Informe de laboratorio de alimentos .pdf

Facultad de Ingeniería Química

Facultad de Ingeniería Química DETERMINACIÓN DE HUMEDAD EN ALIMENTOS Y MATERIA SECA 

CURSO

:

Laboratorio de Química de Alimentos 

PROFESOR : Ramírez Durand Bernardino



GH: 92G



INTEGRANTES: 

Carrasco Sánchez, George



Céspedes Cayo, Rafael



Oré Toribio, Tania



Ortega Silva, Edwin



Sáenz Rosales, Liz

Bellavista, Callao 24 de abril del 2015

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Universidad Nacional del Callao


I.- OBJETIVO OBJETIVOS S Objetivo General: Conocer la cantidad de agua que poseen poseen los alimentos alimentos y la materia seca



de la cual están constituidos.

Objetivos específicos: 

Determinar el porcentaje de humedad de una muestra, por el método de pérdida de peso en una estufa de d e vacío.



Determinar el porcentaje de humedad humedad de una muestra, muestra, por le método instrumental con una balanza deshumecedora. deshumecedora.

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II. INTRODUC INTRODUCCION CION Todos los alimentos, los alimentos, cualquiera cualquiera que sea el método de industrialización a que hayan sido sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido en agua varían entre un 60 y 95% en los alimentos naturales. naturales. El agua puede decirse que existe en dos formas generales: "agua libre" y "agua ligada". El agua libre o absorbida, que es la forma predominante, se libera con gran facilidad y es estimada en la mayor parte de los métodos los métodos usados para el cálculo el cálculo del contenido en agua. El agua ligada se halla combinada o absorbida. Se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los hidratos) o ligadas a las proteínas. las proteínas. Estas formas requieren para su eliminación en forma de vapor un calentamiento de distinta intensidad. Parte de la misma permanece ligada al alimento incluso a temperatura a temperatura que lo carboniza. Así pues, la frase "% de agua" apenas significa nada menos que se i ndique el método

3

de

determinación


usado.


III. FUNDAMENTO TEORICO 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. ti pos.

DETERMINACION DE LA HUMEDAD 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. 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 resultados exactos exactos y precisos. La materia materia seca que permanece en el alimento posterior a la remoción del agua se conoce como sólidos totales. Este valor analítico es de gran importancia importancia económica para un fabricante de alimentos, ya que el agua es un “llenador barato”, así:

El contenido de humedad humedad es un factor de calidad en la conservación de



algunos productos, ya que afecta la estabilidad de: frutas y vegetales deshidratados,

leches

deshidratadas;

huevo

en

deshidratadas y especias. 4


polvo,

papas


La determinación de humedad humedad se utiliza utiliza como como factor de calidad calidad de:



jaleas y ates, para evitar la cristalización del azúcar; jarabes azucarados, cereales preparados - convencionales (4-8%); inflados (7-8%). Se utiliza una reducción de humedad humedad por conveniencia conveniencia en el el empaque



y/o embarque de: leches concentradas, endulzantes; productos deshidratados (éstos son muy difíciles de empacar si poseen un alto contenido de humedad; jugos de frutas concentradas. El contenido de humedad se especifica a menudo menudo en estándares de



identidad, así, el el queso cheddar debe tener <39% de humedad; para harinas enriquecidas el contenido de humedad deberá ser <15%; en las carnes procesadas por lo común se especifica el porcentaje de agua añadida. Todos los cálculos cálculos de valor nutricional nutricional requieren requieren del conocimiento conocimiento previo



del contenido de humedad. Los datos sobre contenido de humedad se utilizan para expresar los resultados de otras determinaciones analíticas en una base uniforme (por ejemplo, con base en el peso seco). El contenido de humedad humedad de los alimentos varía enormemente. enormemente. El agua es un constituyente principal en la mayoría de los l os productos alimenticios. La forma de preparar la muestra para este análisis quizá sea la fuente de error potencial más grande, así que se deben tomar precauciones para minimizar las l as pérdidas o ganancias de agua inadvertidas que ocurren durante estos pasos. Obviamente, cualquier exposición de la muestra a la atmósfera abierta debe ser tan breve como como sea posible. Se debe minimizar minimizar cualquier probabilidad probabilidad de calentamiento de la muestra mientras mientras se muele. La pérdida de humedad humedad de la muestra se manifiesta en forma lineal con respecto a la humedad relativa ambiental.

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METODOS DE DETERMIANCIÓN DE HUMEDAD MÉTODOS FÍSICOS MÉTODO DE CONDUCTIVIDAD



La conductividad de una corriente eléctrica aumenta con el porcentaje de agua en una muestra. La ley de ohm establece que la fuerza de una corriente eléctrica es igual a la fuerza electromotora dividida por la resistencia. La temperatura de la muestra debe mantenerse constante. Para cada determinación se necesita un minuto.

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 temperatura de 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 ºC 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. 6



METODOS DE DESTILACION



Estos métodos incluyen la destilación del producto alimenticio con un disolvente inmiscible que tiene un elevado punto de ebullición y una densidad menor que la del agua, por ejemplo, tolueno, heptano y xileno. El agua que se destila cae debajo del disolvente condensado en un recipiente graduado, en el cual se puede medir el volumen de la fase acuosa. Se debe empujar dentro del condensador un largo alambre o "gendarme", hasta cerca del tubo de salida que facilite el escurrimiento de cualquier cantidad de agua que pueda destilar hasta el tubo graduado. Aunque los resultados bajos son comunes en el método de destilación, éste tiene la ventaja que una vez que se ha montado el aparato necesita poca atención y que cualesquier aceites volátiles que destilen, no son medidos, dado que quedan atrapados en el disolvente inmiscible

METODOS QUÍMICOS Método de Karl – Fischer.



La determinación de agua según el método de Karl – Fischer suele emplearse cuando la determinación de agua o de humedad por pérdida de peso es imprecisa (es decir, aquellos alimentos que tienen un contenido de humedad bajo). Este método se basa en la reacción no estequiométrica del agua con el yodo y el bióxido de azufre en solución de piridina-metanol. Aunque el punto final de la titulación se puede detectar en forma visual, la mayoría de los laboratoristas usan instrumentos electrométricos comercialmente disponibles. El reactivo se estandariza contra una solución tipo de agua en metanol o de un hidrato salino puro tal como el dihidrato de tartrato de sodio. El punto final de la reacción se detecta gracias al exceso de yodo que se produce en el recipiente de valoración cuando ya no queda agua. A pesar de que la necesidad de utilizar procedimientos bastantes exactas para calibrar el proceso y de impedir la captación de humedad limita el número de muestras analizadas, muchos analistas recomiendan el método de Karl Fischer como procedimiento de referencia, particularmente para la determinación de bajos niveles de humedad en los alimentos (es decir, < 10 %), a los que se adapta mejor en particular. 7



El método de Karl Fischer se emplea en primer lugar para materiales cuyo contenido de agua es considerablemente bajo, por ejemplo, azúcar de pastelería, chocolates, melazas y legumbres l egumbres secas.

METODOS INSTRUMENTALES Se han aplicado una amplia diversidad de métodos instrumentales basados en principios físicos o fisicoquímicos, para la determinación de la humedad. Muchos de ellos han sido desarrollados para obtener resultados rápidos de un número elevado de muestras del mismo tipo, por ejemplo, en las comprobaciones que el control de calidad requiere r equiere en la línea de producción de alimentos elaborados. Originalmente se utilizaron instrumentos basados en la resistencia eléctrica, la frecuencia y las propiedades dieléctricas; otros más recientes incluyen la RMN (Hester y Quine,1976), la reflactancia al infrarrojo cercano (Williams, 1975) y microondas (Okabe,Huang y Okamura, 1973). Otras técnicas instrumentales han incluido GLC (Reineccius y Addis, 1973), GCS (Khayat, 1974), refractometría (Addis y Chudgar, 1973) e hidrometría. También es útil el análisis térmico gravimétrico (1974) dado que da información sobre los tipos de agua que están est án presentes.

Propiedades de nuestra muestra (pan) El pan (del latín: (del latín: panis) es un alimento básico que forma parte de la dieta tradicional en Europa, en Europa, Medio Oriente, India, Oriente, India, América América y Oceanía. Oceanía. Se suele preparar mediante el horneado el horneado de una masa, una masa, elaborada fundamentalmente con harina con harina de cereales, de cereales, sal sal yagua. La agua. La mezcla, en la mayoría de las ocasiones, suele contener levaduras levaduras para que fermente que fermente la masa y sea más esponjosa y tierna. El cereal El cereal más utilizado para la elaboración del pan es la harina de trigo. También se utiliza el centeno, el centeno, la cebada, la cebada, el maíz el maíz y el arroz. arroz. Existen muchos tipos de pan que pueden contener otros ingredientes, como grasas de diferentes tipos (tocino de cerdo o de vaca, mantequilla, vaca, mantequilla, aceite de oliva), oliva), huevos, azúcar, huevos, azúcar, especias, especias, frutas, frutas, frutas secas (como por ejemplo pasas) ejemplo pasas),, verduras (como cebollas) (como cebollas),, o semillas o semillas diversas. La adición de la levadura la levadura provoca la fermentación la fermentación de la masa antes del horneado, y como consecuencia, le proporciona un volumen y una 8



esponjosidad debido a la producción de pequeñas burbujas de dióxido de carbono (CO2) que se quedan inmersas entre la masa húmeda de la harina. Al pan elaborado sin el empleo de levadura l evadura se le llama pan llama pan ácimo y, debido a esa falta de levadura, carece de la esponjosidad típica de los panes "hinchados" o "levados". Es muy posible que las elaboraciones más primitivas de pan no llevaran levadura, y la harina consistiese en granos toscamente molidos mezclados con agua que se dejaban secar al soló que acababan entre las cenizas de un fuego. Los panes Los panes planos, muy planos, muy populares en algunas culturas, es muy posible que sean los más antiguos. Una variante del pan con denominación propia, son las galletas las galletas y los pasteles, los pasteles, que poseen diferentes masas azucaradas. Es muy posible que surgieran del conocimiento panadero como una necesidad de hacer panes "más portables" y nutritivos. A la masa se le puede dar diferentes formas, debido al empleo de diversos moldes diversos moldes y técnicas de amasado. De esta forma existen: las barras, las trenzas, las trenzas, los los aros, aros, etc. etc. El pan ha sido tan importante en la alimentación la alimentación humana, humana, que se considera como sinónimo como sinónimo de alimento de alimento en muchas culturas. Asimismo, participa en muchos rituales muchos rituales religiosos y sociales, como el matzoh, en la pascua judía, la hostia la hostia en la eucaristía la eucaristía cristiana, el cristiana, el rito de bienvenida de los pueblos eslavos que involucra el pan el pan y la sal, etcétera. sal, etcétera. Antiguamente en las zonas rurales, el pan era elaborado en los núcleos familiares y poco a poco el establecimiento para dispensar el pan, la panadería, ha ido cobrando importancia en las zonas urbanas. Hoy en día existen electrodomésticos existen electrodomésticos específicos con los que se puede elaborar pan de forma muy sencilla, un ejemplo: ejemplo: máquina máquina panificadora. En la actualidad el pan es un alimento básico que puede encontrarse en casi cualquier tienda tienda de alimentación y grandes superficies. superficies. Su valor hace que se puedan calcular índices índices económicos económicos de referencia, como el índice el índice de precios al consumo (IPC), empleado para determinar la evolución del costo de vida en las naciones. las naciones.

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HUMEDAD DEL PAN

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IV.

MATERIALES, MATERIA LES, EQUIPOS E INSUMOS MATERIALES 

Placa petri

Es un recipiente redondo, de cristal o plástico, de diferentes diámetros (siendo más comunes los de diámetros alrededor de 10 cm), de fondo bajo, con una cubierta de la misma forma que la placa, pero algo más grande de diámetro, para que se pueda colocar encima y cerrar el recipiente. Forma parte de la colección conocida como el «material de vidrio». 

Mortero

Instrumento de porcelana que sirve para triturar y moler alimentos sólidos, ideal para reducir alimentos grandes en trozos mas pequeños, casi polvo para un pesado posterior o preparación de masa.

EQUIPOS 

Balanza

Es uno de los instrumentos i nstrumentos de medida más Usados en laboratorio y de la cual siempre Dependen básicamente todos los resultados.



Horno

Es un dispositivo utilizado para generar calor.

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La energía calorífica utilizada para alimentar un horno puede ser suplida directamente por la combustión de algún combustible o algún horno eléctrico. El calor generado en el proceso de combustión aparece como radiación y calor latente en los l os productos de la combustión. El agua circulando a través de los tubos que forman las paredes del horno absorbe hasta 50 % de este calor, la l a cual, genera vapor por evaporación de la parte del agua que ha circulado a través de los tubos.

INSUMOS 

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Nombre común :pan



V.- PROCEDIMIENT PROCEDIMIENTO O EXPERIMENTA EXPERIMENTAL L V.1 Método de pérdida de pérdida de peso en una estufa de vacío.



Lavar la Placa Placa Petri, secarla secarla y pesarla en la balanza, balanza, obteniendo obteniendo un ω0.

ω0= 72.05 

Pulverizar el el pan y distribuirlos distribuirlos uniformemente uniformemente por toda la placa Petri Petri y pesarla con la placa petri , obteniendo un ω1. ω1 =76.85g



Encender la estufa de 100 – 105 °C, colocar la placa con los pedazos de pan en la estufa por 1 hora hora aproximadamente aproximadamente y pesar en la balanza balanza obteniendo un peso ω 2. Devolver la placa a la estufa por media hora y

pesar nuevamente. Repetir el procedimiento tres veces .

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Tiempo(m)

Peso

Masa(g)

0

W1

5g

60

W2

4.8

90

W3

4.74

120

W4

4.73

150

W5

4.73





Calcular porcentaje de humedad humedad en base base húmeda o seca. % H = (ω1 – ω5) *100 = (5-4.73) * 100 = 5.4% 5

ω1

Según tablas el el promedio de porcentaje porcentaje de humedad humedad para un pan pan es de

5%, así que el resultado obtenido en la experiencia no está lejos de este dato.



Calcular porcentaje de humedad en base seca seca % H = (ω1- ω4) *100 = (5-4.73) * 100 = 5.708% ω4



4.73

Calcular el porcentaje porcentaje de materia materia seca: seca: % Materia seca seca = 100% - % H = 100% - 5.708 = 94.29%

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V.2 Método instrumental con una balanza deshumecedora. Este método consiste en poner la muestra en una balanza deshumecedora la cual con el tiempo nos demostrara que el peso de la muestra va disminuyendo y así obtenemos estos siguientes datos.

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Tiempo (s)

Masa (g)

0

1.673

1

1.657

2

1.544

3

1.168

4

0.677

5

0.368

6

0.322

7

0.317

8

0.317

9

0.317

10

0.316



VI.- CONCLUSIONE CONCLUSIONES S 

El pan contiene un bajo porcentaje porcentaje de humedad humedad y en la práctica demostramos que es 5.4%.



Este laboratorio nos sirve para tener en cuenta que toda materia orgánica contiene agua.



La balanza deshumecedora nos brinda la humedad casi exacta a la realidad por ende es un buen instrumento para este tipo de actividades.

VII. RECOMENDACIONES 

La balanza mecánica dificulta el trabajo en el laboratorio porque su medida no es exacta, además se necesita más tiempo para la lectura de la masa.



El uso adecuado adecuado de de la estufa estufa es un factor factor muy importante porque la temperatura no debe ser mayor a 105 oC, por este motivo debemos estar muy atentos a la lectura del termómetro.



Este método es inadecuado para sustancias ricas en sustancias volátiles distintas al agua.

VIII. BIBLIOGRAFÍA 

QUÍMICA DE ALIMENTOSA

BELITZ, W GROSCH



QUÍMICA DE ALIMENTOS

OWER R. FENNEMA FENNEMA



HTTP://ES.WIKIPEDIA.ORG/WIKI/AMILOSA

HTTP://WWW.KELLOGGS.ES/TABLASNUTRICIONALES/



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IX. CUESTIONARIO 1. Realizar una revisión revisión de las las tablas de composición composición de alimentos y haga un listado del porcentaje de humedad de los alimentos asignados Si revisamos las tablas de composición de alimentos y nos concentramos en el porcentaje de agua agua obtendremos obtendremos la siguiente tabla: tabla:

ALIMENTO

% HUMEDAD

ALIMENTO

% HUMEDAD

ALIMENTOS DE ORIGEN ANIMAL Carne de ternera 73.90% Carne de conejo Carne de cerdo 71.70% Carne de cordero Carne de pollo 75.40% Carne de pato VERDURAS Y HORTALIZAS Alcachofas 88.10% Tomate Apio 95.40% Papa Brócoli 90.30% Lechuga Cebolla 92.20% Espárrago FRUTAS, FRUTAS DESECADAS DESECADAS Y FRUTOS SECOS Aceitunas 78.30% Plátano Almendras 8.70% Uvas Ciruela 86.30% Coco Fresa 89.60% Pasas LÁCTEOS Nata 48.30% Manteca Queso 70.00% Chantilly HUEVOS Huevo de gallina CEREALES Y DERIVADOS Arroz 5.80% Harina de maíz Bizcocho 10.20% Pasteles y otros dulces Espaguetis 8.10% Macarrones Galletas 4.00% Cereales para desayuno

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72.40% 65.00% 63.50% 93.90% 74.20% 95.30% 94.70% 75.10% 83.50% 46.60% 25.50% 48.60% 56.40% 76.40% 6.10% 24.20% 6.40% 7.20%

Facultad de Ingeniería Química 2. Con los datos obtenidos en el punto anterior determine el porcentaje de materia seca de cada uno de los alimentos. Entonces según la tabla anterior, ahora obtendremos el porcentaje de materia seca:

ALIMENTO Carne de ternera Carne de cerdo Carne de pollo

% MATERIA ALIMENTO SECA ALIMENTOS DE ORIGEN ANIMAL 26.10% Carne de conejo

% MATERIA SECA

28.30% Carne de cordero 24.60% Carne de pato VERDURAS Y HORTALIZAS Alcachofas 11.90% Tomate Apio 4.60% Papa Brócoli 9.70% Lechuga Cebolla 7.80% Espárrago FRUTAS, FRUTAS DESECADAS Y FRUTOS SECOS Aceitunas 21.70% Plátano Almendras 91.30% Uvas Ciruela 13.70% Coco Fresa 11.40% Pasas LÁCTEOS Nata 51.70% Manteca Queso 30.00% Chantilly HUEVOS Huevo de gallina CEREALES Y DERIVADOS Arroz 94.20% Harina de maíz maíz Bizcocho 89.80% Pasteles y otros dulces Espaguetis Espaguet is 91.90% Macarroness Macarrone Galletass Galleta 96.00% Cereales para desayuno

27.60% 35.00% 36.50% 6.10% 25.80% 4.70% 5.30% 24.90% 16.50% 53.40% 74.50% 51.40% 43.70% 23.60% 93.90% 75.80% 93.60% 92.80%

3. ¿Cuáles son las dificultades principales en la determinación de humedad? El método de destilación no es aconsejable para la determinación de pequeñas cantidades de agua en una muestra, debido a que este método da f recuentemente recuentemente resultados bajos, por las gotas de agua a gua que se adhieren al condensador, a veces. El método de secado; uno de sus dificultades seria si no está a su temperatura, que es de 105ºC. Otro seria que el alimento el cual vamos a saber su humedad no cubra toda la superficie de la placa Petri que vamos a llevar a la estufa, otro seria que nos olvidemos destapar el alimento que está en la placa Petri. En general seria los tipos de hornos que se usaría en estos casos, ya que en cada uno sería diferente el resultado del secado con respecto al tiempo que estén en tal.

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Facultad de Ingeniería Química 4. Explique la manera que los solutos iónicos, polares y no polares interactúan con la estructura del agua. Se ha establecido que que la molécula de agua agua es polar. Es precisamente esta polaridad que presenta el agua líquida, la que le permite disolver muchos compuestos, es decir la formación de una mezcla homogénea entre la sustancia que se disuelve, soluto, soluto, y el agua que la disuelve, disuelve, disolvente. disolvente. Desde el punto punto de vista energético, para que la disolución sea posible se requiere que la energía de atracción entre las especies soluto-disolvente sea mayor que la energía que existe entre soluto-soluto y disolvente-disolvente. Cuando se disuelve disuelve un sólido iónico iónico en agua, como por ejemplo ejemplo lo es el cloruro de sodio, se produce la disociación de los cationes sodio y aniones cloruro, los cuales atraen a las moléculas de agua. La parte positiva o polo polo positivo positivo del agua agua es atraído por los aniones aniones y el polo negativo por los los cationes. Consecuencia Consecuencia de esta atracción es el rodea miento miento de moléculas moléculas de agua en en torno a cationes cationes y aniones. Este proceso se denomina hidratación. La hidratación permite que aniones y cationes, que el estado sólido estaban unidos por enlaces iónicos, en disolución permanezcan permanezcan separados separados o dicho de otro modo, quedan disueltos. disueltos. Este proceso se debe a que la energía de las uniones uniones ión-dipolo es mayor que la la suma de las energías enlace iónico iónico de la sal y dipolo-dipolo del agua. agua.

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