MANUAL PROPIEDADES BIOMATERIALES OPTATIVA IAI-4 (1).doc

CENTRO DE CIENCIAS AGROPECUARIASCENTRO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

DEPARTAMENTO DEDEPARTAMENTO DETECNOLOGÍA DE ALIMENTOSTECNOLOGÍA DE ALIMENTOS

M A N U A L D E:

PROPIEDADES FUNCIONALES DE BIOMATERIALES AGROINDUSTRIALESPROPIEDADES FUNCIONALES DE BIOMATERIALES AGROINDUSTRIALES

Optativa Fundamental

4º SEMESTRE

INGENIERO AGROINDUSTRIAL

ProfesorKARINA REYES BERNAL

Posta Zootécnica, Jesús María, Ags., Enero de 2014

CENTRO DE CIENCIAS AGROPECUARIASDEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS

INGENIERO AGROINDUSTRIAL____________________________________________________________________________________

MANUAL DE PROPIEDADES FUNCIONALES DE BIOMATERIALES AGROINDUSTRIALES

Centro Académico CENTRO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

Departamento TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS

Titulación INGENIERO AGROINDUSTRIAL

Área Ciencia y Tecnología de Alimentos

Asignatura Propiedades Funcionales de Biomateriales Agroindustriales

Año de Carrera Tercer Semestre Cuarto

Curso Académico Enero-Junio 2014 Carga Docente Práctica 4 créditos

Horario MIERCOLES 10:30 A 12:30h

Profesor KARINA REYES BERNAL e-mail [email protected]

CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Entrega de reportes de practicas y participación 30%

Trabajos y actividades practicas 20%

Total 50%

1. El alumno deberá seguir el reglamento interno de trabajo del Área de Tecnología de Alimentos y del Laboratorio de Control de Calidad, haciendo énfasis en las normas de seguridad e higiene, para el desarrollo del trabajo de laboratorio

2. La calificación del laboratorio representa el 40% de la calificación final de la materia. Para aprobar el curso el alumno deberá acreditar tanto la parte teórica como práctica.

3. Se requiere contar con el 80% de las asistencias para que la calificación pueda tomarse en cuenta. De contar con un porcentaje menor, automáticamente la calificación sería reprobatoria.

4. La falta a las sesiones prácticas se calificará con cero.5. No se permitirá la entrada al laboratorio 15 minutos después de iniciada la sesión.6. Si alguna práctica requiere de más horas de las estipuladas en el horario para realizarse, el

alumno esta obligado a cumplir, sino la concluye será como no haberla realizado.7. Los reportes son en equipo y deberán elaborarse según las indicaciones expresas en cada

práctica. No se recibirán reportes de prácticas no realizadas.8. Para la evaluación del reporte se consideran los siguientes puntos:9. Presentación 15 %, Resultados 40 %, Discusión de resultados y Conclusiones 30 % y Bibliografía

15 %10. Los reportes se entregarán a los ocho días de verificada y/o concluida la práctica. No se recibirán

reportes fuera de la fecha programada para su entrega.11. El trabajo en el laboratorio se evaluará a criterio del profesor por la calidad del trabajo que los

alumnos realicen durante las sesiones.12. Las visitas se consideran como prácticas, por lo que deberá entregarse un reporte de las mismas.13. La bibliografía deberá citarse de la siguiente manera para ser contabilizada:

Como CITAR:

SI LA FUENTE DE INFORMACIÓN ES UN LIBRO O UNA TESIS. Smith, J.M., Van Ness, H.C., Abbott, M.M. (2007). Introducción a la termodinámica en ingeniería química.

Manual de Propiedades de Biomateriales AgroindustrialesENERO-JUNIO 2014



(7 ed.). (Alatorre Miguel, E., Fernández Alvarado, E. Sordo Zabay, E. trad.). México, D.F.: Mc Graw-Hill,350, 358-359. Román-Álvarez, E. (2007). Estudio de variabilidad genética en plantas de la zona sur de Guadalajara. (Tesis doctoral, Universidad Autónoma de Guadalajara): 200-220. SI LA FUENTE DE INFORMACIÓN ES UN ARTÍCULO. Simeonov, I., Queinnec, I. (2006), “Linearizing control of the anaerobic digestion with addition of acetate (control of the anaerobic digestion)”, Control Engineering Practice, 14 (7): 799-810. SI LA FUENTE DE INFORMACIÓN ES UN CAPÍTULO DE LIBRO. Mettam, G.R., Adams, L.B.. (1999). “How to prepare an electronic version of your article”, in Introduction to the Electronic Age (Jones, B.S. , Smith. W.Z. Eds.). New York: E-publishing Inc.,281-304.SI LA FUENTE DE INFORMACIÓN ES UNA PAGINA ELECTRÓNICA. Van der Werf, J. H. J. 2000. MTBLUP [online]. Excel program for Selection Index. Tomado de la red mundial el 01-10-2004: http://www-personal.une.edu.au/~jvanderw/software.htm




CALENDARIO TENTATIVO DE PRÁCTICAS

SESIONES PRÁCTICAS

NO.

FECHA PROBABLE

UNIDAD TEMATICA

TITULO DE LA PRACTICA LUGAR

129 de Enero

TODAS Presentación del Manual y Calendario de practicas

L. Ingeniería

25 de Febrero 1

Introducción Distinción entre propiedades físicas y organolépticas

L. Ingeniería

312 de Febrero 2

Propiedades geométricas de los alimentos. Determinación de densidad y porosidad

L. Ingeniería

419 de Febrero 2

Propiedades Geométricas de Alimentos: Situación Real

L. Ingeniería

526 de Febrero 3

Isotermas de sorción de agua: Obtención para cereales de desayuno

L. Control de Calidad

65 de Marzo 3

Isotermas de sorción de agua: Obtención para cereales de desayuno II


712 de Marzo 3

Isotermas de sorción de agua: Obtención para cereales de desayuno III


8 19 de Marzo 3 Actividad del agua. Predicción y medida L. Control de Calidad9 26 de marzo 4 Medida del color de alimentos líquidos L. Control de Calidad10

2 de Abril 4Medida del color y brillo de alimentos sólidos


11 9 de Abril 5 Caracterización textural de alimentos L. Control de Calidad12

16 de Abril 5Uso del texturómetro Pruebas de compresión y relajación (TPA)


137 de Mayo 5

Uso del texturómetro Deformación tripuntual (Ruptura)


14 14 de Mayo5

Uso del texturómetro Pruebas de Extensión (ATG-P)


15 21 de Mayo5

Resistencia a la PenetraciónPropiedades reologicas


16 28 de Mayo5

Caracterización Coloidal de algunos Alimentos


17 4 de Junio 1-5 Cierre de Practicas L. Ingeniería




Practica No 2DISTINCIÓN ENTRE PROPIEDADES FÍSICAS,

ORGANOLÉPTICAS Y NUTRICIONALES

Unidad teórica correspondiente I

OBJETIVO

Que el alumno comprenda e identifique las diversas propiedades que se presentan en los alimentos.

REQUERIMIENTOS

Frutos frescos

Frutos secos

Alimentos

Especies

PROCEDIMIENTO

Se discutirán mediante técnicas de dialogo (lluvia de ideas) y degustación con apoyo de tablas nutricionales,

funcionales, mecánicas y físicas.

RESULTADOS

Clasificación de las distintas propiedades descritas durante la práctica

CONCLUSIONES

Discutir la relevancia de la práctica identificando los distintos tipos de propiedades y la función de estas.

BIBLIOGRAFÍA

Cita adecuadamente (ver criterios de evaluación)




Practica No 3 PROPIEDADES MORFOGEOMÉTRICAS DE ALIMENTOS

Unidad teórica correspondiente II

OBJETIVO

Determinación de la densidad real, aparente y porosidad de productos sólidos como el arroz y manzana y

de la densidad real de productos líquidos, como la leche y disoluciones de sacarosa.

INTRODUCCIÓN

Las propiedades morfogeométricas, o simplemente propiedades geométricas, incluyen algunas

propiedades físicas de los alimentos como la forma y tamaño, volumen y densidad, porosidad o área

superficial. Su INTERÉS radica en cuestiones relacionadas con el procesado, envasado y transporte,

llegando a ser, a veces imprescindibles para el diseño de algunos equipos. Por otra parte, estas

propiedades constituyen un PARÁMETRO DE CALIDAD en ocasiones forma parte de las normas de

calidad de un determinado producto.

1. VOLUMEN Y DENSIDAD. DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL

La DENSIDAD es la relación existente entre la masa de un objeto y su volumen, siendo, por tanto, sus

unidades kg/m3 o g/m3. Dado el efecto que la temperatura tiene sobre el volumen, la densidad se ve

también afectada por ésta. Sin embargo en muchas ocasiones para minimizar el efecto de la temperatura

se trabaja con la DENSIDAD RELATIVA o PESO ESPECIFICO, que corresponde a la densidad del

producto en reilación con la del agua, medidas ambas a la misma temperatura. En este caso se trata de

un parámetro adimensional.

La densidad y peso específico de alimentos y productos agrícolas juegan un papel importante en muchas

aplicaciones:

Secado y almacenamiento de cereales

Diseño de silos y bodegas de almacenamiento

Estabilidad de granulados para alimentos balanceados

Separación de materiales no deseables

Determinación de purezas de semillas

Evaluación de madurez de frutos

Evaluación de calidad de productos como chicharos, elote, papas etc…que aumentan de

densidad cuando están maduros.




Por otra parte, conviene distinguir entre la DENSIDAD REAL y APARENTE. Todos los alimentos son

porosos en mayor o menor medida, lo que quiere decir que contienen aire en su estructura. El volumen

que ocupa el aire con respecto al volumen total es lo que se conoce como POROSIDAD.

La DENSIDAD determinada considerando el AIRE que forma parte de la estructura se denomina:

DENSIDAD APARENTE, mientras que la determinada eliminando por un método adecuado dicho AIRE

es la DENSIDAD REAL.

La forma irregular de la mayor parte de los productos agrícolas, el pequeño tamaño de materiales como

semillas y granos y la naturaleza porosa de otros como granulados, cereales procesados, etc. son

factores que dificultan la determinación del volumen y por tanto de la densidad. A continuación se

describen algunos de los métodos mas utilizados, dependiendo de las características de los productos

MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE VOLUMEN Y DENSIDAD REAL EN PRODUCTOS SÓLIDOS

A Granatario o Balanza: La técnica mas simple de determinación es la pesada en aire y en agua del

objeto, en balanza analítica, según se trate de objetos grandes o de objetos pequeños. No obstante hay

otros métodos que utilizan otro fluido distinto del agua en la medida indirecta del volumen del picnómetro,

estos son mas adecuados para medidas de materiales con cierta porosidad externa o interna. Para este

tipo de materiales tienen interés dos mediad distintas de la densidad: densidad aparente y densidad real

aparente = masa / volumen

real = masa / volumen real = masa /(volumen aparente- volumen de poros)

B. Picnómetro: Para semillas y granos el método más usado es el del picnómetro con tolueno. El tolueno

tiene la ventaja de que su tendencia a absorberse en los granos es pequeña, su tensión superficial es

también pequeña, facilitando esto el flujo suave sobre la superficie de los granos; su acción disolvente

sobre los constituyentes de los granos es pequeña, alto punto de ebullición, no cambia su densidad

relativa ni su viscosidad con la exposición atmosférica y tiene una densidad muy baja.

C. Predicción de la densidad a partir de la composición: Si la composición de un alimento es conocida,

podemos estimar la DENSIDAD REAL (r) aplicando la ecuación de Lewis, en la que Xi y i son,

respectivamente, la fracción másica y la densidad de cada uno de los componentes (agua w, grasa g,

proteínas p, carbohidratos ch y cenizas c). La tabla siguiente muestra la densidad de los componentes

mayoritarios de los alimentos en función de la temperatura.




r=__________1_________XW+ XG+ XP+ XCH+ XCW G P CH C

La DENSIDAD calculada a partir de esta expresión se corresponde a la DENSIDAD REAL, al no poderse

introducir un término que contemple la presencia de AIRE.

T (°C)Densidad (Kg/m3)

Agua Proteínas Grasa Carbohidratos Cenizas

20 997.6 1289.4 916.4 1424.6 1743.4

30 995.2 1272.2 913.5 1413.3 1731.2

40 991.2 1258.4 906.7 1399.2 1719.8

50 986.8 1246.2 902.7 1386.4 1704.7

60 983.3 1231.4 894.3 1369.5 1691.5

D. Determinación de densidad aparente en materiales particulados: Un procedimiento frecuentemente

empleado consiste en pesar una cantidad determinada de muestra, m, (20 g según el British Standards

Institution, 50 g según el Estandar Continental), en una probeta, hacer vibrar un cierto numero de veces la

probeta y leer el volumen ocupado por el producto junto con el aire que le rodea (Va). La aplicación de la

siguiente ecuación permitirá calcular la DENSIDAD APARENTE de esta masa de producto

r= m Va

De esta forma, el valor obtenido depende de la geometría del producto, cantidad de muestra y método

exacto empleado para la determinación. Los valores de bibliografía se resumen en la siguiente tabla:

ProductoDensidad Aparente

(Kg/m3)Producto

Densidad Aparente

(Kg/m3)

Trigo 785 Sal 960

Harina 449 Azúcar 800

Avena (copos 513 Café (molido) 330

MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE DENSIDAD EN PRODUCTOS LÍQUIDOS AREÓMETROS O

HIDRÓMETROS




En el caso de productos líquidos, el procedimiento puede ser mucho más sencillo, pues basta con medir

con suficiente precisión el volumen que ocupa una determinada cantidad del líquido en cuestión. Con

este fin se han desarrollado los areómetros. Un areómetro de peso constante trabaja sobre la base de

que un cuerpo flotante desplaza su propio peso de fluido. El instrumento se coloca dentro del fluido y la

densidad es leída sobre una escala calibrada. Si el volumen del bulbo es V, la sección de la varilla es A y

se sumerge x, el volumen de liquido desplazado es Ax+V. El peso del líquido desplazado es (Ax+V), el

cual, por el principio de flotación es igual al peso del areómetro (W):

= W / (Ax+V)

Existen areómetros con escalas diferentes en función de la aplicación. Incluso se han desarrollado

algunas escalas especiales, como alcohómetros (escala en % de alcohol en volumen) sacarómetros Brix

(que proporcionan directamente el porcentaje en peso de sacarosa, o grados Brix), densímetros para

leche o lactodensímetro (escala 25 a 35: 1025 kg/m3 a 1035 kg/m3) aerómetros Twaddell (la lectura

multiplicada por 5 mas 100 da la densidad relativa con referencia al agua. Solo se emplea para líquidos

mas densos que el agua) aerómetros Baumé (escala que puede ser transformada a densidad relativa a

conociendo el valor de una constante según la expresión: = mB /(mB-lectura Baumé), en la que

mB=146.78

Muchas de estas escalas están relacionadas de manera que se puede encontrar un correlación entre

densidad, Brix y grados Baumé.


V

x

A



Tabla Relación entre Densidad Relativa, Escala Brix y Escala Baumé

Lectura Brix (°Brix) Concentración (g/L) Peso Especifico a 20°C Lectura Baumé (°Baumé)

0 0 1.000 0.00

5 50.9 1.0120 2.79

10 103.9 1.0400 5.57

15 158.9 1.0610 8.34

20 216.2 1.0829 11.10

30 338.1 1.1290 16.57

40 470.6 1.1785 21.97

50 614.8 1.2317 27.28

60 771.9 1.2887 32.49

MÉTODO EXPERIMENTAL

MATERIALES

Arroz, trigo, avena, Tolueno, diesel

Disoluciones de azúcar de diferente concentración Bomba de vacío

Leche entera y sin grasa Picnómetros

Manzana, pera Balanza analítica

Probetas Reglas

Pie de rey (calipper)

DETERMINACIONES

ALIMENTO MÉTODO

Arroz/trigoDeterminación de densidad aparente en materiales particulados

Manzana/ pera Picnómetro

Mermelada, MantequillaPredicción de la densidad a partir de la composición

Disoluciones de azúcar de diferente concentración AreómetroLeche entera y sin grasa Areómetro

OBSERVACIONES

Determinación de densidad aparente en materiales particulados:

Para esta determinación se toma una probeta y se pesa vacía. A continuación se llena hasta un

determinado nivel con la muestra y se vuelve a pesar. Posteriormente se somete a un procedimiento de

compactación (vibración) y se anota el volumen ocupado por la muestra. La densidad aparente se calcula




como masa de la muestra dividida por el volumen que ocupa. Las condiciones utilizadas en este método

han de ser perfectamente descritas para que los resultados obtenidos puedan ser comparados o

reproducidos. Además, es conveniente que la metodología reproduce al máximo la situación real que se

pretende estudiar

Picnómetro

Se cortan trozos de la muestra de forma cúbica, se pesan y se toma medida de las dimensiones de sus

lados con un pie de rey. El volumen se calcula multiplicando el valor obtenido para los tres lados y la

densidad como masa partido volumen. Al medir así el volumen se esta teniendo en cuenta el volumen

que ocupa el aire que esta en los poros del producto y, por tanto se trata de un volumen aparente. El

procedimiento usado es el siguiente.

1) Determinación de la capacidad exacta del picnómetro por pesada cuando esta lleno y vacío de

agua destilada a 20° C. m(p) y m(w), respectivamente

2) La densidad relativa del tolueno r(t) se determina por comparación del peso del tolueno en el

picnómetro, m(t), y el peso del agua destilada en el picnómetro a la misma temperatura, m(w),

según la ecuación:

r (tolueno)= m (t) - m(p) m (w) – m(p)

3) Se coloca una cantidad conocida de muestra (m) en el picnómetro con tolueno suficiente para

cubrir la muestra.

4) (*) Gradualmente se extrae el aire del picnómetro con bomba de vacío

Se pesa y aplicando la siguiente ecuación: r = r(tolueno) m / m (td)

en la que m(td) se corresponde con el peso del tolueno desplazado por la muestra, que puede

calcularse con la ecuación: m(td)= m – m(tm) – m(t) = m(t) + m – m(tm)

donde m(tm) es el peso del picnómetro con el tolueno y con la muestra.

Al haberse eliminado el aire en la etapa de vacio, la densidad que se determina es la real.

Areómetro

La metodología a seguir es en todos los casos la misma. Se trata de colocar una determinada cantidad

de muestra en una probeta, se coloca el areómetro y se rellena la probeta del líquido hasta que lo cubre.

Procurando que no queden burbujas de aire en el producto. Se controla la temperatura de la muestra.

Para leche utilizando lactodensímetros y para disoluciones de sacarosa utilizando areómetros Baumé.




RESULTADOS

Para el arroz determínese:

a) la densidad aparente

b) la porosidad () por la formula que la relaciona las densidades real y aparente, teniendo en

cuenta que la densidad real promedio del arroz es 1358- 1386 Kg/m3

Utiliza la siguiente expresión: = real - aparente

real

Para la manzana determínese:

a) la densidad real por el método del picnómetro

b) la densidad aparente

c) la porosidad por la formula que la relaciona las densidades real y aparente

Para la leche

a) determinar la densidad real medida para las distintas muestras

b) En función de los valores de densidad obtenidos asignar a cada muestra una justificación de los

resultados

Para las disoluciones

a) determinar la densidad real medida

b) a partir del valor de densidad obtenido, calcular cual es la concentración de la disolución (g

sacarosa / l disolución) sabiendo exactamente los Brix de la misma.

Para todas las muestras predecir el valor de densidad a partir de las ecuaciones de predicción basadas

en la composición del producto

a) determinar la densidad real a partir de su composición, justifica tus respuestas

DISCUSIONES

Comentar y justificar las diferencias con los valores experimentales, calculados y bibliografia.

CUESTIONARIO Y/O EJERCICIOS

1. Se requiere investigar la adulteración de un jugo de manzana al que se sospecha que se le adiciona

agua. Cada 100 g de jugo puro contiene 0.2 g de proteína y 10 g de hidratos de carbono. La

densidad del jugo bajo análisis es 1.022 g/cc.

¿Puedes confirmar si efectivamente se esta adulterando el jugo?

Si es así, ¿Cual es la cantidad de agua que se ha añadido?

CONCLUSIONES

Concluye en base a lo aprendido, recordado y la importancia del comportamiento adecuado y uso

adecuado de los equipos, reactivos y material del laboratorio




BIBLIOGRAFÍA

Como CITAR:

SI LA FUENTE DE INFORMACIÓN ES UN LIBRO O UNA TESIS. Smith, J.M., Van Ness, H.C., Abbott, M.M. (2007). Introducción a la termodinámica en ingeniería química. (7 ed.). (Alatorre Miguel, E., Fernández Alvarado, E. Sordo Zabay, E. trad.). México, D.F.: Mc Graw-Hill,350, 358-359. Román-Álvarez, E. (2007). Estudio de variabilidad genética en plantas de la zona sur de Guadalajara. (Tesis doctoral, Universidad Autónoma de Guadalajara): 200-220. SI LA FUENTE DE INFORMACIÓN ES UN ARTÍCULO. Simeonov, I., Queinnec, I. (2006), “Linearizing control of the anaerobic digestion with addition of acetate (control of the anaerobic digestion)”, Control Engineering Practice, 14 (7): 799-810. SI LA FUENTE DE INFORMACIÓN ES UN CAPÍTULO DE LIBRO. Mettam, G.R., Adams, L.B.. (1999). “How to prepare an electronic version of your article”, in Introduction to the Electronic Age (Jones, B.S. , Smith. W.Z. Eds.). New York: E-publishing Inc.,281-304.SI LA FUENTE DE INFORMACIÓN ES UNA PAGINA ELECTRÓNICA. Van der Werf, J. H. J. 2000. MTBLUP [online]. Excel program for Selection Index. Tomado de la red mundial el 01-10-2004: http://www-personal.une.edu.au/~jvanderw/software.htm




Practica No 4 PROPIEDADES MORFOGEOMÉTRICAS DE ALIMENTOS

Unidad teórica correspondiente II

OBJETIVO

Analizar un caso viable, real y actual de la influencia y la adecuación de materiales vegetales con formas

geométricas.

INTRODUCCIÓN

Al estudiar la forma y tamaño de los alimentos nos encontramos con dos casos bien diferenciados: los

productos agrícolas, en los que la forma y tamaño se puede apreciar a simple visita, y los alimentos

pulverulentos (café molido, leche en polvo, etc.) en los que la diferenciación de la forma y el tamaño

requiere técnicas totalmente distintas. Estas propiedades no solo tienen connotaciones hedónicas que

definen el grado de aceptabilidad del consumidor, sino que influyen en casi todos los procesos a que son

sometidos los productos antes de llegar al mercado (facilidad de cosecha, empaque, dificultad en el

trasporte, etc.) La distribución de las fuerzas deformadoras en las distintas etapas del procesado fresco

es función de la forma y tamaño del producto. Ejemplo de esto es que se han hecho considerables

esfuerzos por conseguir variedades de tomates cuadrados para facilitar su procesado.

MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE FORMA Y TAMAÑO

Las semillas, granos, frutas y hortalizas tienen una forma irregular y teóricamente seria necesario

especificar un número infinito de parámetros para definirla. Desde un punto de vista practico, en la

mayoría de los casos es suficiente la medida de varios ejes perpendiculares entre sí. Sin embargo, el

número de medidas necesarias aumenta al aumentar la irregularidad de la pieza.

El uso de cartas estándar con el cual se comparan secciones trasvensales y longitudinales del materias

con formas descritas para algunos productos determinados




Estándar para describir la forma de manzana

Tabla de términos para la descripción de la forma de frutos y vegetales

SECCIÓN FORMA DESCRIPCIÓN

Longitudinal

Redonda Aproximadamente esférica

Achatada Aplastada por parte superior e inferior

Alargada Diámetro vertical>diámetro horizontal

Cónica Estrecha hacia el ápice del fruto

Ovalada Forma de huevo, ancha en la base

Ovalada Forma de huevo, ancha en el ápice

Elíptica Elipsoide de revolución

Truncada Extremos aplanados o cuadrados

Desigual Una mitad mas alargada que la otra

Horizontal

Angulada Sección horizontal: bordas mas o menos aplanados

Regular Sección horizontal: aproximadamente circular

Irregular Sección horizontal: muy poco circular




REDONDEZ Consiste en determinar la parte que le hace falta a un sólido para ser perfectamente

redondo.

POROSIDAD Es el porcentaje de espacios vacíos de materiales no consolidados, que tiene su

importancia en procesos en los que el aire debe circular a través del producto, como en los empaques.

ESFERICIDAD El fundamento geométrico del concepto de esfericidad descansa sobre la igualdad

isoperimétrica de una esfera.

REQUERIMIENTOS

Distintas frutas y hortalizas (brócoli, sandia, melón, tomate, naranja, pera), frutos secos y granos, semillas

y cereales, productos cárnicos, etc.

PROCEDIMIENTO

1. Analiza el la forma y tamaño de los alimentos

2. Coloca en los contenedores de plástico los diferentes alimentos y pesa su contenido, justifica tus

respuestas de tus resultados

3. Lee el siguiente apartado y comparte

SANDÍAS CUADRADAS

¿Problemas manteniendo la sandía quieta en la nevera? ¿O para cortarla sin causar un desastre?

Pues hace 20 años, un agricultor japonés de la isla de Shikoku inventó la solución: sandías cuadradas.

La conveniente fruta puede encontrarse finalmente en los supermercados y tiendas de Tokio y Osaka,

claro está, si se está dispuesto a pagar alrededor de US$ 83 por cada sandía.

¿Cómo lo hacen?




No se trata de ninguna manipulación genética: es una alteración en el crecimiento de la fruta. Los

agricultores colocan un vaso de vidrio cuadrado alrededor de la fruta cuando está creciendo y dejan que

la naturaleza haga el resto.

RESULTADOS

1. Realiza una reseña de las diferentes formas geométricas de frutas y hortalizas, productos cárnicos, etc.

analizando su impacto en el mercado actual, realiza un análisis desde el punto de vista tecnológico y de

mercado de las propiedades y formas geométricas de los productos.

2. Identifica las sección longitudinal y corte trasversal de los productos

3. Reporta tus resultados de acomodo en las cajas plásticas masa/volumen ocupado, y justifica tus

respuestas

4. Calcula la REDONDEZ de todos los productos en base a:

Siendo el ÁREA DEL PRODUCTO, el área proyectada del objeto en posición de reposo natural y Área de

circulo circunscrito, el área del circulo mas pequeño circunscrito. El área se obtiene por proyección o trazado.

DISCUSIONES

Comentar y justificar las diferencias con los valores experimentales.

CUESTIONARIO Y/O EJERCICIOS

1. Identifica la sección trasversal y longitudinal de los siguientes productos




CONCLUSIONES

Concluye en base a lo aprendido, recordado y la importancia del comportamiento adecuado y uso

adecuado de los equipos, reactivos y material del laboratorio

BIBLIOGRAFÍA





Practica No 5, 6 Y 7ISOTERMAS DE SORCIÓN DE AGUA: OBTENCIÓN PARA

CEREALES DE DESAYUNO

Unidad teórica correspondiente III

OBJETIVO

Determinación de las isotermas de sorción de agua: Aplicación del modelo de BET

INTRODUCCIÓN

ISOTERMAS DE SORCIÓN DE AGUA

El agua contenida en un sólido ejerce una presión de vapor en la interfase sólido-gas que depende de la

naturaleza del sólido, estado de su superficie, contenido en humedad y temperatura. Si se sitúa un sólido

higroscópico en contacto con una atmósfera de humedad relativa y temperatura constantes, ganará o

perderá agua hasta alcanzar un contenido en humedad determinado. En este momento, la presión de

vapor del agua en la interfase será igual a la presión parcial del vapor de agua en el ambiente que rodea

al sólido, es decir, el sólido húmedo y el aire estarán en equilibrio; el contenido de humedad del sólido

será su humedad de equilibrio en las condiciones de temperatura y humedad relativa del aire en que se

desarrolló el experimento.

La “isoterma de sorción (del agua) de un sólido” se define como la representación de la cantidad de

agua adsorbida para cada valor de la humedad relativa del aire que rodea al material a una temperatura

constante.

La “actividad del agua en un sólido húmedo”, aw, se define por la ecuación:

(1)

donde: p= presión de vapor del agua en la superficie del sólidopo= presión de vapor del agua pura a la temperatura del sólido

Por otra parte, la humedad relativa del aire, HR, se define como la relación:

(2)

donde: pv= presión parcial del vapor de agua en el airepo= presión de vapor del agua pura a la temperatura del aire

En el equilibrio se cumple que: (3)

por lo que se deduce que:




(4)Por este motivo, muchos autores expresan la actividad de agua en un sólido húmedo como la humedad

relativa de equilibrio, ERH.

La isoterma de equilibrio puede obtenerse por dos caminos:

a) Colocando el sólido completamente seco bajo diferentes atmósferas de humedad relativa

creciente y midiendo el aumento de peso debido al agua (FENÓMENO DE ADSORCIÓN).

b) Sometiendo el material, inicialmente húmedo, a las mismas humedades relativas, midiendo en

este caso la perdida de peso (DESORCIÓN)

Sin embargo, es frecuente que muchos casos obtener las llamadas isotermas de trabajo, que parten del

producto con una humedad intermedia e incluyen, por tanto, un tramo de adsorción y otro de deserción.

Las isotermas de equilibrio de los materiales biológicos (altamente heterogéneos) representan las

propiedades higroscópicas integradas de numerosos constituyentes, que varían de una muestra a otra

para un producto dado.

Numerosos estudios revelan la interdependencia de estas isotermas con las características físicas,

químicas y termodinámicas y con la estabilidad de los alimentos deshidratados o congelados. El

conocimiento del equilibrio higroscópico de los alimentos es de gran utilidad dado que contribuye a un

mejor conocimiento de la cinética de secado y permite, asimismo, predecir los cambios de humead del

producto durante su almacenamiento al variar la humedad ambiental, y, en consecuencia, obtener

conclusiones sobre su posible estabilidad frente a alteraciones de tipo enzimático, microbiológico o

químico.

En efecto, la humedad residual de los alimentos deshidratados desempeña un papel fundamental en la

estabilidad de estos durante el almacenamiento, puesto que puede influir imprimiendo movilidad a ciertos

constituyentes y produciendo cambios de fase, siendo ambos fenómenos causantes de reacciones de

deterioro.

Tradicionalmente se venía aceptando que la estabilidad de los alimentos frente a las alteraciones durante

el almacenamiento era tanto mayor cuanto menor fuese su contenido en humedad. Frente a esta

creencia se oponen muchos investigadores que demuestran que la máxima estabilidad de los alimentos

se obtiene con la humedad correspondiente a una capa monomolecular de agua adsorbida.




Otros autores indican que el contenido de humedad optimo para el almacenamiento de alimentos es

superior al de la capa monomolecular. A este contenido de humedad, determinado por la ecuación de

Caurie, se la llama “contenido de humedad de seguridad para la estabilidad”.

Al representar gráficamente las isotermas de equilibrio de los productos agrícolas, se obtienen curvas de

formas diferentes, si bien mas frecuentemente es de forma sigmoidal, del tipo que muestra la figura 1.

Figura 1. Representación de una isoterma tipo

La isoterma puede dividirse en varias regiones dependiendo del estado del agua presente:

-Región A: corresponde a la absorción de una capa monomolecular de agua sobre “puntos activos”.

-Región B: corresponde a la absorción de una capa monomolecular de agua encima de esta capa

monomolecular.

-Región C: corresponde a la condensación de agua en los poros del material, seguida por la disolución

del material soluble presente.

El conocimiento de una ecuación empírica o teórica que describa la isoterma de absorción es de sumo

interés para poder predecir las condiciones de equilibrio cuando se mezclan productos con distintas

actividades del agua. Igualmente se puede predecir el tiempo de vida comercial útil de un alimento

deshidratado envasado de un material de permeabilidad conocida, y a partir de la utilización de ciertas

ecuaciones de isotermas se determinan los valores de parámetros que nos informa acerca de la

estabilidad de los alimentos.

ECUACIÓN: MODELO DE B.E.T.

La teórica cinética de Brunauer, Emmett y Teller (1938) goza de gran difusión en el campo de los

alimentos. Los autores suponen que el agua adsorbe en forma de capas: la primera se fija por absorción

sobre puntos específicos, y las siguientes se fijan entre si y a la primera mediante puentes de hidrogeno.




El diámetro de los capilares limita el numero de capas adsorbidas.

Esta teoría se basa en las siguientes hipótesis:

a) El calor de adsorción de la primera capa Q1, es constante e igual al calor de vaporización Hv,

mas un termino que engloba la energía termina de interacción entre las moléculas de agua y los puntos

de adsorción Qi.

b) El calor de absorción de las siguientes capas, Qj, es igual al calor de vaporización Hv, es decir

las propiedades de evaporación y condensación de estas moléculas son las mismas que las de estado

líquido.

c) La adsorción se verifica únicamente sobre puntos específicos.

Adamson (1963) ha indicado que la ecuación BET puede deducirse cinéticamente, por mecánica

estadística y por consideraciones termodinámicas.

(5)

donde:

we= humedad del producto en equilibrio (kg agua / kg sólido seco)wo= humedad del producto correspondiente a una capa monomolecular de agua adsorbida (kg agua / kg sólido seco).aw= actividad de agua, o humedad relativa del aire en el equilibrio C= K . exp [(Q1-Hv)/ R . T] = K . exp [Qs/ R.T]K= constanteQ1= calor de vaporización de la primera capa monomolecularHv= calor de vaporización normal de aguaR= constante de los gases T= temperatura absolutaQs= calor de absorción

La ecuación de BET puede linealizarse de la forma:

(6)

Representando el primer miembro frente a aw se obtiene una recta de curvas pendiente y ordenada en el

origen se pueden calcular el valor de wo de la humedad correspondiente a la capa monomolecular de

agua adsorbida y el valor de la constante C. característica del material.

MATERIALES

-Copos de cereal para el desayuno de cuatro diferentes marcas, -Balanza analítica




-Frascos herméticos con recipientes para sal, timol y -Sales de aw conocida


Los datos de equilibrio se determinaran por la técnica basada en la determinación del contenido en

humead de muestra después de que esta ha alcanzado el equilibrio con un aire de humedad relativa

conocida. Esta técnica se basa en el hecho de que en un recipiente herméticamente cerrado se coloca

una solución salina saturada, se origina en el espacio libre por encima de la solución un ambiente de

humedad relativa conocida, cuyo valor depende solamente de la temperatura.

En el mismo recipiente se introduce una cantidad de muestra pesada y de humedad conocida. La

muestra tendrá a perder o ganar humedad hasta alcanzar un contenido en equilibrio con la humedad

relativa ambiente a la temperatura constante a la que se realiza la experiencia. Si la muestra posee una

humedad inferior a la del equilibrio, tomara agua del ambiente que la rodea, contrariamente la cederá al

ambiente si su humedad es superior a la correspondiente del equilibrio. En ambos casos la humedad

relativa ambiente permanece constante, ya que la solución saturada absorbe las variaciones de

humedad.

Las distintas humedades relativas (ERH=aw) se consiguen con soluciones saturadas de distintas sales

(hay que procurar que haya siempre un exceso de sal no disuelta para asegurar la saturación)

El producto comienza entonces a modificar su contenido en humedad, tomando agua del ambiente que le

rodea o cediéndola. A intervalos regulares de tiempo (una vez a la semana), se pesa las muestras,

procurando que el proceso sea lo mas rápido posible y manteniendo durante la pesada el frasco cerrado,

variando lo menos posible el ambiente creado en su interior. Esto permite conocer la cinética del proceso

de absorción o desorción, así como la humedad de equilibrio. Cuando el peso permanece constante, de

da por terminado el experimento.




RESULTADOS

a) Presentar en forma de tabla los resultados obtenidos

b) Determinación de la humedad inicial

c) Calculo de las humedades de equilibrio (we)

Por diferencia del valor de la pesada final con el de la inicial, se obtiene el incremento de peso producido

en la muestra de cada frasco durante el experimento. Con el valor de la humedad inicial y la variación de

peso, se calcula el contenido de humedad de equilibrio, expresado en base seca.

d) Representar la isoterma de sorción

e) Evaluar de forma subjetiva, el producto de cada una de las cámaras en cuanto a crujiencia y color

f) Establecer en función del análisis efectuado en el apartado e), el contenido en humedad critico y

la actividad de agua critica que definen la perdida de calidad textural del producto.

CUESTIONARIO

1. INDICA la Ecuación que define aw

2. La isoterma de equilibrio puede obtenerse por dos caminos:

a) Fenómeno de ________________________Colocando el sólido completamente seco bajo diferentes atmósferas de humedad relativa creciente y midiendo el aumento de peso debido al agua.

b) Fenómeno de ________________________Sometiendo el material, inicialmente húmedo, a las mismas humedades relativas, midiendo en este caso la pérdida de peso.

DISCUSIONES

Explica y justifica tus resultados

CONCLUSIONES

Las conclusiones no deben ser ideas extraídas de los textos consultados sino de conceptos importantes

extraídos del análisis de resultados reforzando la idea con lo señalado al respecto en la bibliografía.

No es una conclusión decir que se cumplió el objetivo de la práctica simplemente, si quieren aclarar este

punto tienen que dar una explicación del porque se cumplió el objetivo de la práctica.

BIBLIOGRAFÍA Cita adecuadamente (ver criterios de evaluación)




Practica No 8 ACTIVIDAD DE AGUA. PREDICCIÓN Y MEDIDA

Unidad teórica correspondiente III

OBJETIVO

Conocer diferentes técnicas utilizadas en la medida experimental de la actividad de agua de un producto.

Comparar los resultados experimentales con los obtenidos a partir de ecuaciones teóricas de predicción

(composición del producto: Ec. Norrish)

INTRODUCCIÓN

El potencial químico de un determinado componente en un sistema mide la “tendencia a escapar” que

presentan las moléculas de dicho componente. Si consideramos un sistema formado por agua como

disolvente, cuando mayor sea la presencia de solutos en el medio, mas retenida estará el agua por ellos y

menor será su potencial químico. Si el sistema se encuentra en equilibrio, la medida del potencial químico

nos permite conocer la actividad de agua según:

siendo, n número de moles, R la constante de los gases perfectos, T la temperatura y el potencial

químico del disolvente puro en el estado de referencia. Por tanto, la actividad de agua se ve influenciada

por la presencia de solutos en el medio, tanto por el tipo como por la cantidad.

Existen numerosos equipos que permiten hacer determinaciones experimentales de la actividad de agua,

pero también existen ecuaciones para predecir su valor que tienen en cuenta la composición del sistema.

EQUIPOS DE MEDIDA EXPERIMENTAL

Se utilizara un higrómetro de condensación o de punto de rocio (Decagon Aqualab) basado en la

determinación de la temperatura de condensación del aire en equilibrio con la muestra. Para determinar

esa temperatura, el equipo consta de un espejo con sistema refrigerante. La temperatura del espejo

desciende hasta que, en un momento dado, empieza a condensar el aire que esta en contacto con el, de

forma que la formación de rocío es detectada por unas células fotoeléctricas. En este momento un censor

registra la temperatura de la cámara de equilibrado. Conocidas ambas como temperaturas, puede

determinarse la humedad relativa.

Normalmente estos aparatos constan de tablas de doble entrada, a las que se entra leyendo la

temperatura seca y la de rocio y dan directamente la actividad de agua. La exactitud de las medidas con




este método es bastante alta (±0.003) y pueden efectuarse determinaciones en todo el intervalo de

actividad de agua, con la ventaja de la rapidez.

ECUACIONES DE PREDICCIÓN DE LA ACTIVIDAD DE AGUA

-BASADAS EN LA COMPOSICIÓN

Como la actividad de agua es un parámetro que aparece como consecuencia de la presencia de solutos

en el medio, se han desarrollado muchas ecuaciones que tratan de relacionar la composición con la

actividad de agua, bien directa o indirectamente. Por ejemplo para muestras con una importante cantidad

de agua en las que se puede asumir un comportamiento de las mismas similar al de las disoluciones, se

podrán aplicar precisamente, las ecuaciones que se aplican a dichas disoluciones. Así, dependiendo de

que se pueda asumir un comportamiento ideal o real como consecuencia de la presencia de solutos

macromoleculares o de electrolitos podrán utilizarse, entre otras, ecuaciones como la de Raoult, Norrish o

Pitzer. En el caso de las frutas, materia prima objeto de estudio en esta práctica, los componentes

mayoritarios son agua y azucares. Si se desconoce la composición en azúcares, una ecuación apropiada

para la predicción de la actividad de agua puede ser la de Norrish

aunque el valor será mas exacto si se conoce la cantidad en que están presentes los distintos azúcares,

en cuyo caso se podrá utilizar la ecuación generalizada

siendo, aw actividad de agua

xw fracción molar de agua

xi fracción molar de soluto

ki constante de Norrish

VALORES DE LA CONSTANTE K DE LA ECUACIÓN DE NORRISH

SOLUTO -KSacarosa 6.47Glucosa 2.25Fructosa 2.25Azúcar Invertido 2.25Sorbitol 1.65Glicerol 1.16Chirife et al., 1980




ln aw = ln Xw – [(-K1)½ X1 + (-K2)½ X2 +(-K3)½ X3 ……………………..(-Kn)½ Xn]2

Ecuación en el cual Kn y Xn son los coeficientes binarios y la fraccion mol del soluto, respectivamente.

Los valores de K son representados en la Tabla anterior.

Ecuación de Ross (1975)

aw = (aw)1 (aw)2 (aw)3……………………

EJEMPLO

1) Determínese la aw de una mermelada de mango con 36.8% de humedad, 24.0% de azucares no

reductores (sacarosa) y 32.1% de azucares reductores, con una aw medida de 0.88

Base 100g

Moles de agua = (36.8/18)=2.044

Moles de sacarosa = (24.0/342) =0.070

Moles de glucosa = (32.1/180) = 0.1783

Solución sacarosa-agua

Moles totales = 2.044 + 0.07 = 2.114

X1 = (2.044/2.1144)=0.9669

X2 = 0.0331

Solución glucosa-agua

Moles totales = 2.044 + 0.1783 = 2.2223

X1 = (2.044/2.2223)=0.9198

X2 = 0.0802

2) Predicción de la actividad de agua

Solución sacarosa-agua

K= -6.47 (Norrish)

aws = 0.9669 exp [(-6.47)(0.0331)2] = 0.9601

Solución glucosa-agua

K= -2.25 (Norrish)

awg = 0.9198 exp [(-2.25)(0.0802)2] = 0.9066

Aplicando la ecuación de Ross se obtiene la actividad de agua:

aw = (0.9066)(0.9601)= 0.87




MEDICIÓN DE LA ACTIVIDAD DE AGUA

Para realizar las mediciones, se coloca la cápsula con la muestra en la cámara de equilibrado, se cierra y

se inicia de lectura.

MATERIALES

Equipo de medición de la actividad de agua Balanza Termobalanza Productos alimenticios de diferentes actividades de agua Base de datos de Agricultural Research Service United States Department of Agriculture http://ndb.nal.usda.gov/ Full Report Refractómetro

RESULTADOS

1. Elaborar una tabla con los datos de humedad, °Brix, % sacarosa (asumiendo que este es el único

azúcar) (para manzana 20:20:60 de sacarosa, glucosa y fructosa, respectivamente)

2. Reportar las lecturas de equipo y justificar sus valores

3. Calcular la actividad de agua según la ecuación de Norrish y comparar resultados predichos con los

experimentales.

CUESTIONARIO

Coloca la letra F (falso) o la letra V (verdadero) según consideres las siguientes frases:

1. La isoterma de sorcion del agua es una forma adecuada de analizar el grado de interacción del agua con el sustrato. ( )

2. La aw: agua fuertemente ligada correspondiente a una aw de 0.2 a 0.3 ó inferior ( )3. El contenido de humedad optimo para el almacenamiento de alimentos es superior al de la capa

monomolecular ( )4. El conocimiento de una ecuación empírica o teórica que describa la isoterma de absorción no puede

predecir el tiempo de vida comercial útil de un alimento deshidratado envasado de un material de permeabilidad conocida ( )

5. La actividad de agua depende de la temperatura dado que ésta influye también sobre la presión de vapor de agua de las soluciones pero el efecto es pequeño con la mayoría de los solutos salvo que las soluciones sean saturadas. ( )

6. La sal y el azúcar son los solutos que habitualmente se añaden a los alimentos para reducir la aw.( )

7. En el rango de .80 a .60 de aw crecen sin impedimento alguno todos los microorganismos causantes de toxiinfecciones alimentarias y los que habitualmente dan lugar a alteraciones, excepto los xerófilos y halófilos extremos. ( )

8. La aw está relacionada con el punto de congelación y con el de ebullición así como con la humedad relativa en equilibrio (HRE) y la presión osmótica. ( )

9. La aw de un alimento es imposible reducirla aumentando la concentración de solutos en la fase acuosa de los alimentos mediante la extracción del agua o mediante la adición de solutos.

( )


http://ndb.nal.usda.gov/



DISCUSIONES


CONCLUSIONES





BIBLIOGRAFÍA





Practica No 9 y 10

MEDIDA DEL COLOR I, II

MEDIDA DEL COLOR Y BRILLO DE ALIMENTOS SÓLIDOS Y

LIQUIDOS

Unidad teórica correspondiente IV

El color es un factor muy importante en cualquier actividad y es imposible imaginar nuestro entorno sin él.

Industrialmente puede ser una característica en la fabricación del material, es determinante para el éxito

comercial de innumerables productos y es imprescindible su control, lo que supone poder medir y

comparar el color

OBJETIVO

Analizar la problemática que plantea la técnica de medida del color en cuanto a la elección del equipo,

sistema de medida y condiciones de la muestra.

INTRODUCCIÓN

Entre los factores que contribuyen al aspecto de un producto: propiedades ópticas (COLOR, BRILLO

OPACIDAD/TRASLUCIDEZ), propiedades geométricas (FORMA, TAMAÑO), etc., el color ocupa un lugar

preferente entre los factores que definen su calidad, hasta el punto que pueden ser rechazado o aceptado

si la impresión visual que produce no coincide con el estándar aceptado como bueno. Esto es así porque

el color ésta correlacionado, muchas veces, con la calidad nutricional, estado sanitario, defectos

externos o internos, grado de madurez de frutos, concentración en determinados colorantes, etc.,

por lo que la medida del color puede ser una forma rápida de controlar algunos parámetros o

características del producto más difíciles de evaluar por otros procedimientos. Así algunas aplicaciones

concretas en el ámbito de la Tecnología de Alimentos son:

CONTROL DE CALIDAD EN PRODUCCIÓN: clasificación de productos frescos, control de alteraciones

durante el procesado, control del grado de refinado o humectación de productos pulverulentos, etc.

CONTROL AUTOMÁTICO DE PROCESOS: horneado/tostado, clasificación automática de frutas, etc.

CONTROL DE LAS CONDICIONES DE ALMACENAMIENTO: cinética de deterioro de pigmentos,

procesos de pardeamiento, cambios bioquímicos en frutas, carne, pescado, maduración de quesos, etc.

El color observado es la combinación de dos interacciones:

a. Interacción de la radiación electromagnética (EM) visible con la materia: color físico

b. Interacción de la luz difundida por el objeto, como consecuencia de la interacción anterior, con el ojo

humano.




El color físico es el resultado de la interacción de la radiación electromagnética visible (380-770 nm) con

la materia del producto observado. El color percibido es, obviamente, consecuencia del color fisico de un

objeto, de manera que existe una relación entre sus espectro de reflexión o transmisión y los atributos de

color que percibimos.

La visión del color se logra gracias a la existencia de tres tipos diferentes de conos en la retina: uno

sensible al rojo, otro al verde y otro al azul. Cada uno de ellos envía su sensación al cerebro, que

adquiere, en consecuencia, una información tridimensional del color. La medida del color pretende

cuantificar la sensación del color recibida por el celebro a través del ojo. En 1931 la CIE (Commision

Internacional de l’Eclairage) propuso el diagrama RGB (red, green, blue) para representar

cuantitativamente el color de un objeto en términos de la cantidad de cado uno de los pigmentos que lo

componen (Figura 1)

El espacio de color CIE-L*a*b* es un sistema cartesiano formado por 3 ejes: L*, a* y b* (L: luminosidad,

varia de 0 a 100, a: representa la variación rojo-verde y b: representa la variación amarillo-azul), y a partir

de estos tres valores se pueden obtener las coordenadas psicométricas o atributos de color percibido el

tono y el croma

MEDIDA DEL COLOR

Los sistemas para la medida del color pueden ser de dos tipos: subjetivos y objetivos. En los primeros se

determina el color por comparación visual del objeto a medir con colores previamente catalogados y

cuantificados; en el segundo hay que hacer uso de medidas físicas (espectro visible). Un esquema de los

distintos sistemas es el siguiente:

MÉTODOS SUBJETIVOS




-Atlas colorímetros

-Colorímetros visuales

Aditivos (Discos colorímetros)

Sustractivos (Lovibond)

MÉTODOS OBJETIVOS

-Colorímetros fotoelectronicos

-Espectrofotómetros

Los espectrofotómetros y/o espectrocolorímetros son los aparatos fundamentales para la medida exacta

de un color, ya que da la composición espectral que es la esencia de cualquier problema colorímetrico. La

forma de obtener el espectro de transmisión o reflexión depende del tipo de muestra, líquidos/sólidos.

REQUERIMIENTOS

Mermeladas Aceites Vegetales Vino (tinto, blanco y rosado) Especto colorímetro Minolta Espectrofotómetro

PROCCEDIMIENTO

a. Medida del color de la mermelada con el colorímetro MINOLTA

Este equipo permite una medida objetiva del color, a través de la cuantificación de la luz reflejada por la

muestra. Al equipo hay que hacerle una calibración del blanco y seleccionarle es sistema de referencia

deseado. Con el fin de analizar la influencia de las condiciones de medida sobre el resultado, se

realizaran, por triplicado las mediciones indicadas.

b. Determinación del color en vinos utilizando el espectrofotómetro

Este equipo permite una medida objetiva del color, a través de la cuantificación de la luz trasmitida por la

muestra: se trata de determinar el espectro completo de trasmitancia de las diferentes muestras dentro

del espectro visible (360<<775), tomando intervalos de longitud de onda de 10nm.

RESULTADOS

Mermelada:

1. Analiza mediante un comentario, la influencia del color de la cubeta de medida en los datos obtenidos

2. Calcula tono y croma

3. Analiza mediante un comentario la influencia del sistema de referencia (iluminante y observador)




elegido en el valor de las coordenadas

4. Calcular que factor es el que conlleva una mayor diferencia de color entre las muestras y calcula E*

para las muestras

5. Podría utilizarse el color como método de control de calidad de mermeladas? Justifica la respuesta.

Vino

1. Determinar la diferencia de color que existe entre el vino tinto, blanco y rosado.

CUESTIONARIO

SUBRAYA LA RESPUESTA CORRECTA

1. Cuando un rayo de luz blanca incide sobre un objeto ocurren varios fenómenos simultáneamente:

1. Existe una reflexión en la superficie.

2. Ocurre una refracción dentro del objeto

3. Ambas respuestas son correctas.


1. Parte de la luz se trasmite a través del objeto.

2. Parte de la luz se difunde.

3. Ambas respuestas son correctas

3. cuando un rayo de luz blanca incide sobre un objeto ocurren varios fenómenos simultáneamente:

1. Existe una reflexión en la superficie.

3. Parte de la luz se trasmite a través del objeto.



1. Parte de la luz se difunde.

2. Y otra parte se absorbe.


EJERCICIO

1. La adición de nitrito de sodio es una práctica frecuente en la elaboración de pate como conservante de la

calidad del producto. En una experiencia para determinar la influencia de su concentración en el color, se

detecto que ésta no era relevante en los valores de luminosidad y de b*, pero si en los valores de la

coordenada a*. El valor medio de L* fue 56.74 y de b* 19.49. Los valores de a* a las diferentes

concentraciones aparecen en la tabla adjunta.

Concentración de nitrito de sodio

(mg/Kg)0 30 60 90 120

a* 7.7 5.3 4.2 4.5 4.0




a) ¿Cual será la concentración máxima de nitrito de sodio que recomendarías si se permite una

diferencia de color (E*) máxima respecto al paté sin aditivos de 3 unidades?

b) Calcular el tono y el croma de la muestra con 30 mg/kg de nitrito de sodio

c) Según los resultados obtenidos ¿hacia qué tonalidad evoluciona el paté si no se le añade el nitrito?

DISCUSIONES


CONCLUSIONES





BIBLIOGRAFÍA





Practica No 11, 12, 13 y 14 CARACTERIZACIÓN TEXTURAL DE ALIMENTOS:

USO DEL TEXTURÓMETRO I, II

Unidad teórica correspondiente V

OBJETIVO

Determinar las propiedades mecánicas de alimentos sólidos por medio de un instrumento de medición de

fuerza bajo diferentes regímenes de deformación para conocer los parámetros que intervienen en el

comportamiento mecánico de este tipo de alimentos.

METODOLOGÍA

Para hacer las determinaciones se usa el analizador de textura TA-XT2 siguiendo las indicaciones

proporcionadas previamente por el responsable del curso de laboratorio. El tratamiento de los datos

primarios se hace de acuerdo con los procedimientos revisados en la literatura. En los materiales que se

deban cortar puede usarse un sacabocados cilíndrico. Se prefieren piezas cilíndricas cuya relación

altura/diámetro sea la unidad. Las piezas rectangulares o cúbicas son más difíciles de cortar con

precisión. Se requiere un micrómetro o un vernier para medir las dimensiones de los especimenes.

PRUEBAS DE COMPRESIÓN Y RELAJACIÓN

1. Corte un espécimen cilíndrico como ya se indicó arriba.

2. Mida sus dimensiones.

3. Pegue en cada uno de sus extremos una pequeña hoja de papel aluminio.

4. Calibre el TA-XT2 de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

5. Coloque la punta cilíndrica de prueba de 25.4 mm de diámetro y base plana en el analizador de

textura.

6. Seleccione las unidades de fuerza, distancia, velocidad y demás.

7. Seleccione los parámetros mostrados en la Tabla 2.

8. Ajuste la deformación a 25% o alguna deformación dentro del limite elástico de la muestra.

9. Ejecute la prueba y guarde los datos.

10. Reporte sus resultados en las Tablas 3 y 4.




CÁLCULOS

1. Separe los datos en dos grupos: compresión y relajación.

2. Trace el esfuerzo contra la deformación para cada prueba de compresión. Determine las diferencias

entre los especimenes.

3. Localice la porción lineal inicial en la curva anterior. Calcule el módulo elástico (esfuerzo/deformación)

durante la etapa inicial de la compresión. De manera opcional puede trazar un línea recta que conecte el

origen con un punto a 2% de deformación. Este es el método de la secante para determinar el módulo.

4. Calcule el módulo de compresión (E) del material sobre este intervalo. ¿Es este valor una propiedad

del material? ¿Cómo se compara esta calificación con la calificación sensorial subjetiva?

5. Para cada alimento, determine el grado de relajación expresado como porcentaje del esfuerzo máximo.

¿Cuál alimento relaja más? ¿Qué le dice esto sobre el alimento?

DEFORMACIÓN TRIPUNTUAL

En esta prueba se compararán las propiedades de fractura de diferentes tipos de galletas y frituras y

alimentos crujientes.




1. Coloque el dispositivo de deformación tripuntual en el TA-XT2. Mida la separación entre las barras

paralelas sobre la plataforma. Asegúrese de que la separación entre las dos barras del fondo sea

suficiente para soportar todas las muestras y que la cuchilla superior descienda en el punto medio de las

barras del fondo.

2. Calibre la fuerza de acuerdo con las instrucciones del fabricante del equipo.

3. Seleccione los parámetros de la Tabla 5.

4. Mida cuidadosamente todas las dimensiones de la galleta o la fritura.

5. Coloque la muestra sobre las barras paralelas de soporte directamente bajo la punta de prueba. Baje la

punta hasta aproximadamente 3 mm arriba de la muestra y céntrela.

6. Ejecute la prueba y guarde los resultados.

CÁLCULOS

1. Punto de fractura. Calcule el esfuerzo de flexión crítico y la deformación de flexión crítica en la fractura.

2. Módulo inicial. Tome dos puntos sobre la porción inicial recta de la pendiente ascendente y úselos para

calcula el módulo de flexión.

3. Determine el módulo de tenacidad, esto es, el trabajo consumido por unidad de volumen hasta la

deformación crítica.

4. Compare entre sí los gráficos de fuerza contra distancia y esfuerzo contra deformación. ¿Cómo y por

qué son diferentes?

5. Compare los diferentes alimentos y reporte sus resultados como en las Tablas 6, 7 y 8.




PRUEBAS DE EXTENSIÓN

En esta prueba se compararán las diferencias en extensión entre tortillas de maíz y tortillas de trigo.

1. Coloque la punta cilíndrica de 25.4 mm de diámetro en el TA-XT2.

2. Calibre el analizador siguiendo las instrucciones del fabricante del equipo.

3. Seleccione los parámetros mostrados en la Tabla 9.

4. Use tortillas de maíz y de trigo.

5. Corte cuadros de 10 x 10 cm.

6. Perfore sus cuatro esquinas.

7. Coloque la tortilla en el dispositivo y asegúrela bien con los tornillos al marco.

8. Coloque la muestra sobre la plataforma directamente bajo la punta. Baje la punta hasta

aproximadamente 3 mm por arriba de la muestra y céntrela.

9. Ejecute la prueba y guarde los datos.

Cálculos

1. Trace la gráfica fuerza contra deformación con ambas tortillas en el mismo eje.




2. ¿Qué le dice esto sobre las tortillas? ¿Cuál es más extensible?

3. ¿Dónde están los puntos de ruptura? ¿Qué forma tendrían las gráficas si las muestras estuvieran a la

temperatura de refrigeración?

4. ¿Cómo se afectarían los resultados para muestras con diferentes espesores?

5. Reporte sus resultados como en las Tablas 10, 11 y 12.

RESULTADOS

El reporte debe incluir por separado los resultados de las tres pruebas. Cada prueba debe incluir:

1. Los datos obtenidos.

2. Los cálculos involucrados.

3. Compresión: Comparación entre alimentos. ¿Fue el orden de los módulos el predicho con base en las

pruebas sensoriales subjetivas? ¿Qué información aportan los módulos de cada alimento?

4. Compare el grado de relajación. ¿Qué información aporta sobre cada alimento?

5. Flexión: Compare los alimentos examinados. ¿Se pueden establecer comparaciones con base en las




pruebas sensoriales subjetivas? ¿Cuáles sí? ¿Cómo se relacionan?

6. Extensión: ¿Cuál alimento es más extensible y por qué? ¿Cuál es la utilidad práctica de esta

información? ¿Cómo define usted la extensibilidad en términos de la fuerza de ruptura?

7. Discuta la diferencia entre los comportamientos de ambos tipos de tortillas.

8. Discuta sus resultados en términos de la composición de cada alimento, por ejemplo, contenido de

humedad, grasa, relación proteína agua (quesos) y contenido de gluten en las tortillas.

9. ¿Los resultados variarán si cambia la temperatura, por ejemplo, refrigeración?

10. ¿Cuál sería el probable efecto de aumentar o disminuir la velocidad de compresión o extensión de la

punta?

DISCUSIONES


CONCLUSIONES





BIBLIOGRAFÍA





Practica No15RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN: EMULSIONES

Y ESPUMAS


OBJETIVO

Analizar las características de batido, tiempo de batido, Overrum e inversión de la crema para batir. Además,

de analizar el comportamiento reológico de la crema relacionándolo con el cambio estructural experimentado

por la emulsión durante el batido mediante la determinación de viscosidad, consistencia y resistencia a la

penetración.

INTRODUCCIÓN

La leche es uno de los raros productos alimentarios que existen como emulsion compleja en su estado

nativo. Aunque su composición es muy variable, dependiendo de muchos factores, todas contienen agua

87%, lactosa 5%, grasa 4% un amplio espectro de proteínas lácteas 3.6% y sales 0.9% (leche de vaca). En

términos de importancia histórica y diversidad de comportamiento en diferentes condiciones físicas, la leche

es el alimento coloidal por excelencia. El medio dispersante (suero) es una disolución acuosa de lactosa,

pequeños iones y proteínas de suero. El pH es 6.7 la fuerza iónica es 0.07 moldm-3 y la temperatura natural

37°C. En el suero existen dispersas tres tipos de partículas coloidales:

-Glóbulos de grasa (0.2-0.15 m de diámetro) que contienen una mezcla de triglicéridos con una complicada

membrana protectora, constituida por proteínas y fosfolipidos. La membrana representa un 2% de la grasa

de la leche y su espesor es esencialmente dependiente del tamaño de las gotas (10nm) La grasa de la leche

esta parcialmente cristalizada por debajo de 40°C

-Miscelas de caseína (10-300nm de diámetro) contienen proteína (2.5%) sustancias minerales (0.2%) y agua,

ligadas en una estructura abierta similar a las micelas convencionales. Las caseínas se encuentras como

complejos caseinato calcico-fosfato (citrato) calcico.

-Partículas de lipoproteínas (10nm de diámetro) que contienen lipidos y proteínas (incluyendo enzimas) Estas

se encuentran en una fracción volumetrica muy pequeña.

Debido a la diferencia de densidades entre la grasa y la fase acuosa, en la leche no homogenizada, se da

espontáneamente la migración hacia la parte superior del sistema, de las gotas de grasa de mayor tamaño. A

este fenómeno se le denomina cremado, por su ocurrencia natural en la leche, dando lugar a la crema de

leche. La crema es pues una emulsión similar a la leche pero con una mayor concentración de glóbulos de

grasa 30-35%. La separación industrial se realiza por centrifugación.




Debido a la floculación de los glóbulos de grasa por la acción de aglutininas, la leche y la crema son

reologicamente pseudoplásticas por debajo de 35°C. Por encima de esta temperatura, si los gradientes de

velocidad no son demasiado bajos (mayores a 10 s por seg) la leche y la crema son no newtonianas hasta

fracciones volumétricas de fase dispersa de orden de 0.4. A gradientes de velocidad por encima de 200 s -1

la crema natural es inestable frente a la coalescencia. La leche y crema son no newtonianas a bajos

gradientes de velocidad debido a las débiles interacciones entre glóbulos, que afectan al flujo hidrodinámico

en estas condiciones. La viscoelasticidad de las membranas de los glóbulos contribuye a que las partículas

se comporten hidrodinámicamente como esfereas durante el flujo.

La crema de leche o crema es utilizada muy frecuentemente como crema pastelera y así mismo su batido es

el procedimiento habitual para la obtención de mantequilla de la leche. El batido implica la incorporación de

aire en la estructura de la emulsión y esta muy afectado por el tipo de batidora utilizado. Durante el batido, el

aire es atrapado por el liquido viscoso en forma de grandes burbujas que se rompen posteriormente, por la

acción mecánica, en burbujas mas pequeñas. En principio es posible incorporar una cantidad ilimitada de

gas en el liquido, pero en la practica no es posible incorporar mas aire una vez que la varilla agitadora queda

cubierta por la espuma formada.

Las burbujas de aire se estabilizan en el sistema por la presencia de material tensoactivo: macromoléculas y

partículas. En el caso de la crema pastelera son los glóbulos de grasa, parcialmente agregados, los que

forman una película continua en la interfase aire-agua. Aunque espumas y emulsiones tiene problemas

coloidales comunes, hay algunas diferencias entre ellas importantes:

-Las burbujas de gas son 103 veces mayores que las gotas de grasa

-La tensión superficial agua-aire es varias veces mayor que la interfacial aceite-agua

-La diferencia de densidades aire-agua es muchísimo mayor que la de aceite-agua

Estos factores contribuyen a que el cremado del gas ocurra mucho mas rapidamente que el de la grasa. La

combinación del cremado con la deformabilidad de las burbujas confiere a las espumas una estructura

poliédrica en la zona donde se acumula el gas. Únicamente si la fase continua tiene una alta viscosidad o

esta gelificada, la dispersión mas o menos homogenea de las burbujas del gas persiste con el tiempo.

En relación a la formación de espumas, se describe el overrum como la cantidad de aire incorporado. Esto

es, la proporción gas-liquido del producto aireado, expresada en porcentaje volumétrico. Así por ejemplo un

overrum del 200 por cien significa que 1 litro de liquido incorporo 2 litros de gas para formar 3 litros de

espuma.




El desarrollo de la estructura de la crema pastelera implica el establecimiento de interacciones entre glóbulos

de grasa agregados y burbujas de aire. La espuma se estabiliza por los agregados de glóbulos de grasa

unidos a grasa liquida, exudada de los mismos durante la cizalla impuesta en el batido. Es importante evitar

la agregación de glóbulos por encima de un determinado nivel, para asegurar la estabilidad de la emulsión-

espuma. Durante el batido el máximo overrum se alcanza en el momento correspondiente al 75% del tiempo

total del batido, momento en el que la crema alcanza la máxima rigidez o consistencia. El batido de la crema

puede conducir a la formación de mantequilla, a través de un mecanismo de inversión de fases, si la

membrana del glóbulo de grasa es demasiado labil o si el contenido en grasa liquida es demasiado alto. Esto

puede evitarse mediante la maduración de la crema a 5°C antes del batido, para que la grasa alcance un alto

nivel de cristalinidad.

La mantequilla, obtenida en el proceso de inversión de la crema, no es una emulsión simple w/o. Aunque no

hay duda de que existe una a fase continua grasa, existen dispersas en ella un gran numero de partículas

diferentes: glóbulos de grasa (no incorporada a la fase continua), cristales de grasa, gotas de agua y

burbujas de aire. Aunque hay evidencias experimentales de la existencia de una fase acuosa continua,

imbricada en la fase grasa, su proporción disminuye cuando la mantequilla se trabaja vigorosamente. La

fracción volumétrica de aire en la mantequilla fresca es de aproximadamente 0.05 dependiendo del tipo de

batido. Una parte esta disuelta en la grasa, pero otra es visible microscópicamente como celular de aire. Si la

cantidad de aire residual es muy grande, la consistencia de la mantequilla es desmenuzable y difícil de

extender.

La crema pastelera tiene un pequeño, pero finito umbral de fluencia por tanto puede soportar unos pocos cm

de su propio peso sin fluir. En ausencia de aditivos, el minimo contenido de grasa que daria una crema

pastelera estable, con textura adecuada, es del 30 al 35% en peso. La caracterización del comportamiento

reologico de la crema pastelera, a niveles de esfuerzo interiores al umbral de fluencia, permite la obtención

de datos relacionados con la estructura en reposo del sistema y por tanto, con la funcionalidad de los

distintos constituyentes en la misma y en la textura del producto.

METODOLOGÍA

DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE BATIDO

Pesar en el vaso de la batidora, aproximadamente 250g de crema de leche a temperatura de 5°C y batir a

velocidad 3. A lo largo de todo el tiempo de batido se tomaran los valores de intensidad, con un amperímetro

conectado a la batidora, para poder representar la curva de batido. El batido terminara cuando el medidor de




intensidad, aclopado a la batidora registre el valor máximo. Tomar el valor correspondiente a este tiempo

(TB). Guardar la muestra batida para las siguientes determinaciones.

BATIDO HASTA 0.75 TB

En un segundo experimento, con la muestra a la misma temperatura realizar el batido de otros 250g de

crema para batir un tiempo de 0.75 TB guardando la muestra para las siguientes determinaciones

BATIDO HASTA MANTEQUILLA

Dejar atemperar 250g de crema hasta 15°C. Medir exactamente el volumen (Vc) y el peso (Mc) de la

muestra. Realizar el experimento de batido sobrepasando el tiempo de batido (TB) hasta que se separe el

suero. Separar los granos de mantequilla formados y recoger el suero para su posterior medición. Pesar

exactamente el total de suero separado (Ms) y su volumen (Vs) y calcular la fracción masica (Xs) del mismo

en la crema inicial. Calcular también el cociente de densidades (r) entre la mantequilla formada (sin

considerar el aire incorporado) y la crema inicial mediante la relación siguiente. Guardar la mantequilla para

las siguientes determinaciones.

r= [(Mc-Ms)/(Vc-Vs)]/[Mc/Vc]

MEDIDA DEL OVERRUN

Se determinara este parámetro en las cremas pasteleras y en la mantequilla. Para ello se llena, enrasándose

cuidadosamente, y se pesa una capsula de volumen calibrado (y cuyo peso se ha tarado previamente) con

las siguientes muestras: crema (Mc) crema pastelera (Mcb) y mantequilla (Mm)

El Overrun de las cremas pasteleras y la mantequilla se determinara mediante las ecuaciones siguientes

Overrrun=Mc-Mcb / Mcb X 100 cremas

Overrrun=Mcr-Mm / Mm X 100 mantequilla

MEDIDA DE LA CONSISTENCIA, VISCOSIDAD Y RESISTENCIA A LA PENETRACIÓN

Se realizaran las mediciones de los diferentes tipos de muestras con el consisto metro de Bostwick,

viscosidad con Brockfiel y resistencia a la penetración con el penetrometro.

RESULTADOS

1. Reporta tus resultados en una tabla

2. ¿Por que el batido confiere a la crema unas características texturales distintas?

3. Razona y dibuja en términos estructurales para ambos sistemas.

4. ¿Por qué hay que batir la crema a baja temperatura?

5. ¿Por que es necesario aumentar la temperatura hasta 15°C para obtener mantequilla?

6. Calcula el overrun de las muestras




DISCUSIONES

Explica y justifica tus resultados en cuanto a las determinaciones realizadas

CONCLUSIONES





BIBLIOGRAFÍA





Practica No 16CARACTERIZACIÓN COLOIDAL DE ALGUNOS

ALIMENTOS


OBJETIVO

Identificar la fase dispersa y la fase continua de algunos alimentos de naturaleza coloidal mediante

observaciones microscópicas y clasificar los productos según su naturaleza coloidal.

INTRODUCCIÓN

Los sistemas coloidales se caracterizan por presentar al menos una fase dispersa en un medio continuo

que actúa de fase dispersante. Las partículas dispersas tienen un tamaño superior al molecular, pero

suficientemente pequeño para que su movimiento browniano las mantenga en suspensión, actuando en

contra de la acción gravitacional, donde un periodo suficientemente grande en una escala practica de

tiempo. Este hecho esta afectado no solo por el tamaño de las partículas sino por factores como la

fricción e interacciones entre partículas, etc.

La mayor parte de los alimentos tienen estructura coloidal o contienen fases coloidales en su estructura.

La complejidad composicional y estructural de muchos de ellos hace difícil la identificación de los

alimentos o fases coloidales en los mismos. Sin embargo, muchos de sus problemas tecnológicos o de

estabilidad están asociados con los fenómenos derivados de sus propiedades coloidales. En alimentos

formulados (salsas, productos extensibles bajos en calorías, postres, y productos lácteos, helados, pastas

de origen carnico, patés, productos dulces gelificados, etc, ) la incorporación de estabilizantes y/o

emulsiones viene a paliar los problemas derivados de la inestabilidad coloidal.

Los alimentos coloidales presentan fase o fases dispersas de composición más o menos compleja en una

fase continua cuya composición puede tener también una gran complejidad. La mayoría de los alimentos

coloidales presentan fase continua acuosa, donde se encuentran disueltas sales, azucares, vitaminas y

otros componentes hidrosolubles, aunque algunos productos (mantequilla, margarina y algunas cremas o

pastas extensibles) presentan fase continua grasa y el agua con los componentes solubles se encuentra

dispersa en ella. En estos casos la grasa suele estar parcialmente solidificada a la temperatura de

manejo del producto, dando a la misma consistencia sólida o semisólida.

La inestabilidad de los sistemas coloidales radica en la gran cantidad de energía libre acumulada en la

superficie de interfase. El material disperso homogéneo presenta mayor afinidad entre si que con el




medio continuo, por lo que desde el punto de vista termodinámico el sistema tiende a separase en dos

fases en un tiempo mas o menos largo. Desde el punto de vista, se consigue minimizar la energía libre

interfacial mediante la acción de sustancias anfifilicas (afines a la ves a medios acuosos y lipiditos), que

se sitúan en la interfase aumentando la estabilidad del sistema. Estas sustancias actúan como

emulsionantes y son usualmente o proteína ( con segmentos hidrofilitos y lipofilicos en sus cadenas

macromoleculares) o sustancias tensoactivas de bajo peso molecular (ácidos grasos, mono o digliceridos

de ácidos grasos,…) Estas ultimas se utilizan básicamente en coloides líquidos ( emulsiones del tipo

agua en aceite: W/O o en aceite en agua O/W), pero el papel interfacial de las proteínas se extiende a

casi todos los sistemas coloides alimentarios.

El análisis de la estructura coloidal de los alimentos es muy útil en la comprensión y predicción de sus

propiedades, estabilidad y requerimientos de formulación. Este implica conocer la composición de las

diferentes fases y del material interfacial, así como la disposición estructural de las partículas dispersas:

tamaño, nivel de agregación, etc. En este sentido, son útiles técnicas experimentales entre las que se

encuentran la microscopia en sus diferentes tipos (óptica, confocal, electrónica…) diferentes métodos de

análisis de tamaños de partícula (dispersión de luz, correlación fotonica, contadores de partículas…),

caracterización de propiedades reológicas de flujo y viscoelásticas, así como caracterización de

propiedades de la interfase: tensión interfacial, reología interfacial, etc.

Las técnicas microscópicas tienen la ventaja de permitir la observación directa de la disposición

estructural del sistema, del estado de las partículas, e incluso de las propiedades de la interfase, sobre

todo si se recurre a la microscopia electrónica, que permite ampliar la visión con nitidez a escalas de muy

pocos m o incluso en la microscopia electrónica de transmisión. El principal problema radica en los

pretratamientos requeridos para la observación de las muestras que en muchos casos pueden provocar

alteraciones notables de su estructura y conducir a artefactos.

Esta práctica pretende entrenar en la observación y análisis de la estructura coloidal de algunos

alimentos. En este sentido, se describe alguna técnica de microscopia óptica para la observación de

algunos elementos estructurales de las fases dispersas (gotas de aceite o agua; gránulos de almidón,

material vegetal…) que ayudarán a la identificación del tipo del sistema coloidal ( emulsión O/W o W/O

sol, espuma, ) No obstante, la practica se completa con el análisis de micrografías tomadas con

diferentes técnicas microscópicos, publicadas para diferentes productos coloidales (crema de leche, leche

sin grasa, mayonesa…etc.)

Muchos alimentos aparecen en forma de dispersión de una fase en otra o bien pueden formar/romper una




dispersión durante el procesado, lo que a menudo cambia profundamente sus propiedades reológicas.

Una dispersión es una mezcla de fases inmiscibles, en la que una de las fases se encuentra finamente

dividida (la fase dispersa) y contenida en el seno de la otra fase (fase continua). Es una situación muy

común en alimentos y podemos pensar dispersiones como mantequilla, mayonesa, leche, helados,

merengues y mousses. Por supuesto que la inmiscibilidad de las fases y, por tanto, su diferencia en

propiedades físicas, hace que las dispersiones sean intrínsecamente inestables, ya que la fase dispersa

tenderá, por afinidad, a coagularse provocando la aparición de dos fases. En este punto es donde entra la

presencia de estabilizadores de las dispersiones: sustancias con una composición molecular afín a

ambas fases en distintas zonas de la molécula. Estos estabilizantes se reparten por todas las interfases

rebajando las interacciones hidrofóbicas (en general entre fases de naturaleza distinta) y manteniendo

separadas las partículas dispersas. Algunos alimentos son de forma natural dispersiones y contienen

estabilizantes de forma natural. Veamos los diferentes tipos de dispersiones y ejemplos de algunos

alimentos:

DISPERSIONES COLOIDALES

Son dispersiones de partículas sólidas en el seno de un fluido o un sólido. Las dispersiones coloidales

son estables al menos en el corto plazo por el pequeño tamaño de sus partículas, lo que causa que el

tiempo de separación (decantación o flotación) sea largo. Factores que afectan a la estabilidad de las

dispersiones coloidales son la diferencia de densidades entre ambas fases, la viscosidad de la fase

continua y su tensión superficial. Las dispersiones coloidales se estabilizan también con aditivos que den

una carga a la superficie de las partículas de forma que se repelan entre ellas. EJEMPLO Todos los

alimentos con el “agítese antes de usar” tienen muchas probabilidades de pertenecer a este grupo, como

batidos de cacao, zumos etc (si bien las partículas pueden no ser coloidales).

GELES/SOLES

Los geles y soles son básicamente disoluciones de grandes moléculas de polímero orgánico como

almidón, colágeno o albúmina de huevo. En estado de disolución (estado sol), las grandes moléculas de

polímero modifican mucho la viscosidad de la fase continua (generalmente agua) dando a menudo una

consistencia pastosa con un comportamiento reológico de plástico de Bingham. En ciertas condiciones

(calor, reacciones químicas, desnaturalización) el polímero forma una red tridimensional que deja

encerrado o retenido al fluido que constituye la fase continua. El fluido es retenido en la red tridimensional

de polímero no por oclusión, sino por los numerosos grupos hidrofílicos que éste contiene, que ligan al

agua reteniendola y al resto de los componentes de la fase continua junto con ésta. Si la interacción de la

red es demasiado intensa, el agua llega a ser expulsada apareciendo fuera del cuerpo del gel. EJEMPLO

Este fenómeno se denomina sineresis y es el principal defecto de los geles comerciales (yogures, natillas,




flanes, etc). Puede evitarse con la adición de gomas y humectantes y elevando la concentración del

polímero. Un gel no puede fluir sin que se destruya su estructura tridimensional al menos parcialmente.

No obstante, el gel puede formarse directamente, sin pasar por el estado de sol, como en el caso de la

cuajada, en la fabricación del queso.

La transición sol/gel y viceversa es una de las principales causas de la variación de viscosidad con el

tiempo (fluido tixotrópico/reopéctico) o con el esfuerzo cortante (fluido pseudoplástico o dilatante). Un

caso paradigmático es la fabricación de la masa del pan.

EMULSIONES

Son dispersiones de una fase líquida en otra también líquida e inmiscible con la primera. EJEMPLOS son

la leche, que es una emulsión de grasa en agua estabilizada con una proteína (caseina), la mantequilla,

una emulsión de partículas de agua en grasa estabilizada por proteína y por la elevada viscosidad de la

grasa (se rompe por calor en la clarificación de la mantequilla, al bajar la viscosidad de la grasa y

desnturalizar la proteína estabilizadora), o la mayonesa, que es una emulsión de aceite en agua que

alcanza una elevada densidad gracias a la poderosa acción estabilizadora de las proteínas fosforadas de

la yema de huevo. Las emulsiones son las mas inestables de las dispersiones (junto con las espumas)

debido a la elevada tensión superficial entre aceite y agua, y solo se dan en presencia de un estabilizador

eficiente que aparece de forma natural en casos con los descritos o se pueden agregar, siendo

compuestos particularmente eficientes los mono y diglicéridos, polisorbatos, algunas proteínas,

fosfolípidos y esteres de sacarosa o de otros azúcares.

ESPUMAS

Son un grupo muy popular de alimentos que, a diferencia de los otros casos, se originan en operaciones

de procesado específicamente designadas para formar estos productos. Son dispersiones de gas (aire)

en líquido (agua). Son por tanto inherentemente inestables por la diferencia de densidad y tensión

superficial de las fases y solo son posibles en presencia de estabilizadores eficientes y en proporción

abundante, como en el caso de los merengues, mousses, soufflés, crema batida, masas de bizcocho (no

en los panes, en los que el gas se genera durante la cocción) y helados. Se puede estabilizar la espuma

rebajando la tensión superficial del líquido, aumentando su viscosidad y, en muchos casos, coagulando el

estabilizante por desnaturalización térmica o eliminación (cocción de merengues, souffles y bizcochos).

MATERIALES

Margarina, Mayonesa, Salsa Capsup, Mostaza, Almidón, Natillas instantáneas, Rojo Aceite O, Azul de

toluidina y Disolución de yodo al 1%, Microscopio y cubre y porta objetos





A continuación se describe el procedimiento experimental para la observación microscópica de diferentes

elementos coloidales en algunos alimentos. En cada observación debes tomar nota mediante un dibujo

esquemático de la estructura del producto analizado (partículas visualizadas en el campo observado).

IDENTIFICACIÓN DE LOS CRISTALES DE GRASA EN MARGARINA

Tanto la mantequilla como la margarina contienen cristales de grasa que solo tiene un tamaño de 1-2 mm

y los fabricantes de productos extensibles con bajo contenido en grasa desean obtener cristales de grasa

de un tamaño similar. Los cristales de este tamaño pueden resultar difíciles de ver, pero si el producto se

funde y se deja enfriar muy lentamente se forman cristales de grasa mucho mas grandes que son visibles

con un objetivo de 10X

GRASA LIQUIDA EN UNA EMULSIÓN O/W Y W/O

Prepara una fina extensión de mayonesa y otra de margarina en el porta tiñe durante 5 min con una

pequeña cantidad de Rojo aceite O. Rápidamente deposita el cubre sobre el material teñido. Seca

alrededor del cubre y observa al microscopio.

Observa que las gotas de aceite de la mayonesa se tiñen de rojo anaranjado y la fase continua de la

margarina se tiñe del mismo color. Al observar la margarina con la luz poralizada pueden aparecer zonas

birrefringentes debido a la presencia de cristales de grasa.

IDENTIFICACIÓN DE LA PRESENCIA DE ESTABILIZANTES (GOMAS) EN UNA EMULSIÓN

Para observar las gomas en las emulsiones W/O coloca una gota muy pequeña de azul de toluidina

acuoso al 0.1% en un cubre. A continuación prepara la extensión de la emulsión e inmediatamente

deposítala sobre el cubre. Tan pronto como se produzca el contacto invierte el cubre y espera un minuto

antes de observar. Las gotitas de agua de la emulsión se teñirán con el azul de toluidina, así como

cualquier tejido vegetal presente en la salsa.

IDENTIFICACIÓN DE ALMIDÓN NATIVO Y GELATINIZADO

Coloca una gota de agua sobre el porta y toma un poco de polvo de almidón comercial con una varilla de

vidrio, extiéndelo sobre el agua. Extiende con el cubre y observa con luz polarizada. Veras el aspecto

birrefringente de los gránulos de almidón.




RESULTADOS

Con la información obtenida y datos de la biografía completar las fichas siguientes de los productos

observados a microscopio.

DISCUSIONES


CONCLUSIONES





BIBLIOGRAFÍA



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