIDOS NO GRASOS Sobre la muestra sometida a calentamiento (eliminación del contenido de agua), tratada con disolvente orgánico (eliminación del contenido de grasa). Se obtiene un residuo de materiales insolubles; que por medio de cálculos se reportan como sólidos no grasos. CALCULOS % de SNG = [(Vg – Vv)/PM]100 Vg = Peso del vasso desecado sin grasa Vv = Peso del vaso vacío PM = Peso de la muestra CLORURO DE SODIO Los cloruros presentes enla muestra se disuelven en agua y se determinan por titulación directa con una solución patrón de AgNO3, utilizando K2CrO4 como indicador. AgNO3 + NaCl 2 AgNO3 + K2CrO4 AgCl + NaNo 3 Ag2CrO4 + 2KNO3 CLORURO DE SODIO PROCEDIMIENTO Pesar 5 g de muestra, dentro de un matraz Erlenmeyer de 250 mL, agregar 100 mL de agua caliente. Dejar reposar de 5-10 minutos agitando ocasionalmente, hasta un calentamiento de 5055ºC. Agregar 2 mL de solución indicaora de K 2CrO4 al 5% en agua y titular con AgNO3 0.1 N hasta la aparición de un color anaranjado-oscuro. Simultáneamente determinar un blanco usando 5 mL de agua destilada en lugar de la muestra. CLORURO DE SODIO CALCULOS % NaCl = [(V2 – V1) X N X 5.85]/PM V1 = mL requeridos de AgNO3 0.1N en la titulación de la muestra V2 = mL requeridos de AgNO3 0.1 N en la titulación del blanco N = Normalidad de la solución de AgNO3 PM = Peso de la muestra 5.85 = Factor para convertir cloruros a NaCl DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN (MÉTODO DE TUBO CAPILAR) La muestra fundida y separada de sus sólidos se introduce en un tubo capilar, después de solidificar se calienta junto a un termómetro y se observa la temperatura a la cual se funde. PROCEDIMIENTO Introducir en el tubo capilar una porción de grasa líquida hasta que alcance 1 cm de altura aprox. Colocar en refrigeración para que solidifique. Colocar el termómetro con el capilar en un tubo de ensayo y éste en baño de agua con agitación. DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE FUSIÓN (MÉTODO DE TUBO CAPILAR) Calentar lentamente (0.5 ºC/minuto) y anotar la temperatura a la que se funde la grasa, hacer la prueba por triplicado. CALCULOS Tomar como punto de fusión la temperatura a la cual la muestra se vuelve transparente, reportar en ºC. pH Pesar 50 g de muestra, en un matraz Erlenmeyer de 250 mL, colocar en la estufa hasta que se funda. Agregar 50 mL de agua (calentada previamente a 50ºC), colocar en agitador mecánico por 5 minutos. Separar la capa acuosa; enfriar a 25ºC, filtrar y determinar en pH por medio del potenciometro ACIDEZ La acidez presente en la muestra se titula en la fase acuosa, con una solución valorada de NaOH; usando Fenolftaleina como indicador y se expresa como ácido láctico. PROCEDIMIENTO Pesar 18 g de muestra en un vaso de precipitado de 250 mL, agrear 90 mL de agua (previamente calentada), agitar y enfriar hasta 60ºC. Agregar 1 mL de Fenolftaleina al 1% y titular con NaOH 0.1 N ACIDEZ CALCULOS % de Acidez (ácido láctico) = [(V X N X 0.09)/PM]100 V = Volumen de NaOH 0.1 N requeridos en la titulación N = Normalidad de la solución de NaOH 0.09 = Miliequivalente de ácido láctico PM = Peso de la muestra QUESOS HUMEDAD CENIZAS GRASA (Roese Gottlieb) PROTEINAS (Método Kjeldahl) NaCl (Método volumetrico) FOSFATASA RESIDUAL CONSERVADORES (Método espectrofotométrico) CREMAS SÓLIDOS TOTALES GRASA (Método Roese Gottlieb) GELATINA ACIDEZ TITULABLE FOSFATASA RESIDUAL