PRACTICA N° 2 DE ANALISIS DE LOS ALIMENTOS DETERMINACIONES REFRACTOMETRICAS EN ALIMENTOS
I.
INTRODUCCION:
Medir la concentración de un alimento, resultaría una tarea muy tediosa de no ser por la gran ayuda proporcionada por la Refractometría. La Refractometría tiene variadas aplicaciones en el aspecto cualitativo y cuantitativo, en el análisis de los alimentos. Esta técnica es usada con fines de identificación y caracterización de aceites y grasas, en el control de la pureza de los alimentos, en l a medición de jugos azucarados, determinación aproximada del contenido de alcohol en licores, entre otros. Es por todas estas razones, además de otras como la facilidad de uso del refractómetro, el uso de poca muestra, la obtención de resultados al momento, etc. que el conocimiento de la refractómetria es de suma importancia al momento de analizar los alimentos. Durante la práctica realizada lo que se buscó fue conocer el fundamento del uso del refractómetro y su aplicación en la determinación del índice de refracción (IR), como un método de análisis que permita determinar el contenido de sólidos solubles.
II.
OBJETIVOS
Conocerlos fundamentos del uso de los instrumentos y sus aplicaciones en la determinación del índice refracción con un método de análisis en los alimentos el mismo que permitirá determinar el contenido de sólidos solubles, solidos Totales, establecer relaciones tabulares y graficas entre: gravedad específica, grados Brix, índice de refracción, r efracción, solidos solubles, ETC.
III.
FUNDAMENTOS DEL INDICE DE REFRACCION(n)
Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro de diferente densidad, el rayo sufre un cambio en su dirección, es decir este es desviado o refractado. El ángulo que forma el rayo incidente con la perpendicular en el punto de incidencia, se denomina ángulo de incidencia (i), mientras que el ángulo entre la perpendicular y el rayo refractado, denomina ángulo de refracción (r).La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción, se denomina INDICE DE REFRACCION (n).Este relación es siempre una cantidad constante para dos medidas dadas, bajo condiciones de luz de la misma longitud de onda y la misma temperatura de lectura. =
=
1 2
Con el objeto de representar representar los datos del índice de refracción, de forma que permita hacer comparaciones entre las lecturas, se ha procedido a
estandarizar los valores delos factores que afectan y se representa como: ƞD20 Donde: 20 indica la temperatura (0C) ala que deberá realizarse la determinación; mientras que D indica la banda de luz monocromática del sodio a 589 nm.
IV.
MATERIALES Y METODOS
1. MATERIALES Refractómetro Abbe(de mesa) Termómetro Papel filtro Embudos de60 ml Bagueta Erlenmeyer de 250ml Vasos de pp de 50 ml
Cocinilla eléctrica Probetas Centrifuga y tubos de centrifugación Agua destilada Telas de algodón (de saco de harina) alcohol
2. MUESTRAS
V.
Pulpa y cátchup de tomate Aceite comestible Jugo de naranja simple y con diferentes niveles de sacarosa 10%, 15% y 20% Soluciones salinas de diferentes concentraciones Soluciones de sacarosa de diferentes concentraciones PROCEDIMIENTO
1. Chequear el instrumento con agua destilada, el índice de refracción debe ser 1.3330 a 20°C 2. Limpiar cuidadosamente el prisma, colocar una gota de sustancia problema, la misma que debe ser suficientemente transparente para dejar pasar la luz. La medida será realizada a 20°C, si la temperatura es diferente, deberá de hacerse las correcciones de acuerdo a tablas y productos especificados.
3. Preparación de la muestra.
a) Pula y cátchup de tomate. Los sólidos totales en tomate, puede ser determinados a partir de secado en estufa al vacío (70°C), en estufa a presión atmosférica (100-105°C) o cálculos a partir de gravedad especifica o índice de refracción del filtrado para los que se pueden establecer ecuaciones según los rangos de contenidos en solidos totales por ejemplo BERGERET estableció una fórmula para determinar el % de solidos totales mediante el uso del refractómetro ST (12%) = 4+691 (IR – 1.3382)2 Previamente las muestras serán filtradas utilizando un embudo y ellas de algodón (sacos de harina) limpias y secas aprox. 24cm colocar la tela sobre el embudo y luego sobre ella la muestra, recibiendo el filtrado en un vaso pp. En vez de filtrar se puede centrifugar la muestra y utilizar el sobrenadante. Tomar unas gotas y hacer las lecturas con los refractómetros de mesa y manual. Si la lectura se ha realizado a una temperatura diferente a 20°C, hacer las correcciones añadiendo 0.0001 a la lectura por cada °C /20°C y sustrayendo dicha cantidad para cada °C debajo de 20°C. Si se añadido sal a las muestras se debe conocer la cantidad para hacer las correcciones sustrayendo 0.0001 a la lectura cuando la sal añadida está en el rango de 0.4 a 1.0 %, 0.0002 para el fango de 1.0 a 1.4 % y 0.0003 para el rango de 1.4 a 2.0 % Finalmente expresar los resultados según las escalas del aparato y por medio de las ecuaciones y tablas determinar el contenido de solidos totales de acuerdo a las siguientes ecuaciones: 1. Para rango de solidos de 4 a 19.5 % ST=701.51 (IR-1.3000) – 22.378 2. Para rango de solidos de 19.5 a 35.0 % ST = 577.72 (IR – 1.3000) - 14.977
b) Jugo de naranja: Realizar las lecturas según la metodología anterior y expresar el resultado en términos de IR y también como ss. Discutir y fundamentar los resultados.
c) Muestra de aceite Utilizando refractómetro determinar el Ira las T° de 65, 75, 85 y 95 °C. plotear en papel milimetrado y graficar una curva en función de IR vs. T°.
d) Soluciones salinas: Determinar los IR y las concentraciones (%) de las soluciones salinas haciendo uso de la técnica empleada.
VI.
CALCULOS RESULTADOS
Cuadro 1 completar las constantes físicas de las soluciones de NaCL Muestra
IR
°BX
ST
A
1.3360
2.07
2.8
B
1.3430
6.8
7.78
C
1.3490
12.0
11.99
D
1.3550
14.56
16.20
a) Con el ejemplo del refractómetro manual y de mesa determinar el % de solidos solubles y el IR de cada solución. b) Con las ecuaciones indicadas anteriormente calcular la cantidad de solidos totales (%) correspondientes a cada solución c) Confeccionar en papel milimetrado una curva %SS vs. IR.
soluciones salinas 16
IR
°BX
1.336
2.07
1.343
6.8
1.349
12
1.355
14.56
y = 678.23x - 903.87 R² = 0.9863
14 12 10 x B °
8 6 4 2 0 1.335
1.34
1.345
1.35
1.355
1.36
IR
IR
°BX
1.336
2.24528
1.343
6.99289
1.349
11.06227
1.355
15.13165
soluciones salinas corregidas 16 14 12 10 x B 8 ° 6 4 2 0 1.335
1.34
1.345
1.35
IR
1.355
1.36
Interpolamos para hallar los grados Brix para soluciones salinas: Muestra A: 2
1.3359
X
1.3360
4
1.3388
60 = 29 x
X=
=2.07
Muestra B: 1.3418
6 X
1.3430
8
1.3448
17 = 2.5 x
X=
.
=6.8
Muestra C: 10
1.3478
X
1.3490
12
1.3509
11.981 = 0.9981 x . X= =12.01 .
Muestra D: 14
1.3541
X
1.3550
10
1.3573
51.778 = 3.556 x . X= =14.56 .
Hallamos los sólidos totales para soluciones salinas: MUESTRA A:
ST=701.51 (IR-1.3000) – 22.378 ST=701.51 (1.3360 – 1.3000) – 22.378 ST=2.8764 MUESTRA B:
ST=701.51 (IR-1.3000) – 22.378 ST=701.51 (1.3430 – 1.3000) – 22.378 ST=7.7870 MUESTRA C:
ST=701.51 (IR-1.3000) – 22.378 ST=701.51 (1.3490 – 1.3000) – 22.378 ST=11.9960 MUESTRA C:
ST=701.51 (IR-1.3000) – 22.378 ST=701.51 (1.3550 – 1.3000) – 22.378 ST=16.2050 Correcciones para soluciones salinas con el refractómetro manual soluciones salinas muestra
concentración
temperatura
corrección
a
2.4
23
2.59
b
7.4
23
7.6
c
10.8
23
11.01
d
14.6
23
14.81
Cuadro 2 IR de soluciones de sacarosa Concentración (%) 1
1.3344
2
1.3359
4
1.3388
6
1.3418
8
1.3448
10
1.3478
12
1.3509
14
1.3541
16
1.3573
IR
Cuadro 3: completar las constantes físicas de las soluciones de sacarosa muestra
Concentración (%)
IR
°Bx
SS
A
4.5
1.3390
4.13
4.13
B
8
1.3445
7.8
7.8
C
11
1.3490
10.77
10.77
D
14
1.3541
14
14
a) Conociendo el IR de las soluciones utilizadas en la práctica, determinar la concentración de azúcar b) Con las ecuaciones indicadas anteriormente, calcular el % de solidos totales correspondientes a cada solución. c) Confeccionar en papel milimetrado una curva mostrando la concentración (%) vs. °Bx d) Realizar previamente las correcciones por efecto de la temperatura.
IR
°BX
1.339
4.13
1.34445
7.8
1.349
10.77
1.3541
14
16
soluciones de sacarosa
y = 653.72x - 871.14
14 12 10 x B 8 °
6 4 2 0 1.335
1.34
1.345
IR
Interpolamos para hallar grados brix de soluciones de sacarosa: Muestra A: 4
1.3388
X
1.3390
6
1.3418
62 = 15 x
X=
=4.13
1.35
1.355
Muestra B: 1.3418
6 X
1.3445
8
1.3448
8.6667 = 1.1111 x .
X=
.
= 7.80
Muestra C: 10
1.3478
X
1.3490
12
1.3509
. X= = 10.77 .
Muestra D: 14
1.3541
X
1.3550
10
1.3573
51.778 = 3.556 x . X= =14.56 .
Correcciones para soluciones de sacarosa mediante el refractómetro manual. soluciones de sacarosa muestra
concentración
temperatura
corrección
a
4
22
4.13
b
7.8
22
7.94
c
11.4
22
11.54
d
14.9
22
15.04
Interpolamos para las siguientes soluciones: Jugo de naranja: 1.3488
10.6 X
1.3490
10.8
1.3491
16.1 = 1.5 x .
X=
= 10.73
.
Alcohol: 1.3589
17.0 X
1.3591
17.2
1.3592
25 = 1.5 x
X=
.
= 17.13
Aceite: 74
1.4749
X
1.4751
74.2
1.4754
185.2 = 2.5 x .
X=
.
= 74.08
Tomate: corrección del tomate con refractómetro manual 0.20
5
X
8.5
0.21
10
0.2857= 1.4285 x
.
X=
.
= 0.20°Bx + 8.5°Bx = 8.7°Bx
VII.
CUESTIONARIO:
Como varia el IR cuando si aumenta la temperatura ¿Qué esperaría encontrar si graficaría valores de IR vs T° por qué? Se ve afectado por la temperatura al aumentar la temperatura baja el IR. Al graficarla a mayor temperatura el Ir disminuye.
VIII.
RESULTADOS Y DISCUSIONES Se conoció los instrumentos para medir el índice de refracción y la concentración de cada solución (salinas y de sacarosa) mediante el uso de refractómetro de Abbe y manual el cual nos permitió conocer las cantidades aproximadas de cada muestra en los cuales teníamos referencia. El contenido de solidos totales lo calculamos mediante la concentración y finalmente se obtuvo un gráfico en la cual representamos el índice de refracción vs. °Bx.
IX.
REFERENCIA BIBLIOGRAFIA: R. KIRK, H. EGAN, R. SAWYER.1996. “Composición y Análisis de Alimentos de Pearson” . Segunda Edición. CECSA. México D.F.. MADRID, I. CENZANO, J.M. VICENTE. 1997. “Manual de Aceites y Grasas Comestibles”. Primera Edición. AMV Editores - Mundiprensa. Madrid. Norma IRAM 15724: 1981. “Conservas de vegetales. Método de determinación de sólidos solubles totales por refractometría”.
