informe-n_1

Laboratorio N°1: Porcentaje de agua y actividad de agua 2014

Facultad de Química e Ingeniería QuímicaE.A.P. Ingeniería Agroindustrial

Curso: Ciencias de los alimentos

Profesor: Q.F. Oscar P. Santisteban Rojas

Laboratorio N°1: Porcentaje de agua y actividad de agua

Integrantes : García Rivera José Luis 12070246 León Moncada Alexandra 12070250 Pillaca Ochoa Valeria Ruth 12070254 Torres Curi Erik 12070233

Turno: Viernes 2:00-4:00 pm

1

2014


1. Introducción

La actividad de agua (aw) es la cantidad de agua libre en el alimento, es decir, el agua disponible para el crecimiento de microorganismos y para que se puedan llevar a cabo diferente reacciones químicas. Tiene un valor máximo de 1 y un valor mínimo de 0. Cuanto menor sea este valor, mejor se conservará el producto. La actividad de agua está relacionada con la textura de los alimentos: a una mayor actividad, la textura es mucho más jugosa y tierna; sin embargo, el producto se altera de forma más fácil y se debe tener más cuidado.

A medida que la actividad de agua disminuye, la textura se endurece y el producto se seca más rápido. Por el contrario, los alimentos cuya actividad de agua es baja por naturaleza son más crujientes y se rompen con facilidad. En este caso, si la actividad de agua aumenta, se reblandecen y dan lugar a productos poco atractivos. En ambos casos, el parámetro de la actividad de agua del alimento es un factor determinante para la seguridad del mismo y permite determinar su capacidad de conservación junto con la capacidad de propagación de los microorganismos. Cuanto menor es la actividad de agua de un alimento, mayor es su vida útil. Es importante diferenciar entre cantidad de agua y actividad de agua. El primer término hace referencia a la cantidad total de agua presente en el alimento, aunque puede ser que no esté libre para interaccionar. La actividad de agua, en cambio, hace referencia solo a la cantidad de agua libre en el alimento y disponible para reaccionar, es decir, la que puede facilitar la contaminación del producto.

Los alimentos con baja aw se conservan en óptimas condiciones durante períodos más largos de tiempo. Por el contrario, aquellos cuya actividad de agua es elevada están sometidos a contaminación microbiológica y su conservación es mucho más delicada. Por esta razón, en alimentos más perecederos se utilizan técnicas de conservación como la evaporación, secado o liofilización para aumentar así su vida útil. La actividad de agua es un parámetro que establece el inicio o final del crecimiento de muchos microorganismos. La mayoría de patógenos requieren una aw por encima de 0,96 para poder multiplicarse. Sin embargo, otros pueden existir en valores inferiores. Algunos hongos son capaces de crecer en valores inferiores a 0,6.

Controlar la actividad de agua en los alimentos es sinónimo de alargar su vida útil. Al conseguir una disminución de la cantidad total de agua libre, se disminuyen notablemente las probabilidades de contaminación microbiana. No todos los alimentos requieren los mismos cuidados. La miel no precisa cuidados extras; en

2


cambio, alimentos como el pescado poco salado o los frutos secos más húmedos (higos) son más perecederos. En este caso, sí es importante el control de la actividad de agua. Las dos maneras más importantes de reducir la actividad de agua de los alimentos pasan por el secado y la incorporación de sal o azúcar para atrapar las moléculas de agua.

2. Marco Teórico

a) Actividad del agua: Relación que existe entre la presión de vapor de un alimento dado en relación con la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura

b) Balanza automática O’HAUS: Está constituido por una balanza con capacidad para 10 grs ± 0,01 de muestra y sobre su platillo está colocada una lámpara de luz infrarroja a la derecha del platillo están dos diales similares, uno permite controlar la intensidad de calor (Watt) que se suministra a la muestra y el otro permite controlar el tiempo de exposición al mismo. En la parte frontal del instrumento está una pantalla sobre la que aparecen dos escalas, hacia la izquierda una de peso en gramos, y a la derecha otra de porcentaje de humedad, del cero hacia arriba el peso de la muestra. A la derecha de la pantalla está un dial que permite tarar el alimento.

c) Medición de la actividad del agua: Todos los productos, ceden o absorben humedad del aire ambiente que los rodea hasta llegar al estado de equilibrio. Una vez llegado al equilibrio, la actividad del agua del producto es la misma que la humedad relativa del aire que lo rodea, llamada humedad relativa de equilibrio (ERH).

3


Es importante que la cámara de aire en la que se efectúa la medición sea lo más reducida posible, permitiendo que el volumen de aire atrapado alcance lo más rápido posible el mismo nivel de humedad del producto. Si el volumen de aire fuera muy grande, nunca se alcanzaría el equilibrio.

d) Comportamiento de la actividad del agua:Cuando un producto está expuesto al aire ambiente, la actividad del agua del producto tiende a equilibrarse con la humedad relativa del aire que lo rodea (ERH). Productos con alta actividad del agua tienen una textura jugosa, húmeda, blanda… cuando baja la actividad del agua se vuelve reseca. Por ejemplo: si se deja un embutido o un queso sin tapar, el producto tiene una alta actividad del agua mientras que el aire que lo rodea está más seco, por tanto el alimento empieza a liberar humedad al ambiente hasta alcanzar el equilibrio, provocando que la capa superficial del alimento quede totalmente reseca. En productos con baja actividad del agua tienen una textura seca, crujiente… cuando sube la actividad del agua se vuelven blandos, pasados, remojados… Por ejemplo: al dejar una caja de galletas abierta, el aire es mucho más húmedo que las galletas, por tanto las galletas irán absorbiendo la humedad hasta alcanzar el equilibrio, quedando las galletas totalmente remojadas. En productos formados por varios productos, la actividad del agua siempre migra de alimentos con alta actividad del agua a alimentos con baja actividad del agua. Por ejemplo: un bocadillo de tortilla está formado por un producto con baja actividad del agua, como el pan, mientras que la tortilla tiene una alta actividad del agua. Si no se consume el bocadillo rápidamente, el pan queda totalmente reblandecido ya que la tortilla cede su humedad al pan. En productos polvorientos o granulados es importante controlar que no suba la actividad del agua porque se apelmazan. Por ejemplo: el azúcar se apelmaza si deja en contacto con el ambiente, quedando totalmente duro.

e) Aplicaciones del actividad del agua: La actividad del agua es probablemente el parámetro más importante en el campo de la conservación de alimentos ya que es un indicador del crecimiento microbiano de los alimentos y de la velocidad de deterioro. En el campo de la seguridad alimentaria, conociendo la actividad del agua de un alimento, puede predecirse qué tipo de microorganismos se van a desarrollar.También es un indicador de propiedades físicas, tales como la textura, color, el sabor, la consistencia y el aroma

4


f) Actividad del agua vs contenido de humedad: No es lo mismo hablar de contenido de agua o contenido de humedad que hablar de actividad del agua. El contenido de agua o de humedad de un alimento, hace referencia a la cantidad total de agua que contiene, sin hacer referencia a qué fracción del agua está ligada a otras sustancias, por tanto no proporciona información exacta sobre el crecimiento microbiano. Si bien es cierto que al aumentar el contenido de agua o humedad también suele aumentar la actividad del agua, no puede establecerse una relación lineal entre ambos parámetros. La relación entre la actividad del agua y el contenido de agua o humedad a una temperatura dada deben calcularse empíricamente para cada producto, obteniendo las isotermas de adsorción. Para un mismo contenido de agua o humedad, no tendrá necesariamente el mismo valor de actividad del agua una isoterma de adsorción que una isoterma de desorción.

g) Humedad en los alimentosTodos los alimentos, cualquiera que sea el método de industrialización a que hayan sido sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido en agua varían entre un 60 y un 95% en los alimentos naturales. En los tejidos vegetales y animales, puede decirse que existe en dos formas generales: “agua libre” Y “agua ligada”. El agua libre o absorbida, que es la forma predominante, se libera con gran facilidad. El agua ligada se halla combinada o absorbida. Se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los hidratos) o ligada a las proteínas y a las moléculas de sacáridos y absorbida sobre la superficie de las partículas coloidales. (Hart, 1991). Por otra parte, el agua libre, también llamada agua congelable y agua capilar, es la que se volatiliza fácilmente, se pierde en el calentamiento, se congela primero y es la principal responsable de la actividad del agua.La relación de concentraciones entre la “libre” y la “ligada” se incrementa en la medida en que el producto contiene más agua, mientras que en los deshidratados, dicha relación se reduce considerablemente.Algunos investigadores consideran que el “agua ligada” está fuertemente unida al alimento por medio de puentes de hidrógeno, pero otros establecen que dicha agua sólo está físicamente atrapada en una matriz muy viscosa que no permite su movilidad y difusión y, por lo tanto, no está disponible.Existen varias razones por las cuales, la mayoría de las industrias de alimentos determinan la humedad, las principales son las siguientes:

5


a) El comprador de materias primas no desea adquirir agua en exceso. b) El agua, si está presente por encima de ciertos niveles, facilita el desarrollo de los microorganismos. c) Para la mantequilla, margarina, leche en polvo y queso está señalado el máximo legal. d) Los materiales pulverulentos se aglomeran en presencia de agua, por ejemplo azúcar y sal. e) La humedad de trigo debe ajustarse adecuadamente para facilitar la molienda. f) La cantidad de agua presente puede afectar la textura. g) La determinación del contenido en agua representa una vía sencilla para el control de la concentración en las distintas etapas de la fabricación de alimentos.

3. Materiales: Muestras (frutos secos) :

o Pasas o Guindones

Sal de mesa 4 recipientes de vidrio con cierre hermético 4 chapitas 2 Vasos precipitados de 50 ml Balanza automática O’HAUS Balanza analítica

4. Procedimiento: Determinación del porcentaje de humedad:

Se utilizó el método instrumental con la balanza automática O’HAUS:

1. Se taró el instrumento.2. Se colocó una porción de muestra (pasas, guindones)3. Se esperó 10 minutos para la determinación del porcentaje de humedad de

la muestra.

La balanza automática de O´HAUS estaba programada para dar el resultado cada 10 min a una temperatura de 100°C

Determinación de la actividad de agua:6


1. Se preparó las soluciones de cloruro de sodio al 1.5 % y 5 % en peso; otro grupo preparó soluciones al 8 % y 10,5 % en peso

2. Rotular cada recipiente de vidrio para conocer la concentración de solución que cada uno posee.

3. Se colocó cada solución en su respectivo recipiente de vidrio con cierre hermético

4. Se colocó una pequeña porción de muestra (pasas) a cada chapita, y esta se introdujo en un recipiente de vidrio con distintas concentraciones, una vez introducida la chapita se cerró inmediatamente el recipiente.

Se evaluará su determinación en 24 y 72 horas; pesando cada chapita en la balanza analítica y de esta manera analizando variación alguna con el anterior resultado.

5. Resultados

Tabla de determinación de humedad

Esta se determinó con la balanza automática de O’HAUS.

Muestra Masa (g) % de humedadPasas 0.771 3.76Guindón 3.364 6.39Guindón 4.896 4.47

Tabla de determinación de actividad de agua.

Muestra: Pasas.

ConcentraciónMasa (g)

0 horas 24 horas 48 horas 72 horas1.5 % 1.189 1.433 -------- 1.74635 % 1.0748 1.3316 -------- 1.67678 % 1.0561 2.1116 -------- 2.2386

10.5 % 1.2644 1.4798 -------- 1.7465

7


6. Análisis de resultadosDe las muestras analizadas en la determinación de humedad se obtuvo que las pasas tengan menor porcentaje de humedad, siendo esta usada para el siguiente experimento que sería el de determinación de actividad de agua.

ConcentraciónMasa (g)

0 horas 24 horas 48 horas 72 horas1.5 % 1.189 1.433 -------- 1.74635 % 1.0748 1.3316 -------- 1.67678 % 1.0561 2.1116 -------- 2.2386

10.5 % 1.2644 1.4798 -------- 1.7465

Unos de los problemas producidos fue la medición de la masa a las 48 horas pasadas ya que el laboratorio no estaba disponible por ser día domingo. En la muestra de 8 % hubo un error al momento de la medición de la masa a las 24 horas pasadas ya que el agua ingreso a la chapa y mojó la muestra por esa gran variación de 1.0555 g. Las demás tuvieron una variación pequeña de hasta 0.3 g cada 24 horas.

Lo primero que podemos notar es el aumento en el peso de las muestras esto debido a que las muestras han absorbido la humedad del medio en el que se encontraban, en este el medio seria los frascos con las soluciones de distintas concentraciones.

También notamos que la muestra que posee mayor variación en su peso es la que se encuentra en el frasco cuya solución es de concentración de 5% en peso (0-72 horas = 0.6019g), consideramos que en donde tenía que haber mayor variación en cuanto a peso es en el frasco de concentración de 1.5%, ya que al tener una actividad de agua mayor , esta aportaría mayor cantidad de humedad. El no obtener el resultado esperado se pudo deber a que en el momento de realizar las pesadas no se cerró inmediatamente el frasco ocasionando una variación en la actividad del agua de solución con la actividad de agua del medio ambiente.

8


7. Conclusiones

Se escogió como muestra a las pasas ya que presentaban una menor actividad de agua a comparación de los guindones, las soluciones preparadas presentaban una mayor actividad de agua (0,991, 0,97 , 0,95 , 0,931); a comparación de las demás soluciones, buscando generar un contraste entre una muestra de baja actividad de agua con un medio de alta actividad.

La concentración salina en la solución es inversamente proporcional a la actividad del agua (aw).

Un alimento con una actividad de agua baja como el caso de los frutos secos (pasas), tienen más probabilidad de perdurar ya que las condiciones que presentan no permiten la proliferación de microorganismos, sucediendo lo contrario en los alimentos de alta actividad de agua.

El peso de la muestra en las distintas soluciones aumentan debido a que tanto la actividad de agua de la muestra como el de la solución buscan equilibrio, siendo la muestra (pasas) la que absorbe humedad.

9


8. Recomendaciones

Se debe preparar correctamente las soluciones saturadas de NaCl, a la concentración requerida.

Se debe seleccionar adecuadamente la muestra que irá a la balanza O’HAUS, y las que irán en los frascos, en nuestro caso seleccionamos las más secas con el propósito de obtener resultados visibles y comprobables.

Se debe tomar en cuenta que la muestra de la balanza O’HAUS debe estar esparcida en el platillo, en el caso de harinas y afines.

Se recomienda no utilizar la muestra que estuvo en la balanza O’HAUS, debido a que estuvo irradiada con rayos infrarrojos.

Se recomienda la utilización de pinzas para incorporar y extraer las tapas con las muestras dentro de los frascos.

Se debe tener cuidado en que las muestras del frasco no choquen directamente con la solución saturada, ya que se pueden obtener resultados erróneos sobre la actividad del agua.

Se debe cerrar herméticamente los frascos para que el sistema establezca el equilibrio.

10


9. Aplicaciones agroindustriales

Liofilización de alimentos

Con relación a la industria de los alimentos, se comenzó a utilizar en la fabricación de productos especiales para montañistas, astronautas, bases militares y otros similares. Desde hace un tiempo se comercializan liofilizados tanto como ingredientes industriales como para el consumidor en general, ampliándose así el mercado de estos productos de alto valor agregado.

Por medio de la liofilización se puede extraer más del 95% del agua contenida en un alimento, lo que se traduce en un gran beneficio con relación al costo del transporte, ya que permite cargar mayor cantidad de mercadería sin necesidad de cadena de frío (se logra un producto más estable microbiológicamente).

Al finalizar el proceso de liofilización, el alimento se convierte en una estructura rígida que conserva la forma y el volumen pero con peso reducido, preservando sus características nutritivas y organolépticas. Al rehidratarlo se recuperaran la textura, el aroma y el sabor original.

Los alimentos pueden ser liofilizados en diferentes formatos: cubos, deshilachado, tiras, picado, granulado o polvo, y luego pueden ser utilizados como ingredientes

11


industriales en la fabricación de snacks, sopas instantáneas, salsas, caldos en polvo, caldos en cubos, cup noodles, puré instantáneo, mezclas para risotto, condimentos para "Lamen", entre otros.

Utilización de vapor

Vapor para Hidratación

Algunas veces el vapor es usado para hidratar el proceso mientras se suministra calor al mismo tiempo. Por ejemplo, el vapor es utilizado para la hidratación en la producción del papel, así que ese papel que se mueve en los rollos a gran velocidad no sufra rupturas microscópicas. Otro ejemplo son los molinos de bolitas. Continuamente los molinos que producen las bolitas de alimento para animales utilizan inyección-directa de vapor tanto para calentar como para proporcionar contenido de agua adicional al que es suministrado en la sección de acondicionamiento del molino.

La hidratación del alimento lo suaviza y gelatiniza parcialmente el almidón contenido en los ingredientes, resultando en bolitas más firmes.

Vapor para Atomización

12


La atomización de vapor es un proceso en donde el vapor es usado para separar mecánicamente un fluido. Por ejemplo, en algunos quemadores, el vapor es inyectado en el combustible para maximizar la eficiencia de combustión y minimizar la producción de hidrocarbonos (hollín). Calderas y generadores de vapor que utilizan combustible de petróleo utilizaran este método para romper el aceite viscoso en pequeñas gotas para permitir una combustión más eficiente. También los quemadores (elevados) comúnmente utilizaran la atomización de vapor para reducir los

contaminantes a la salida.

En quemadores, generalmente el vapor es mezclado en el gas de desperdicio antes de la combustión.

Vapor para Limpieza

El vapor es usado para limpiar un gran rango de superficies. Un ejemplo de la industria es el uso del vapor en los sopladores de hollín. Las calderas que usan carbón o petróleo como fuente de combustible deben estar equipadas con sopladores de hollín para una

limpieza cíclica de las paredes del horno y remover los depósitos de la combustión de las superficies de convención para mantener la eficiencia, capacidad y confiabilidad de la caldera.

El vapor liberado fuera de la tobera del soplador de hollín desaloja la ceniza y suciedad seca, la cual caerá

en las tolvas o será arrastrado y expulsado con los gases de combustión.

Aplicaciones de la Actividad del Agua.

13


La actividad del agua es probablemente el parámetro más importante en el campo de la conservación de alimentos ya que es un indicador del crecimiento microbiano de los alimentos y de la velocidad de deterioro.

En el campo de la seguridad alimentaria, conociendo la actividad del agua de un alimento, puede predecirse qué tipo de microorganismos se van a desarrollar. También es un indicador de propiedades físicas, tales como la textura, color, el sabor, la consistencia y el aroma.

La aw como herramienta de control para Cumplir con leyes y normativas. Realizar ensayos de Vida Útil. Formulación de Productos. Control de Proceso. Control de Calidad. Inspección de Ingredientes

10. Anexos

14


15

informe-n_1

Documents

Transcript of informe-n_1