Determinacion De Actividad De Agua En Alimentos 184r2h

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO-PUNO

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL CURSO

:

QUIMICA

AGROINDUSTRIAL

ALUMNOS :

MAMANI CACERES, Wenceslao Hernán.

SEMESTRE: GRUPO

SEXTO :

UNICO

PUNO – PERÚ 2016

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

ACTIVIDAD DE AGUA I.

INTRODUCCIÓN

Los tejidos animales y vegetales contienen agua en diferentes proporciones, distribuida de una manera muy compleja y heterogénea. Las proteínas, los carbohidratos y los lípidos contribuyen a la formación de complejos hidratados de alto peso molecular dentro de estos tejidos y cuya caracterización y cuantificación en un alimento es difícil de efectuar. En general el contenido de humedad de un alimento es el agua total que contiene sin considerar que en la mayoría de los alimentos existen zonas o regiones microscópicas que, debido a su composición química no permiten la presencia del agua, lo cual provoca una distribución heterogénea a través del producto. El término “actividad del agua" establece el grado de interacción del agua con los demás constituyentes de los alimentos, y es una medida indirecta del agua disponible para llevar a cabo las diferentes reacciones a las que están sujetas estas sustancias químicas o para el desarrollo microbiano.

II.

OBJETIVOS

 Conocer el uso del equipo de actividad de agua.  Determinar la actividad de agua de diferentes alimentos en Aqua lab.  Determinar el contenido de humedad de diferentes alimentos en estufa.

III.

REVISION LITERARIA

III.1.

ACTIVIDAD DE AGUA

La actividad de agua (Aw) es una de las herramientas más importantes en la predicción de la estabilidad de los alimentos. La velocidad de muchos cambios deteriorativos se ha relacionado con este parámetro, ya que determina el agua que en un determinado momento se encuentra disponible para el crecimiento microbiano y el progreso de diferentes reacciones químicas y bioquímicas. La actividad de agua se define como la relación entre la presión de vapor de agua de un producto y la presión de vapor del agua pura, a la misma temperatura, por tanto, la actividad de agua se usa para caracterizar el estado de equilibrio del agua en una matriz alimenticia que iguala la presión de vapor relativa de equilibrio (PVR) del agua en la atmósfera circundante. Para alcanzar el equilibrio, habrá una transferencia de masa de agua del alimento al entorno o viceversa hasta llegar a dicho equilibrio, donde los valores de a w deben ser iguales en ambas fases a temperatura y presión constante (Roos, 1995).

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Mientras más alta sea la a w y más se acerque a 1.0, que es la del agua pura, mayor será su inestabilidad. Por el contrario, los alimentos estables a temperatura ambiente (excepto los tratados térmicamente y comercialmente estériles, como los enlatados), tienen a w baja. Se ha demostrado que la a w es un factor clave para el crecimiento microbiano, producción de toxinas y resistencia al calor de los microorganismos. En general, el límite inferior de actividad de agua para el crecimiento microbiano es 0.90 de la mayoría de las bacterias, 0.87 para la mayoría de las levaduras y 0.80 para la mayoría de los hongos. Es posible que un alimento tenga dos componentes, uno con 15% y otro con 25% de humedad y la transferencia se haga del menor al mayor debido a sus distintas a w , y no con base en sus humedades (Badui, 2006).

III.1.1. TIPOS DE ALIMENTO EN FUNCIÓN DEL CONTENIDO DE AGUA Los alimentos no son homogéneos ni están constituidos por una única fase, ya que tienen varias fases no miscibles y cada fase tiene una determinada composición. Dependiendo de su contenido de agua se clasifican en “alimentos húmedos”, “alimentos de humedad intermedia” y “alimentos secos”. Los alimentos húmedos y de humedad intermedia son considerados como disoluciones debido a la gran cantidad de agua que presentan (superior al 25%), pues en ellos la fase liquida o acuosa, constituida por el agua y los solutos disueltos en ella, es mayor que la fase sólida, formada por los sólidos insolubles o inertes. Los alimentos de humedad intermedia tienen una actividad de agua de 0.65 a 0.86 y los alimentos húmedos una a w superior a 0.86. En ellos sólo se consideran las interacciones agua-solutos, despreciando las interacciones agua-sustrato insoluble. En los alimentos secos o de baja humedad el fenómeno de interacción más importante es la adsorción agua-sustrato, ya que en este caso la fase sólida es mayor que la fase líquida, siendo la humedad de estos productos inferior al 25%. Los alimentos secos están Inicialmente cubiertos en su superficie interna (poros) y externa (superficie de las partículas) por una monocapa de moléculas de agua, que a cierta humedad constituye un límite de hidratación a partir del cual las interacciones agua- sustrato se pueden modificar, lo cual no es deseable, ya que a medida que decrece la interacción agua-sustrato aumenta la a w . Si al producto se le van incorporando moléculas de agua, éstas van quedando retenidas a la fase sólida mediante fuerzas de van der Waals y puentes de hidrógeno con otras moléculas de agua, formando multicapas en la superficie interna y externa del material. Cuando comienza a coexistir con este fenómeno la penetración de las moléculas hacia el interior de la matriz sólida y se da la correspondiente movilización de solutos, comienza la solubilización de los materiales solubles del alimento hasta que existe agua suficiente y se forma la fase acuosa (Martínez et al., 2000).

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

III.2.

CONTENIDO DE AGUA

El contenido de agua de un alimento o humedad se refiere, en general, a toda el agua de manera global. Sin embargo, en los tejidos animal y vegetal el agua no está uniformemente distribuida debido a complejos hidratados que se establecen con proteínas, hidratos de carbono y otros constituyentes. Esta situación de distribución heterogénea de agua también se presenta en alimentos procesados debido a que sus componentes se encuentran en diferentes formas de dispersión. Lo anterior lleva a que el agua en los alimentos se encuentre en diferentes estados energéticos, lo que significa que no toda el agua tiene las mismas propiedades fisicoquímicas. El término “contenido de agua” no informa por sí solo de la naturaleza de esta agua, ya que el agua puede ser “agua libre” o “agua ligada”. Aunque no hay una definición exacta para estas dos fracciones, se considera que el agua ligada es aquella proporción que está fuertemente unida al alimento por medio de puentes de hidrógeno y no congela a 20°C, por lo que también se llama “agua no congelable”, mientras que el agua libre o “agua congelable” es el agua que tiene movilidad y está disponible para participar en reacciones de deterioro de los alimentos. El contenido de agua de los alimentos es uno de los factores individuales que más influye en su alterabilidad, aunque alimentos con el mismo contenido en agua pueden sufrir un proceso de alteración diferente y tener distintas vidas de anaquel, ya que su estabilidad está en función de la actividad de agua (Badui, 2006).

III.3.

ISOTERMAS DE ADSORCIÓN

Se llama adsorbente a la sustancia normalmente sólida sobre la que se fija otra (gas/líquido) que recibe el nombre de adsorbato. Varias experimentaciones han demostrado que para un mismo sistema, en iguales condiciones, la adsorción es proporcional a la superficie del adsorbente. Se trata pues de un fenómeno superficial que ocurre en la interfase, en el cual las moléculas de adsorbato se fijan sobre la superficie del adsorbente en virtud de diversas fuerzas atractivas (fuerzas de Van der Waals y fuerzas de enlace) que entran en juego y se deben, principalmente, a la asimetría de fuerzas que existe en toda la interfase, tal como mencionan Martínez et al. (2000).

III.4.

TIPOS DE ISOTERMAS

Brunauer et al. (1940) clasificó las isotermas de sorción en cinco tipos generales (Fig. 4.3) de acuerdo a las fuerzas de Van der Waals de gases no polares adsorbidos en sustratos sólidos. Según este autor, la isoterma tipo I corresponde normalmente a fenómenos de quimisorción que ocurren en una sola capa, en los puntos activos de la superficie. Este no es el caso habitual en las isotermas de adsorción de agua en alimentos. Los tipos II y III son los más frecuentes en alimentos no porosos, sobre todo el primero. Los tipos IV y V corresponden a isotermas de productos porosos, en los que la meseta de las curvas está asociada a la saturación capilar.

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

FIGURA 1 Cinco tipos de isotermas de sorción (Martínez et al., 2000) De acuerdo con Barbosa-Cánovas et al. (2007), la isoterma de tipo II es la más común en los alimentos, cuya forma sigmoidal se atribuye a efectos capilares e interacciones acuosas en la superficie. Esta isoterma puede ser dividida en tres regiones. En la primera, el agua se encuentra fuertemente unida a grupos polares de proteínas y polisacáridos del alimento y presenta una entalpía de evaporación considerablemente mayor a la del agua pura. En esta región se halla la humedad correspondiente a la monocapa (w 0) a actividad de agua alrededor de 0.2 a 0.3, en la que la velocidad de pérdida de calidad es insignificante. En la región B las moléculas de agua se encuentran menos unidas que en la zona anterior y la energía de evaporación es ligeramente mayor que la energía requerida para evaporar el agua pura, mientras que las propiedades del solvente en la región C son muy semejantes a las del agua pura (Badui, 2006). La forma de la isoterma se puede relacionar con los valores del parámetro C de la Ec. 1, pues se puede demostrar que sólo a partir de un determinado valor de C se da un punto de inflexión en la curva, siendo entonces la isoterma del tipo II (Lewicki, 1997).

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

IV.

MATERIALES Y METODOS

IV.1.

MATERIALES Y EQUIPOS MELON

MANZANA DELICIA

PAN SARNITA

BALANZA ANALITICA

ESTUFA

AQUA LAB

VASOS DE PRECIPITADO

IV.2.

CUCHILLO

CAMPANA DESECACI

LUNA DE RELOJ

METODOS

IV.2.1. DETERMINACION DE LA ACTIVIDAD DE AGUA  Para determinar la actividad de agua se realizó en el equipo de Aqua lab; primero preparamos las muestras de melón, pan sarnita y manzana delicia; luego colocamos las muestras en tres sostenedores de muestra. Las muestras se prepararon con las siguientes medidas:

MELON

LARGO 3 cm

ANCHO 3 cm

ALTURA 1 cm

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

PAN SARNITA

3 cm

2.8 cm

1.5 cm

MANZANA DELICIA

3 cm

3 cm

0.9 cm

 Segundo ponemos la muestra encima del sostenedor de muestra, para poder medir pulsamos el botón inicio en el equipo y esperamos que se estabilice; después esperamos un determinado tiempo para anotar el valor resultante.

 Procedemos de forma igual con todas las muestras y elaboramos una tabla de datos con las distintas muestras. IV.2.2. DETERMINACION DE LA HUMEDAD  Lavamos la luna de reloj, llevamos a la estufa para que se seque y luego a la campana de desecación.

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

 Trituramos las muestras melón, pan sarnita y manzana delicia lo más pequeño posible y llevar para su respectivo peso.

 Tomamos 5gr aproximadamente de muestra en una luna de reloj pesado y llevar a la estufa a 90°C aproximadamente por 6 horas y luego de eso se pesa nuevamente. MELON PAN SARNITA MANZANA DELICIA

P. DE LUNA DE RELOJ 19.1901 19.0616 18.8639

PL +PM HUMEDAD 25.0531 24.4318 24.1237

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

V.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

V.1.

RESULTADOS

V.1.1. DETERMINACION DE ACTIVIDAD DE AGUA MI GRUPO 3 TEMPERATURA (ºC) MELON PAN SARNITA MANZANA DELICIA

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

22.92 24.58 22.23

ACTIVIDAD DE AGUA 0.9997 0.8106 0.9963

MELON PAN SARNITA MANZANA DELICIA

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL GRUPO 4 TEMPERATURA (ºC)

ACTIVIDAD DE AGUA

22.25 22.22 22.99

0.9929 0.9934 O.9967

MANZANA VERDE DURAZNO PLATANO

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

MANZANA VERDE DURAZNO PLATANO

GRUPO 5 LECHE EN POLVO HARINA CHOCLO

0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 LECHE EN POLVO HARINA

TEMPERATURA (ºC) 24.76 25.13 22.86

ACTIVIDAD DE AGUA 0.2390 0.5095 0.8540

LECHE EN POLVO HARINA CHOCLO

CHOCLO

0

V.1.2. DETERMINACION DE LA HUMEDAD MI GRUPO 3

MELON PAN SARNITA MANZANA

P. DE LUNA DE RELOJ=PL 19.1901 19.0616 18.8639

PL +PM HUMEDAD=X 25.0531 24.4318 24.1237

PL + PM SECA=Y 20.3867 22.9310 19.7747

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL DELICIA Determinamos el porcentaje de humedad en base húmeda.

Humedad bh=

X −Y ∗100 X −PL

Humedad de melon bh =

25.0531−20.3867 ∗100=¿ 25.0531−19.1901

Humedad de pan sarnita bh=

24.4318−22.9310 ∗100 24.4318−19.0616

Humedad de manzana delicia bh=

24.1237−19.7747 ∗100 24.1237−18.8639

Humedad bh MELON PAN SARNITA MANZANA DELICIA

79.5907 27.9468 82. 6838 GRUPO 4

MANZANA VERDE DURAZNO KAKI V.2.

P. DE LUNA DE RELOJ=PL 41.5405 42.2099 27.1007

PL +PM HUMEDAD=X 46.5802 47.2425 32.1067

PL + PM SECA=Y 42.2972 43.2749 28.0520

DISCUSION

V.2.1. ACTIVIDAD DL AGUA Según Roos (1995), indica que la actividad de agua se define como la relación entre la presión de vapor de agua de un producto y la presión de vapor del agua pura, a la misma temperatura, por tanto, la actividad de agua se usa para caracterizar el estado de equilibrio del agua en una matriz alimenticia que iguala la presión de vapor relativa de equilibrio (PVR) del agua en la atmósfera circundante, es cierto se concuerda con este autor. Tambien seria bueno saber que muchos alimentos no son sistemas en equilibrio. La Aw no son homogéneos en todo el sistema y por tanto, no tiene sentido caracterizar el sistema como un todo por un valor medido de Aw por ejemplo, muchos alimentos multicomponentes constan de dos o más fases (sólido, líquido puro, líquido acuoso, aceite, etc.) que pueden no estar en equilibrio termodinámico entre ellas. Por lo tanto, Aw

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL puede no ser un parámetro termodinámico válido para muchos alimentos. Puesto que la Aw ha sido un concepto extremadamente utilizado en alimentos, ha de tenerse precaución en la interpretación de sus bases teóricas. Los alimentos con los hemos trabajado (melon, pan sarnita y manzana delicia) tiene mayor cantidad de Aw muy cercanos a uno y con esto sucede la inestabilidad del alimento tal como dice Badui (2006), mientras más alta sea la Aw y más se acerque a 1.0, que es la del agua pura, mayor será su inestabilidad. Por el contrario, los alimentos estables a temperatura ambiente (excepto los tratados térmicamente y comercialmente estériles, como los enlatados), tienen Aw baja. Se ha demostrado que la Aw es un factor clave para el crecimiento microbiano, producción de toxinas y resistencia al calor de los microorganismos. En general, el límite inferior de actividad de agua para el crecimiento microbiano es 0.90 de la mayoría de las bacterias, 0.87 para la mayoría de las levaduras y 0.80 para la mayoría de los hongos. Es posible que un alimento tenga dos componentes, uno con 15% y otro con 25% de humedad y la transferencia se haga del menor al mayor debido a sus distintas a w , y no con base en sus humedades. En la actualidad, uno de los campos de investigación de mayor auge en la industria alimentaria es aquel que se ocupa de establecer la influencia de la Aw sobre las propiedades del alimento; se trata de relacionar las posibles alteraciones de alimentos de características parejas en función de su composición, procesadas y almacenamiento. Las isotermas se obtienen colocando un alimento cuyo contenido en agua se conoce, bajo vacío, en un recipiente cerrado y midiendo, después del establecimiento del equilibrio a una temperatura determinada, la presión de vapor de agua, con la ayuda de un manómetro o de un higrómetro. V.2.2. DETERMINACION DE LA HUMEDAD Según Martínez (2000), las isotermas también se obtienen colocando muestras de un mismo alimento(seco o húmedo) en una serie de recipientes cerrados, en los cuales se mantienen por ejemplo, mediante soluciones salinas (por lo general saturadas) o ácido sulfúrico de diversas concentraciones- una gama de humedades relativas constantes y determinando, en el equilibrio, los contenidos en agua. Según Badui (2006), las isotermas permiten prever la actividad del agua de mezclas de diversos ingredientes, más o menos húmedos. Los métodos utilizados para determinar las isotermas de sorción pueden ser gravimétricos, basados en el seguimiento de las variaciones de peso del alimento, manométricas, donde la variable a medir es la presión parcial del vapor de agua en el entorno o higrométricos, en los que se mide la humedad relativa en equilibrio del aire en o con el alimento. Las isotermas de adsorción son útiles, por muchos motivos. En primer lugar corroboran, en varios casos, las interpretaciones teóricas y permiten, por ejemplo, calcular el número de sitios activos o la superficie efectiva de un producto. Esto interesa tanto para la adsorción de sustancias volátiles o de un gas como para diversos compuestos aromáticos, el oxígeno y nitrógeno.

13

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO, FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

VI.

CONCLUSION

Se pudo hallar la Actividad de agua de melón, pan sarnita y manzana delicia se pudo observar q estos alimentos tiene mayor cantidad de Aw que a comparación con otros alimentos. Con esto concluyo que las frutas tienen mayor cantidad de actividad del agua. La humedad también de estos alimentos tiene altos porcentajes. Cuando mayor cantidad de humedad tenga el alimento tiende a malograrse mas rápido.

VII.

BIBLIOGRAFIA

 Badui Dergal Salvador (2006). Química de los alimentos. Segunda edición. Impreso en México.  Roos L.J. Jean-Claude Cheftel (1995). Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Impreso en Zaragoza, España.  Martínez Aguado, José Antonio Calles, Pablo Cañizares, Baldomero López, Francisco Rodríguez, Aurora Santos, David Serrano (2000)... Ingeniería de la industria alimentaria. Impreso en Vallehermoso, Madrid.  Lewicki Nuria Bolaños V., Giselle Lutz C., Carlos H. Herrera R. (1997). Química de alimentos  Manual de laboratorio. 2003. Impreso en Costa Rica. Editorial de la Universidad de Costa Rica Ciudad Universitaria “Rodrigo Facio”.  Josep Boatella Riera, Rafael Codony Salcedo, Pedro López Alegret. Química y bioquímica de los alimentos II. 2004. Impreso en España. Editorial de la Universidad de Barcelona.

13