cinetica de deterioro de los alimentos 2
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CINETICA DE DETERIORO DE LOS ALIMENTOS
Cindy Arcn, Yader Moreno, Jorge Sandoval, Valeria Silva1
Yeimy Castillo2
1
Estudiantes Universidad INCCA de Colombia. Facultad de ciencias bsicas,
administracin e ingeniera: Programa de Ingeniera de Alimentos, Ingeniera para la
conservacin.
2Ingeniera de alimentos. Docente ingeniera para la conservacin.
Resumen:
La calidad de un alimentos est basada en un conjunto de propiedades que van a
influir en la aceptacin del consumidor Los alimentos son sistemas fisicoqumicos y
biolgicamente activos, por lo quese concepta que su calidad es un estado dinmico
que se mueve en formacontinua a niveles ms bajos
Esto indica que cada alimento tiene un periodo de tiempo determinado, despus de su
produccin, durante el cual mantiene un nivel de calidad nutricional y de seguridad
Por ello es necesario evaluar ciertos factores como, pH, Temperatura, concentracin
de slidos totales, actividad de agua (aw). Ya que controlando estas condiciones se
minimiza el deterioro de los alimentos causado por agentes externos.
Palabras claves:
Alimentos, perecederos, fisicoqumico.
Abstract:
The quality of afoodis based on aset of properties thatwill
influenceconsumeracceptance offoodsarephysicochemical andbiologically
activesystems, so that their qualityis conceptualizedis a dynamic statethat
movescontinuously at level slower.This indicates that eachfood has aperiod of
timeafterproduction, during whichmaintains a level ofsafety and nutritionalquality
Therefore it isnecessary to evaluatecertainfactors likepH, temperature, total
solidsconcentration, aW. Since controlling these conditions minimizes food spoilage
caused by external agents.
Keywords:
Food, perishable, physicochemical.
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1. Introduccin. Los frutos son unsistema fisicoqumico, biolgicamente
activo, que llevan a cabo diversos
procesos a lo largo de su vida, en primer
lugar se produce la divisin celular(durante la floracin), un aumento de
volumen de la clulas (crecimiento),
luego la maduracin (fisiolgica y
sensorial) y por ltimo la senescencia.
La maduracin conlleva a la sntesis
especfica de enzimas, modificaciones
fisicoqumicas que se ven reflejados en
los atributos de calidad (olor, color,
textura y valor nutritivo), adems seproduce el ablandamiento,
aromatizacin y coloracin
caracterstica. Uno de los factores de
inters en la maduracin de los frutos,
es la hidrlisis de almidn dando como
resultado azucares simples que llevan al
aumento del sabor dulce, de igual forma
este proceso influye en la modificacin
en los cidos orgnicos, los cuales
generalmente disminuyen. Los
pigmentos son modificados, con lo que
el color cambia. El desarrollo fisiolgico,
sensorial y el cambio de las propiedades
fisicoqumicas de las frutas, determina
su calidad y por ultimo su aceptacin
por el consumidor, los parmetros
mencionados anteriormente definen la
vida til de alimento, bajo determinadas
condiciones de conservacin.
En las etapas subsiguientes a la cosecha,
los frutos se ven expuestos a factores
extrnsecos como la temperatura,
humedad relativa, oxigeno y luz, los
cuales pueden desencadenar
mecanismo de reaccin que conducen a
la degradacin del anaquel. Por ende, se
hace necesario conocer las reacciones
que causan la degradacin de los
alimentos, un mecanismo para evaluar
la degradacin es a travs de la cintica
qumica, la cual valora los factores de
composicin y ambientales que incidenen la calidad de las alimentos, entre los
factores de composicin est el pH,
actividad de agua y poblacin
microbiana, y en los ambientales esta la
temperatura, la humedad relativa, entre
otros.
La cintica de deterioro de los alimento
puede expresarse matemticamente
por medio de ecuaciones de relacin,
estos cambios en la calidad de los
alimentos, pueden por lo general
expresarse en funcin de la composicin
de los mismos.
Donde es el atributo de calidad enfuncin del tiempo(), la velocidad
de reaccin (constante) y el orden de
la reaccin. Con respecto a la anterior
ecuacin existen reacciones de orden
cero, en donde se ve afectada la calidad
global de los alimentos, estas son
generadas por alta actividad enzimtica
o pardeamiento no enzimtico;
asimismo se presenta reacciones deprimer orden, que estn asociadas a la
perdida de vitaminas, muerte y
desarrollo microbiano, perdida de color
por oxidacin y perdida de textura en
tratamientos trmicos. Las
aproximaciones realizadas para
determinar la cintica de deterioro,
generalmente se realizan en condiciones
ambientales constantes, pero estudiosrevelan que la temperatura es un factor
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primordial en la velocidad de
degradacin de los alimentos, por lo
tanto se desarrollaron parmetros que
lograran representar la velocidad a la
que ocurren dichas reacciones, unaforma de evaluar el efecto de la
temperatura es el factor , en donde
un incremento de 10 C en la
temperatura normal de evaluacin, har
incrementar la velocidad de reaccin.
De igual forma se hace vital realizar una
prediccin de la vida til del alimento en
determinadas condiciones, en donde se
relaciona el atributo de calidad del
alimento al inicio y final del estudio, y la
velocidad de reaccin degradativa. La
ecuacin que defnela vida til se
presenta a continuacin:
El objetivo de la prcticaes evaluar ladegradacin de la pulpa de ciruelas, a
partir de la cintica de deterioro,
teniendo como atributos de calidad el
pH y los slidos solubles (Brix), adems
determinar la vida til, los parmetros
termo cinticos y el orden de la
reaccin degradativa.
2. Materiales y mtodos.2.1 Materiales.Licuadora.
Coladores.
Cuchillo.
Erlenmeyer de 250 ml.
Vasos de precipitados.Probeta de 500 ml.
Bureta.
Pinzas de bureta.
Soporte universal.
Balanza.
Potencimetro.Refractmetro.
Agitador.
Calibrador.
NaOH al o.1 N.
Fenolftalena.
Agua destilada.
2.2. Mtodos.2.2.1. preparacin de muestra.Las ciruelas deben ser lavadas y
desinfectadas antes de ser valoradas,
para el diseo de vida til debe
macerarse o licuarse aproximadamente
300 g de pulpa, los cuales se distribuirn
en bolsas plsticas con abre fcil, deben
estar marcadas respectivamente con lascondiciones de almacenamiento, para
la evaluacin de parmetros termo
cinticos. Posteriormente se
almacenaran las muestras en las
condiciones establecidas (temperatura
ambiente y 32 C).
2.2.2. Esfericidad.
Para determinar la esfericidad de un
fruto como la ciruela, se deben tomar
diferentes medidas, entre ellas el
dimetro del fruto horizontal, vertical y
perpendicular, estas medidas se deben
realizar con un calibrador con el fin de
precisar con exactitud los valores
obtenidos.
2.2.2 Diseo de vida til.
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Para la determinacin de los parmetros
de calidad pH y Brix, se realizan con un
potencimetro y refractmetro
respectivamente, para cada una de las
condiciones de almacenamiento.
Se debe realizar un monitoreo de los
parmetros de calidad en diversos
tiempos (das), a fin de construir la
grfica respectiva a la cintica de
deterioro, y as proceder a determinar la
vida til, los parmetros termo cinticos
y el orden de la reaccin.
3. Resultados y anlisis de resultados:En la siguiente tabla se presenta los
datos para determinar la esfericidad de
la ciruela.
Tabla 1. Datos esfericidad de ciruelas.
DatosDimetro
vertical horizontal perpendicular1 3,685 3,61 3,665
2 3,065 3,09 3,05
3 3,45 3,455 3,43
4 3,34 3,365 3,34
5 3,49 3,57 3,56
promedio 3,406 3,418 3,409
A continuacin se presentan los datos
para el desarrollo de la cintica de
deterioro de las ciruelas, teniendo como
parmetro el pH y los slidos solubles
(Brix), de igual manera se presenta las
respectivas graficas en donde se nota la
tendencia del comportamiento
degradativo de los slidos solubles y la
cada del potencial de hidrogeno del
anaquel, a travs del tiempo para las
muestras analizas en las diferentes
condiciones de almacenamiento. Al
igual que se percibe que la tasa de
cambio de los parmetros de calidad
con respecto al tiempo es mayor a
temperaturas altas y menor en
temperaturas bajasTabla 2. Datos parmetros de calidad
Da Parmetros a 18 C Parmetros a 32 C
pH Brix pH Brix
0 3.1 9.0 3.1 9.0
3 2.99 8.1 2.92 7.3
5 2.92 7.6 2.81 6.2
6 2.85 7.1 2.69 5.2
8 2.77 6.5 2.56 4.5
Grafica 1. Cintica de deterioro de
ciruelas a 18 C, parmetro de calidad
pH.
Grafica 2. Cintica de deterioro de
ciruelas a 18 C, parmetro de calidad
Brix.
y = -0.0415x +
3.1084
2.75
2.8
2.85
2.9
2.95
3
3.05
3.13.15
0 5 10
Q
(pH)
Tiempo (das)
Cintica de deterioro de
ciruelas a 18 C
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Grafica 3. Cintica de deterioro de
ciruelas a 32 C, parmetro de calidad
pH.
Grafica 4. Cintica de deterioro de
ciruelas a 32 C, parmetro de calidad
Brix.
Vida til
Para hallar la vida til de las ciruelas, con
respecto a los factores de calidad (pH y
Brix), en las temperaturas de
almacenamiento, los clculos se realizan
con la siguiente ecuacin:
Donde es la medicin del parmetro
final, 2.7 y 6.5, pH y Brix
respectivamente, medicin inicial del
parmetro, 3.1 y 9.0, pH y Brix
respectivamente, y es la pendiente
de la grafica del parmetro de calidad Vs
el tiempo en las diversas temperaturas
de almacenamiento.
A continuacin se presenta en la tabla
los valores obtenidos de vida til de la
ciruela, segn los medidas de calidad pH
y Brix, en las temperaturas de
almacenamiento de 18 y 32 C.
y = -0.3124x + 9.0344
0
1
2
3
4
5
6
78
9
10
0 5 10
Q
(Brix)
Tiempo (das)
Cintica de deterioro de
ciruelas a 18 C
y = -0.0678x + 3.1143
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 5 10
Q (pH)
Tiempo (das
Cintica de deterioro de
ciruelas a 32 C
y = -0.5801x + 8.9925
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 5 10
Q
(Brix)
Tiempo (das)
Cintica de deterioro deciruelas a 32 C
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Tabla 3. Vida til de la ciruela, evaluada
en pH y Brix, en las distintas
temperaturas de almacenamiento.
Parmetro de
calidad
Temperatura
(C)
Vida til
(Das)
pH18 9,75
32 5,9
Brix18 8,01
32 4,31
Vida media
En la determinacin de vida media de las
ciruelas en fresco, los clculos se realizan
teniendo en cuenta que la vida media es el
tiempo transcurrido para que el parmetro
de calidad se reduzca a la mitad de su valor
inicial, para ello se procede de la siguiente
forma:
Tabla 4. Parmetros vida media de ciruelas.
temperat
ura (C)
parmetro de
calidad(pH)
tiempo 1
(das)
tiempo 2
(das)
32 9.0 0 3
Parmetros termo cinticos
Para determinar la velocidad a la que
suelen ocurrir las reacciones degradativas
() se realizan los clculos de acuerdo a
la posterior ecuacin:
En la tabla se presenta los datos de
relacionados a la velocidad de reaccin
degradativa () de las ciruelas en fresco.
Tabla 5. Velocidad de reaccin degradativa
() , para los factores de calidad (pH y
Brix)
Factor de calidad
pH 1,63
Brix 1,85
Energa de activacin.
Para hallar la energa necesaria para que la
reaccin ocurra, se realiza de acuerdo al
modelo de Svante Arrhenius, donde se
relaciona la temperatura de las reacciones
de degradacin y la constante pendientede la grafica del parmetro de calidad Vs
el tiempo en las diversas temperaturas
de almacenamiento. En seguida se
presenta la tabla respectivas para hallar
la energa de activacin segn el modelo
de Svante Arrhenius, en los factores de
calidad pH y Brix.
Tabla 6. Modelo de Svante Arrhenius,
para el factor de calidad pH.
Tempera
tura C
Tempera
tura K1/K
pendie
nte
18 291
-0.041 3.194
32 305
-0.067 2.703
Grafica 5. Modelo de arrehenius factor de
calidad pH.
-5
0
5
10
15
-0.002 0 0.002 0.004
1/K
Ln K
modelo de arrehenius factor
calidad pH
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Tabla 7. Modelo de Svante Arrhenius,
para el factor de calidad Brix.
Tempera
tura C
Tempera
tura K1/K
pendie
nte
18 291
-0.312 1.164
32 305
-0.580 0.544
Grafica 6. Modelo de Arrehenius factor de
calidad Brix
La energa de activacin necesaria para
que la reaccin degradativa en el factor
de calidad potencial de hidrogeno y
Brix se desarrollaran con la siguiente
ecuacin
( )
Los resultados obtenidos de la energa
de activacin para las reacciones
degradativas para cada parmetro se
presentan en la siguiente tabla:
Tabla 8. Energa de activacin de las
reacciones degradativas para cada
parmetro.
Parmetro
de calidad
Energa de
activacin
(KJ/Kg)
temperatura
pH 12632,42 18C
Brix 8828,01 18C
4. conclusiones Segn los datos obtenidos la
acidez y los Brix disminuye en
las muestras que poseen poca
entrada de oxigeno conllevando
a que este puede ser usado
como un sustrato respiratorio ydeterioro de los azucares.
Al realizar los clculos paradeterminar la energa de
activacin se tomaron los datos
absolutos puesto que nuestra K
(pendiente) presenta ser
negativa.
5. Bibliografa C. Merodio MADURACION Y
POST-RECOLECCION DE FRUTOS
Y HORTALIZAS
Galvis B., Estudio de la durabilidadde la pulpa mora de castilla y mora
san Antonio.2003. Universidad
Nacional de Manizales. P. 32
Disponible en:
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
-0.002 0 0.002 0.004
1/K
LnK
modelo de arrehenius
factor de calidad Brix
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http://www.bdigital.unal.edu.co/10
56/1/beatrizsirleygalvismurillo.2003
.pdf
CADWEL, M.A method in foodanalisys. New York.1970.
http://www.bdigital.unal.edu.co/1056/1/beatrizsirleygalvismurillo.2003.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/1056/1/beatrizsirleygalvismurillo.2003.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/1056/1/beatrizsirleygalvismurillo.2003.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/1056/1/beatrizsirleygalvismurillo.2003.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/1056/1/beatrizsirleygalvismurillo.2003.pdfhttp://www.bdigital.unal.edu.co/1056/1/beatrizsirleygalvismurillo.2003.pdf