DETERMINACION DE HUMEDAD MATERIA SECA Y CENIZAS EN PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES
TÍTULO:
ALUMNO:
Ruiz Sánchez Ana Isabel CURSO:
ANALISIS INSTRUMENTAL
DOCENTE:
ING. MOISES TORO NUEVO CHIMBOTE – PERÚ PERÚ 2017
1
DETERMINACION DE HUMEDAD MATERIA SECA Y CENIZAS EN LOS PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES I.
INTRODUCCION El análisis de alimentos es la disciplina que se ocupa del desarrollo, uso y estudio de los procedimientos analíticos para evaluar las características de alimentos y de sus componentes. Existen un número considerable de técnicas analíticas para determinar una propiedad particular del alimento. Las determinaciones que se realizan frecuentemente para conocer la composición de los alimentos incluyen la determinación de humedad, cenizas, extracto etéreo proteína total, fibra y carbohidratos asimilables, en un protocolo conocido como Análisis Proximal. En la práctica desarrollaremos un análisis proximal de diferentes materias primas, donde evaluaremos principalmente el contenido de humedad, y ceniza de la misma. El contenido de humedad de los alimentos es de gran importancia, pero su determinación exacta es difícil. La determinación de humedad es importante para conocer la proporción en que se encuentra los nutrientes y nos indica la estabilidad de los alimentos. El valor principal de la determinación de cenizas (y también de las cenizas solubles en agua, la alcalinidad de las cenizas y las insolubles en ácido) es que supone un método sencillo para determinar la calidad de ciertos alimentos, por ejemplo en las especias y en la gelatina es un inconveniente un alto contenido en cenizas. (Kirk et al, 1996).
II.
OBJETIVOS Determinar el contenido de agua, materia seca y cenizas en los productos agroindustriales.
2
III.
MARCO TEORICO DETERMINACION DE HUMEDAD
Humedad: El agua se encuentra en los alimentos en tres formas: como agua de combinación, como agua adsorbida y en forma libre, aumentando el volumen. El agua de combinación está unida en alguna forma química como agua de cristalización o como hidratos. El agua adsorbida está asociada físicamente como una monocapa sobre la superficie de los constituyentes de los alimentos. El agua libre es aquella que es fundamentalmente un constituyente separado, con facilidad se pierde por evaporación o por secado. Dado que la mayor parte de los alimentos son mezclas heterogéneas de varias sustancias, pueden contener cantidades variables de agua de los tres tipos. Hay muchos métodos para la determinación del contenido de humedad de los alimentos, variando en su complicación de acuerdo a los tres tipos de agua y a menudo hay una correlación pobre entre los resultados obtenidos. Sin embargo, la generalidad de los métodos da resultados reproducibles, si las instrucciones empíricas se siguen con fidelidad y pueden ser satisfactorios para uso práctico. Los métodos pueden ser clasificados como por secado, destilación, por métodos químicos e instrumentales.
METODOS POR SECADO Estos incluyen las mediciones de la pérdida de peso debida a la evaporación de agua a la temperatura de ebullición o cerca de ella. Aunque tales métodos son usados frecuentemente debido a que dan resultados exactos cuando se consideran sobre una base relativa, hay que tener en mente que el resultado obtenido puede no ser una medición verdadera del contenido de agua de la muestra. Por ejemplo, los aceites volátiles pueden perderse a temperaturas de secado como 100° C. En algunos alimentos (por ejemplo, cereales) solamente una parte del agua que contienen se pierde a esta temperatura. El resto (agua combinada o adsorbida) es difícil de eliminar y parece estar asociada a las proteínas presentes. La proporción de agua libre perdida aumenta al elevar la temperatura, por lo que es importante comparar únicamente los resultados obtenidos cuando se usan las mismas condiciones de secado. Además, si es
posible que se efectúe alguna descomposición, como sucede en los alimentos que tienen una proporción elevada de azúcares, es aconsejable usar una temperatura de secado más baja, por ejemplo, 70° C y aplicar al vacío. En la fabricación de alimentos se pueden utilizar procedimientos rápidos para determinar humedad usando estufas desecadoras especiales que trabajan a temperaturas altas. Otras estufas tienen lámparas secadoras de radiación infrarroja y tienen además una balanza de lectura directa. Los hornos de microondas pueden utilizarse para la determinación de humedad en el laboratorio en forma rápida. DETERMINACION DE CENIZAS
Ceniza: Se entiende por cenizas como el residuo inorgánico que queda tras eliminar totalmente los compuestos orgánicos existentes en la muestra, si bien hay que tener en cuenta que en él no se encuentran los mismos elementos que en la muestra intacta, ya que hay pérdidas por volatilización y por conversión e interacción entre los constituyentes químicos. A pesar de estas limitaciones, el sistema es útil para concretar la calidad de algunos alimentos cuyo contenido en cenizas totales, o sus determinaciones derivadas, que son cenizas solubles en agua y cenizas insolubles en ácido, está bien definido. Facilita en parte, su identificación o permite clasificar el alimento examinado en función de su contenido en cenizas. El valor principal de la determinación de cenizas (y también de las cenizas solubles en agua, la alcalinidad de las cenizas y las cenizas insolubles en ácido) es que supone un método sencillo para determinar la calidad de ciertos alimentos, por ejemplo en las especias y en la gelatina es un inconveniente un alto contenido encenizas. Las cenizas de los alimentos deberán estar comprendidas entre ciertos valores, lo cual facilitará en parte su identificación. (Kirk et al, 1996)En los vegetales predominan los derivados de potasio y en las cenizas animales los del sodio. El carbonato potásico se volatiliza apreciablemente a 700°C y se pierde casi por completo a 900°C. El carbonato sódico permanece inalterado a 700°C, pero
sufre pérdidas considerables a 900°C. Los fosfatos y carbonatos reaccionan además entre sí. (Hart, 1991). La determinación en seco es el método más común para cuantificar la totalidad de minerales en alimentos y se basa en la descomposición de la materia orgánica quedando solamente materia inorgánica en la muestra, es eficiente ya que determina tanto cenizas solubles en agua, insolubles y solubles en medio ácido. En este método toda la materia orgánica se oxida en ausencia de flama a una temperatura que fluctúa entre los 550 -600°C; el material inorgánico que no se volatiliza a esta temperatura se conoce como ceniza. (Nollet, 1996).
IV.
MATERIALES Y METODOS
─ Placas Petri ─ Estufa provisto de un termómetro de 0-100ºC ─ Horno ─ Crisol de porcelana ─ Balanza de presión ─ Desecador ─ Morteros y pilón ─ Cuchillos ─ Pinzas ─ Muestras de alimento: harina de trigo, leche en polvo y azúcar.
A. Determinación de la humedad por estufa
Procedimiento
IMAGEN 1
IMAGEN 2
6
B. Determinación de cenizas
Procedimiento
IMAGEN 1
IMAGEN 2
V.
RESULTADOS DETERMINACION DE HUMEDAD
Tabla 1: Peso de las muestras MUESTRA
PESO DE PLACA VACIA (gr)
PESO INICIAL DE MUESTRA (gr)
PESO FINAL (PLACA + MUESTRA) (gr)
PESO FINAL (MUESTRA) (gr)
Harina de trigo
37,174
5,00
41,722
4,548
Azúcar
42,669 45,068 42,776 42,884
5,008 5,002 5,000 5,002
47,674 50,058 47,613 47,724
5,005 4,99 4,837 4,84
Leche en polvo
% ( ) =
% ( ) =
−
−
M1= Peso inicial de la muestra en gramos M2= Peso final de la muestra seca en gramos
Tabla 2: Contenido de Humedad en base seca y húmeda en las muestras MUESTRA
BASE HÚMEDA
BASE SECA
Harina de trigo
9,04
9,94
Azúcar
0,06 0,24 3,26 3,24
0,06 0,24 3,37 3,35
Leche en polvo
8
Grafica 1: Porcentaje de humedad en base seca y húmeda en las muestras. 12 10 8 6 4 2 0 1
2
3
MUESTRA
BASE HÚMEDA
4
5
BASE SECA
Resultado: Se logró determinar mediante los análisis de laboratorio que el porcentaje de humedad de harina de trigo, leche en polvo y azúcar, cumpliendo el valor que establece la NORMA TÉCNICA PERUANA (NTP), concluimos que los resultados obtenidos estuvieron cerca del rango establecido.
DETERMINACION DE CENIZAS
Tabla 3: Peso de las muestras MUESTRA
PESO DE CRISOL VACIO (gr)
PESO INICIAL DE MUESTRA (gr)
PESO FINAL (CRISOL+ MUESTRA) (gr)
PESO FINAL (MUESTRA) (gr)
Harina de trigo
41,610
5,000
41,640
0,03
Azúcar Leche en polvo
46,036 46,352
5,004 5,001
46,640 47,390
0,604 1,038
% ( ) =
M1= Peso inicial de la muestra en gramos
M3= Peso final de la muestra calcinada en gramos Tabla 4: Contenido de cenizas en base húmeda en las muestras MUESTRA
CENIZA
Harina de trigo
0,6
Azúcar
0,12
Leche en polvo
0,21
Resultado: Se logró determinar mediante los análisis de laboratorio que el porcentaje de cenizas cumpliendo el valor que establece la NORMA TÉCNICA PERUANA (NTP) de 3% como máximo, por ende este resultado fue exitoso. Grafica 2: Porcentaje de cenizas en las muestras
CENIZA 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Harina de trigo
Azúcar
10
Leche en polvo
VI.
DISCUSIÓN
En práctica se realizó el análisis proximal de dichos alimentos, ya que resulta de mucho interés, porque permiten caracterizar nutricionalmente a los alimentos así como también garantizar la calidad de productos formulados comercialmente. Según Colombato D. (2000).
En práctica se determinó el porcentaje de humedad de harina de trigo, leche en polvo y azúcar, obteniendo valores de 9,04 %; 3,26-3,24%; 0,060,24% y no se llegó
al valor establecido según, la tabla peruana de
composición de alimentos (2009), ministerio de salud, talvez no se obtuvo el valor exacto debido a que las muestras realizadas por nuestros compañeros están fuera del rango
del porcentaje de humedad
obtenidos de los demás compañeros, esto a la inadecuada realización de la practica un factor de ello puede ser : el inadecuado peso de la muestra ,que se haya cogido la placa con la ,mano, etc.
Según Miller and Franchini (2003), sostienen que la determinación de humedad puede ser el análisis más importante llevado a cabo en un producto alimentario y, sin embargo, puede ser el análisis del que es más difícil obtener resultados exactos y precisos; ello puede ser una justificación al margen de error en el porcentaje de humedad hallado en las muestras, así como también los posibles errores en la manipulación durante el proceso.
Según R.S. KIRK, R.SAWYER. H.EGAN 1996, Las cenizas de un alimento son un término analítico equivalente al residuo inorgánico que queda después de calcinar la materia orgánica. Las cenizas normalmente, no son las mismas sustancias inorgánicas presentes en el alimento original, debido a las perdidas por volatilización o a las interacciones químicas entre los constituyentes. El valor principal de la determinación de cenizas (y también de las cenizas solubles en agua, la alcalinidad de
11
las cenizas y las cenizas insolubles en ácido) es que supone un método sencillo para determinar la calidad de ciertos alimentos, por ejemplo en las especias y en la gelatina es un inconveniente un alto contenido en cenizas. Las cenizas de los alimentos deberán estar comprendidas entre ciertos valores, lo cual facilitará en parte su identificación .
El porcentaje de cenizas promedio encontrado en las muestras son aceptables, pues según la tabla peruana de composición de alimentos
(2009), ministerio de salud “porcentaje de cenizas de la papa y el pollo es de 1.0 y 0.7 respectivamente, esto indica que hubo un pequeño margen de error en la muestra del pollo en la prueba del laboratorio.Algunos errores y dificultades involucrados en la determinación de las cenizas en seco son: la pérdida de ceniza debido a la intensidad con que arde la flama en el momento de quemar la muestra al aire y el cambio gradual en las sales minerales con el calor, como el cambio de carbonatos a óxidos; adhesión de las muestras con un contenido alto de azúcares, lo cual puede ocasionar pérdida de la muestra y fusión del carbón a partes no oxidadas atrapadas de la muestra. MACEDO P. G. (1990). En este método toda la materia orgánica se oxida en ausencia de flama a una temperatura que fluctúa entre los 550 -600°C; el material inorgánico que no se volatiliza a esta temperatura se conoce como ceniza . (Nollet, 1996).
Según Antonio García (1987), “Contenido de cenizas”: Es una medida del total de minerales presentes en un alimento. “Contenido de minerales”: Es la medida de la cantidad de componentes inorgánicos específicos, como Ca, Na, K, Cl; las cenizas son los residuos inorgánicos de los alimentos que permanecen en la muestra posterior a la ignición u oxidación completa de la materia orgánica.
Según Dennis d. Miller, María Cristina Tr Sangines Franchini (2003). “Química de Alimentos” ,
nos dice: Si bien la ceniza de un producto
alimentario natural es el residuo inorgánico que queda después de eliminar la materia orgánica.
12
Todos los alimentos contienen elementos minerales formando parte de compuestos orgánicos e inorgánicos, nos dice que es muy difícil determinarlos tal y como se presenta en los alimentos. La incineración para destruir toda la materia orgánica cambia su naturaleza, por ejemplo, las sales metálicas de los ácidos orgánicos se convierten en óxidos o carbonatos, el contenido de cenizas.
VII.
CONCLUSION
Se determinó el porcentaje de humedad de la harina de trigo, leche en polvo y azúcar, obteniendo resultados no favorables ya sea por el manipuleo de los compañeros u otros factores que hayan alterado las muestras.
Obtuvimos el porcentaje de ceniza obtenida después de la incineración de las muestras de harina de trigo, leche en polvo y azúcar con un porcentaje de 0,6%, 0,21% y 0,12%; el cual indica que son resultados favorables, pues la
NORMA TÉCNICA
PERUANA (NTP) indica de un 3% como máximo.
1
VIII.
CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles son las razones técnicas para determinar la humedad diariamente en una industria alimentaria? Cada tipo de alimento tiene un porcentaje de humedad, primero evaluamos la humedad diaria con la finalidad de evitar que la humedad exceda el porcentaje que piden las normas técnicas peruanas o del país que sea. Cuando existe mucha humedad en el producto genera también la aparición de microorganismos no deseados.
2. ¿Bajo qué términos sugiere Ud. para expresar los resultados, si se tiene productos agroindustriales de diferente naturaleza, como: polvos, harinas, frutas, hortalizas, leches, jugos? Sugiero en porcentaje, es lo más conveniente para expresar resultados de diferentes productos agroindustriales.
3. ¿Se tiene una tonelada de maíz con 30% de humedad en base húmeda, si ENCI le pide que para recepcionarla debe tener por lo menos 14% de humedad, que cantidad de agua se debe eliminar? 30% = 100
2
30% = 100
2 100
300 kg= MH2O
14% = 100
2
14% = 100
2 1000
140 kg= MH2O
1
300-140 = 160 Kg MH2O
4. En el problema anterior ¿Cuánto pesa el maíz con 14% de humedad? 100kg -160kg= 840kg
5. ¿Qué otros métodos conoce para determinar la humedad? Métodos químicos: Método de kat Método directo de destilación Azeotropica Método de Dean Stark
6. ¿en el caso de las especias, el método de deshidratación Ud. Lo considera correcto? ¿Porque? No, porque las especias están en forma de harinas por lo cual no contiene mucho porcentaje de agua y el método de deshidratación no servirá de mucho, además el método es muy caro para el producto.
1
IX.
BIBLIOGRAFIA Revista RECITEIA Vol. 1 No.1, Alimentos Balanceados, Facultad de Química e Ingeniería Química, Universidad Mayor de San Marcos.
HART F. L.; Análisis moderno de los alimentos; Acribia. Zaragoza (España), 1991.
COLOMBATO D. (2000), Análisis de alimentos: Aplicaciones prácticas. Fac. Agronomía. Universidad de Buenos Aires, Argentina.
Dennis d. Miller, María Cristina Tr Sangines Franchini (2003). Química de Alimentos: Manual de Laboratorio. Editorial de la Universidad de Costa Rica Ciudad Universitaria. Primera edición.
Fellows P.J. (2000). Tecnología del proceso de los alimentos: principios y práctica. 2da. Edición. Editorial Acribilla (España).
R.S. KIRK, R.SAWYER. H.EGAN 1996. Composición y Análisis de Alimentos de Pearson. II Edición. MEXICO. Pag. 19-20-21-22-23.
CHEFTEL, J y H. CHEFTEL. 1983, Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Vols I y II, Zaragoza. Acribia pag 2021.
Extension Agricola / Antonio Garcia Gomez – Maria Diaz Diaz / España / 1987
La tabla peruana de composición de alimentos
(2009),
ministerio de salud .lima. pag.38,56.
MACEDO P. G. (1990). Los alimentos: Composición Médicas Caseras. Universidad Nacional del Santa. Chimbote-Perú. Pp. 917.
16
