Presentacin de PowerPoint

CONTENIDO ACUOSO.FINALIDADES DEL ANALISIS:1. Determinar la composicin del alimento y su valor nutritivo.2. Tener idea de la estabilidad del mismo frente a alteraciones enzimticos, microbiolgicas, qumicas y fsicas.3. Obtener ndices de textura, por ejemplo, en productos crackers.4. Controlar si la humedad del material es la ptima para determinadas operaciones tecnolgicas, por ejemplo: molienda de granos.5. Detectar adulteraciones en miel, manteca, chacinados, etc.FORMS EN QUE SE ENCUENTRA EL AGUA EN LOS ALIMENTOS

1. AGUA LIBRE O DISPONIBLE.Tiene propiedades semejantes a la del agua pura (punto de fusin: 0C, punto de ebullicin 100C) y se elimina con relativa facilidad. Acta como solvente, medio de dispersin y reactante, interviene en el desarrollo microbiano y en actividades enzimticas. Por lo tanto influye marcadamente en la estabilidad del alimento.Puede encontrarse, por ejemplo:Absorbida superficialmente (sal azcar humedecidos y agrumados). Depende de la humedad de ambiente y es de fcil eliminacin.Retenida estricamente por fibras, membranas o en macrocapilares. La disgregacin final del material (ruptura de clulas en el caso que existan) facilita su liberacin.2- AGUA LIGADA.Presenta propiedades de congelacin, evaporacin, capacidad como solvente, etc. diferentes a las del agua libre. Se distinguen dos tipos:Agua fuertemente ligada (Tipo I) por puentes de hidrogeno de alta energa a grupos polares de diversos componentes del alimento (protenas, almidones, azcares, otros) conformando una monocapa molecular alrededor de ellos. No tiene ninguna capacidad para actuar como solvente o reactivo y no puede congelar. La energa de absorcin de esta monocapa es muy alta lo que explica que su extraccin sea sumamente difcil. En este grupo suelen incluirse al agua de cristalizacin de sales y azcares, presentes en algunos alimentos (por ejemplo: monohidrato de glucosa en mieles)

Agua dbilmente ligada (Tipo II): se trata de molculas de agua que se fijan a solutos por puente de hidrogeno y en sucesivas capas, cada vez con menor intensidad de atraccin. Tambin pueden estar atrapadas en microcapilares de dimetros inferioestn sensiblemente reducidos respecto a los del agua libre. La retencin del agua ligada est influenciada por muchos factores, entre los que se encuentran la temperatura, el pH y la presencia de elres a un micrn. El punto de congelacin y la capacidad para evaporar y actuar como solvente ectrolitosACTIVIDAD ACUOSALa mayor o menor disponibilidad de agua en los alimentos puede medirse a travs del parmetro aW = actividad acuosa (vara entre 0 y 1).

aW = Pv del agua en el alimento Pv del agua pura

Alimentos con aW menor que 0,25 solo contienen agua del Tipo I, correspondiente a la monocapa.Aquellos con aW entre 0,25 y 0,80 presentan agua de Tipo I y II, y cuando aW es mayor que 0,8 coexisten molculas de agua libre (considerada como de Tipo III) y ligada.Es muy difcil cuantificarlas por separado. La aplicacin de calor permite la evaporacin del agualibre pero, segn sea la temperatura, tambin pueden perderse molculas de H2O ligadas no muyintensamente. Se recurre entonces a mtodos basados en la no congelacin del agua ligada: crioscopia, colorimetra y dilatometra, pero no son anlisis que se efecten rutinariamente.

METODOS PARA DETERMINAR CONTENIDO ACUOSOLos comnmente empleados son: 1) Secado2) Arrastre con solventes inmiscibles3) Elctricos4) Qumicos

Los mtodos 2 y 4 se llaman directos; 1 y 3 miden agua indirectamente. Las tcnicas analticasno suelen dosar el agua total, sino la que se libera en las condiciones del ensayo, por lo tanto, esimprescindible que estn normalizadas y sean citadas al informar los resultados.

CRITERIO DE SELECCION DEL METODO

Se basa en la exactitud y precisin buscadas, en el porcentaje de agua presente, en la estabilidad de los otros componentes del alimento y en la rapidez requerida.

Si existen otras sustancias voltiles (alcoholes, esencias) no puede usarse (1) salvo que el resultado se informe como perdida por calentamiento.- Si hay azcares, temperaturas altas producen deshidratacin de los mismos y errores por exceso (sobre todo si hay levulosa). Si los azcares son reductores y hay otros componentes con grupos amino, pueden reaccionar y liberar agua. En ambos casos habr que evitar sobrepasar los 60-70C. Se puede trabajar con estufas, pero a presin reducida.Si hay sustancias sumamente termolbiles (Ej: bicarbonato de sodio) se seca a temperatura ambiente.- En presencia de grasas existe el peligro de incorporacin de O2, obtenindose resultados con errores por defecto. En este caso puede usarse una estufa pero con ambiente libre de O2 (en vaco o con N2).- Si el contenido acuoso es muy pequeo convienen los mtodos qumicos (ms exactos)- Si importa ms la rapidez que la exactitud (controles de rutina) se recurre a los mtodos elctricos.

DETALLES DE LAS TECNICAS

1) SECADO EN ESTUFASa) A 100-105C Y PRESION ATMOSFERICA HASTA PESO CONSTANTE. Es un mtodo largo que puede requerir 5 ms horas. Se acelera usando estufas de aire forzado y agregando piedra pmez o arena para aumentar la superficie de evaporacin y evitar formacin de costras de azcares o de protenas coaguladas. Conviene revolver peridicamente con una varilla.b) SECADO A TEMPERATURA Y TIEMPO NORMALIZADOS. Ej: 130C, 1 hora en harina de trigo. La determinacin es mucho ms rpida y resulta apropiada para los controles rutinarios. Estas condiciones de secado provocan parcial oxidacin de las grasas y deshidratacin de azcares, y quizs una perdida no total de humedad. Lo cierto es que estos fenmenos se compensan de manera que el resultado concuerda con el del secado clsico. Debido a las alteraciones mencionadas, la muestra no sirve paras otras determinaciones, salvo la de cenizas.c) SECADO EN ESTUFA DE VACIO. El cuerpo de la misma esta conectado a una bomba capaz de mantener un vaco equivalente a menos de 50-100 mmHg. La muestra permanece 4 horas antes de hacer la primera pesada, para lo cual se hace entrar lentamente aire seco y se restablece la presin atmosfrica. Generalmente se termostatiza la estufa a 60-70C para evitar alteraciones de componentes sensibles y as se usa como mtodo de referencia para secado de alimentos. Se puede llevar al muestra a peso constante o trabajar a temperatura y tiempos normalizados. Aplicacin: productos grasos, crneos, azucarados.d) SECADO POR RADIACION IR Y VACIO. Es muy rpido (aproximadamente 15minutos) pero exige una calibracin previa contra un mtodo de referencia para fijar las condiciones de la operacin en cada alimento. Es til para controles rutinarios (granos, harinas). La muestra que no debe tener ms de 15 mm de espesor, se coloca a una determinada distancia de la lmpara IR, dentro de una balanza especialmente diseada. Se produce una rpida penetracin de calor (los filamentos de la lmpara se calientan a ~700C) y la disminucin de peso por evaporacin se lee directamente en el visor. SECADO CON AGENTES DESHIDRATANTESSe recurre a ellos cuando no pueden aplicarse temperaturas superiores a la ambiente. Ej: harinas leudantes y polvos para hornear, ricos en NaHCO3 y muy termolbiles. Requieren mucho tiempo y no son precisos. El secado de carne molida puede llevar 1 semana; en general, se deja la sustancia en el desecador con H2SO4 cc y en vaco por lo menos 24 hs.

2) METODO POR ARRASTRE CON SOLVENTE INMISCIBLESe mide directamente el volumen de agua separado de la muestra por arrastre continuo con solvente inmiscible en ella. Dura aproximadamente 4 hs. y se emplea en harinas, sopas en polvo, mantecas, vegetales deshidratados y especias (las esencias voltiles quedan disueltas en el solvente y no interfieren). Si la muestra posee bajo contenido acuoso se pesa mayor cantidad, de manera de obtener 2 a 4 ml de agua. Se la coloca en un baln cubrindola con el solvente previamente saturado en agua. El equipo se completa con una trampa especialmente diseada (puede ser la de Dean-Stark), un refrigerante y un medio calefactor (ej, un bao de aceite). Se calienta suavemente (2 gotas/seg. de reflujo) hasta recoger la mayor parte de agua, luego se duplica la velocidad. El arrastre se da por terminado cuando la capa superior (solvente) luce transparente o cuando durante 30 minutos no se ven cambios en el volumen de agua de la trampa. Se deja unas horas para que la lnea de separacin sea ntida y se hace la lectura. El resultado suele expresarse en gr. de agua por 100 gr de alimento (con densidad del agua = 1). En el caso de usa solventes con densidad mayor que 1 se trabaja con otros diseos de trampas.- CRITERIO DE SELECCION DE SOLVENTEEl punto de ebullicin del solvente influye sobre la temperatura del sistema y sobre el tiempo querequiere la determinacin. Si el solvente tiene punto de ebullicin menor que el del agua, los vapores seenriquecen en l y se necesita mayor tiempo para separar todo el agua.Por lo dicho, convienen solventes con P.Eb. ~100C: tolueno (111C, =0,867), tetracloroetileno (121C, = 1.62), m-xileno (139C, = 0.868).Cuando los alimentos poseen cantidades de azcares que posibilitan errores por exceso (debido adeshidrataciones), se trabaja con solventes de P.Eb. menores que el del agua, aunque el anlisis resultelargo: benceno (80C, =0.879), tetracloruro de carbono (76.7C, =1.59).Usos: ajos, cebollas y morrones, todos deshidratados.

- VENTAJAS DEL METODO POR ARRASTREEl equipo es sencillo y econmico y la determinacin resulta ms rpida que un secado a peso constante.Notas: el bao de aceite u otro medio calefactor (nunca fuego directo) evita alteraciones en alimentostermolbiles, porque distribuye parejamente el calor. Adems es un medio de precaucin frente a roturase incendios (algunos solventes son inflamables).

3) METODOS ELECTRICOSSon muy rpidos (aprox. 20 segundos) y sensibles, pero no exactos. Forzosamente deben calibrarsecon porcentajes de agua conocidos en base a muestras que previamente fueron analizadas con mtodos referenciales. En la determinacin influyen: contenido en minerales, temperatura, textura, distribucin de la humedad en el alimento.Usos: granos, harinas (se las presiona, dentro de un recipiente, logrando un determinado espesor).Conductancia: solamente se mide agua libre, o sea la que acta como electrolito. Un grano de cereal con 14% de agua tiene conductividad 7 veces mayor que uno de 13%; uno de 15% tiene conductividad 50 veces mayor que el de 13%. Estos valores demuestran la alta sensibilidad de la tcnica conductimtrica.Capacitancia: es ms exacta que la anterior pues influye menos en la forma en que se distribuye el agua en el alimento. Se coloca la muestra en un campo electrosttico alterno (o sea entre las armaduras de un condensador) y se mide su constante dielctrica. El agua presenta un valor muy superior al de los otros componentes. La determinacin incluye agua libre y combinada. Existen equipos nuevos, no destructivos que dosan 0-35% de agua con error del 1% en cereales y oleaginosas.4) METODOS QUIMICOSSon muy exactos y rpidos y no requieren calentamiento de la muestra. Se aplican en alimentos termolbiles o cuando el contenido acuoso es muy bajo: leche en polvo, cafs, vegetales y frutas deshidratadas, chocolate, aceites. Existen varias tcnicas: la del CaC2 se basa en medir la presin del acetileno formado al reaccionar CaC2 con el agua del alimento. En la Bryan Smith el cloruro de acetilo, en presencia de agua, libera actico, el cual es titulado.La ms empleada en alimentos es la de Karl Fischer :Reaccin: se basa en la reduccin de I2 con anhdrido sulfuroso, que slo ocurre en presencia de H2O : piridina I2 + SO2+CH3OH + H2O 2 IH + CH3HSO4La piridina acta como intermediario formando sales (C5HN.IH; C5H5N.SO3). El metanol es el solvente de la reaccin (puede sustituirse por formamida o metilcelosolve). Estas 4 sustancias forman el reactivo de Karl Fischer, un poderoso deshidratante que debe estar convenientemente protegido de la humedad ambiente. Para minimizar las perdidas de I2 suelen mantenerse por separado I2/CH3OH y SO2/piridinas, hasta el momento de uso.Tcnica: Es una volumetra. El alimento, bien disgregado, se disuelve o suspende en el solvente, dentro de un frasco tapado en el que calza la bureta. El punto final puede detectarse visualmente (color marrn de I2 en exceso o decoloracin, itulando por retorno con agua). Para mayor precisin, o cuando el alimento tiene color (ej. Caf) se realiza una titulacin potenciomtrica.Clculos: no puede aplicarse la estequiometra de la reaccin porque no se dosa el 100% de agua.Para los clculos se usa el factor K.F. que se halla valorando el reactivo con cantidades conocidas de agua, por ejemplo: 5mgr de agua = 1ml de reactivo. Debido a su inestabilidad, es necesario valorarlo diariamente.Notas: Interfieren aldehdos y cetonas (con metanol forman acetales y agua, por lo tanto, hay que sustituir el solvente), sustancias que reducen al I2 (por ejemplo, cido ascrbico) y algunos compuestos inorgnicos (xidos metlicos, carbonatos y bicarbonatos). Si el alimento no es soluble en metanol, se lo sustituye por formamida.EXTRACTO SECOEs el residuo que queda luego de eliminar a 100-105C las sustancias voltiles.Salvo cuando estn presentes otros componentes evaporables (esencias, alcoholes, etc.) o alterables, se cumple: % slidos totales + % agua = 100.Se suele determinar para controlar la genuinidad de alimentos con alto porcentaje de agua, ejemplo: leches, vinos, vinagres, jugos, pur de tomates.En algunos casos interesa conocer la fraccin soluble en agua del extracto seco (el C.A.A. exige por ejemplo un valor mnimo de slidos solubles para jaleas y mermeladas).TECNICAS.Evaporacin hasta llegar a peso constante: el anlisis se efecta en forma similar al mencionado para determinar contenidos acuosos por secado en estufa. Por este mtodo, las leches deben dar un mnimo de 8.25 % de extracto seco libre de grasa.b) Evaporacin durante tiempo normalizado: se recurre a esta tcnica cuando existen componentes que sufren alteraciones o perdidas parciales por calentamiento. La determinacin es, adems, ms rpida. En el anlisis de extracto seco de vinos hay parcial evaporacin de glicerina, oxidacin de taninos y caramelizacin de azcares; por eso se calienta a B.M. 80 minutos y se completan 30 minutos ms en estufa a 100-105C.Notas:En los alimentos lquidos, con alto porcentaje de agua, se elimina la mayor cantidad de la misma porcalentamiento al aire (bao mara o bao de arena) para evitar saturar la estufa con vapores. Los extractos secos de vino son muy higroscpicos debido a la glicerina; deben resguardarse convenientemente y se pesan en cuanto llegan a temperatura ambiente.

c) Refractometra: Para algunos alimentos se han confeccionado tablas de correlacin entre slidos solubles determinados por secado en estufa de vaco y lecturas refractomtricas. Incluso existen correlaciones de extracto seco total vs. ndices de refraccin en ciertos alimentos fluidos. Como la tcnica refractomtrica es sumamente rpida, resulta muy til para acelerar los controles de rutina pero los resultados tienen menor exactitud.Nota:La muestra que se coloca en el refractmetro no debe ser turbia; si es necesario se la centrifuga para separar los slidos dispersos.

CENIZA -MATERIAS MINERALES Todos los alimentos contienen minerales en pequeas concentraciones.Los cationes y aniones ms abundantes son K+, Na+, Ca++, Mg++, SO4=, Cl-, CO3=, y H2PO4-.Finalidades de los anlisis:1) Conocer valores nutritivos del alimento.2) Determinar genuinidad (Ej: mximo de cenizas en dulce de leche)3) Detectar contaminaciones qumicas (Hg, As, Pb, Se, etc.).4) Obtener ndices de contaminacin microbiana (NO3-, NO2-, en aguas)5) Clasificar ciertos alimentos segn su pureza (harinas, azcares).Adems de los minerales presentes en las materias primas, se agregan otros durante la elaboracin paraque cumplan diversas funciones tecnolgicas: leudantes, saborizantes, conservantes, mejoradores, estabilizantes,texturizantes.A veces se encara el anlisis particular de algn anin, catin o sal, qumicamente o por absorcinatmica (Ej: KBrO3, NaCl, NaNO2, Hg, Pb, As).Generalmente se realiza la cuantificacin total de las sustancias minerales por oxidacin de la materia orgnica a temperatura superior a 500C. El residuo de esta incineracin o calcinacin recibe el nombre de cenizas. Se reserva la denominacin sustancias minerales para aquellas que se encuentras en el alimentotal cual, previa incineracin.Cambios producidos al calcinar :Durante la calcinacin ocurren una serie de transformaciones y volatilizaciones que hacen que lacomposicin de las cenizas difiera de las sustancias minerales pre-existentes:- Sales y cidos orgnicos pasan a carbonatos, xidos y CO2.Compuestos orgnicos azufrados y nitrogenados dan los xidos correspondientes a sulfatos y nitratos (si hay suficientes como para retenerlos)- Sustancias fosforadas orgnicas e inorgnicas, se transforman en pirofosfato.Haluros, sulfuro y algunos carbonatos pueden volatilizarse. Los cloruros lo hacen por encima de los 550C, el K2CO3 a partir de los 700C.- Fosfatos y carbonatos pueden reaccionar entre s.Disminucin de las volatilizacionesSe consigue trabajando a T > 500 C agregando fijadores alcalinos para los haluros (por Ej. Na2CO3) o fijados cidos para el K2CO3 (por Ej. Humectando antes y durante la calcinacin con H2SO4 10%).Aceleradores:Como la determinacin lleva mucho tiempo, se puede acelerar la incineracin agregando sustancias oxidantes H2O2, o NH4NO3 que no dejan residuos) o elevando la temperatura; pero a costa de perder minerales voltiles.Como la temperatura de trabajo influye sobre la composicin y cantidad de las cenizas obtenidas, se la debeinformar junto con el resultado.TECNICASa) Incineracin hasta peso constante - Etapa de carbonizacin: para evitar la ignicin repentina de la muestra y la proyeccin del material fuera de la cpsula, se calienta primero sobre mechero. (Si el alimento es lquido se incluye un paso previo de evaporacin suave sobre baos de agua o arena para que no haya salpicaduras). Cuando comienza la oxidacin de los componentes orgnicos hay un desprendimiento brusco de vapores de CO2y H2O, principalmente. Luego se reduce considerablemente y queda un residuo negro carbonoso. -Etapa de calcinacin en la mufla: la muestra se oxida completamente y deja un residuo blanco, salvo que existan sales coloreadas (por ej. de manganeso). Si se observan puntos carbonosos persistentes, se debe a que estn cubiertos por sales que impiden su contacto con el aire, En este caso el residuo se humedece con agua, se rapa con una varilla, evapora suavemente con rotacin de la cpsula y nuevamente se introduce en la mufla.b) Incineracin durante un tiempo normalizado Es una tcnica ms rpida, aplicable a controles de calidad rutinarios. En harina de trigo, por ejemplo. Se calcina 1 hora a 900 C en cpsula de platino; como hay una baja concentracin de cloruros, las prdidas por volatilizacin no son significativas.ESTUDIOS REALIZABLES SOBRE LAS CENIZAS1) Determinacin de cenizas insolubles en agua: Es til para evidenciar fraudes en productos vegetales pues se altera la relacin cenizas insolubles/cenizas solubles correspondientes al alimento. En grutas o en hojas de t agotados, por ejemplo el cociente aumenta. La tcnica incluye agregar agua a las cenizas, hervir y filtrar por papel de filtro que no deje residuo. Se calcina nuevamente y pesa (cenizas insolubles en agua)2) Cenizas insolubles en HCl 10%: Miden el contenido de silicatos presentes en los alimentos accidentalmente (por contaminacin) o intencionalmente, por ejemplo: carne, arcilla, talco o piedritas en legumbres, yerba mate o especias. Se humedecen las cenizas con HCl cc hasta insolubilizar los silicatos, se extrae varias veces con el mismo cido pero diluido, se filtra por papel sin cenizas y se calcina nuevamente.3) Alcalinidad de las cenizas: Es un estudio que no se hace comnmente. Debido a la presencia de carbonatos y xidos, las cenizas de frutas y verduras tienen reaccin alcalina, mientras que las de carnes y ciertos cereales son cidas .Alteraciones en los valores de alcalinidad correspondientes a cada alimento son indicadoras de fraudes. Ejemplos: el agregado de cidos orgnicas disminuye la alcalinidad de las cenizas de vino; la adulteracin de leches con NaHSO3 la aumenta.La determinacin se realiza agregando un exceso medido de H2SO4 valorado. El cido reacciona con los componentes bsicos y el exceso se titula con NaOH frente a indicador que vira al pH correspondiente al alimento, para llevar las sales a formas similares a las que normalmente se encuentras en l.Cenizas libres de NaCl: Se informan en alimentes sazonados con sal comn. Ej.: conservas de tomate, carnes curadas. Las cenizas se utilizan muchas veces para la determinacin de componentes individuales: fosfatos,calcio, hierro, cloruros, etc