guillermo raul gudiÑo paz
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NOMBRE: GUILLERMO RAUL GUDIÑO PAZ.
TELEFONO: 544-44-41.
MATRICULA: 86237027
de \o5 LICENCIATURA: INGENIERIA m ALIMENTOS.
UNIDAD: UNIVERSISDAD AUTONOMA METROPOLITANA -1ZTAPALAPA-
TRIMESTRE LECTIVO: 95-1.
HORAS SEMANA: 35 HRS.
TITULO DEL TRABAJO: EVALUACION Y CONTROL FISICOQUIMICO DE BEBIDAS ALCOHOLICAS.
ASESOR INTERNO: DR. JAIME VERNON CARTER. PROFESOR TITULAR llC" T.C. AREA DE INGENIERIA QUIMICA.
ASESOR EXTERNO : BIOLOGA ALMA SILVIA TREJO. LASORATORIO DE CONTROL FISICOQUIMICO DE BEBIDAS.
LUGAR DONDE SE REALIZO EL TRABAJO: LABORATORIO NACIONAL DE SALUD PUBLICA. DEPARTAMENTO DE ANALISIS FISICOQUIMICO DE LOS ALIMENTOS.
FECHA DE
FECHA DE
(LABORATORIO DE BEBIDAS)
INICIO: 22 DE AGOSTO DE 1994.
TERMINACION: 22 DE FEBRERO DE 1995.
CLAVE : I A . 0 2 4 . 9 4
- . . . ,
NOMBRE DEL PROYECTO: EVALUACI~N Y CONTROL FISICOQUIMICO DE BEBIDAS ALCOHOLICAS.
FIRMA DEL ALUMNO:
FIRMA DE LOS ASESORES:
DR. JAIME VERNON CARTER. BIOLOGA ALMA SILVIA TREJO.
222118
INTRODUCCION
Por bebida destilada se entiende que son aquellas que se obtienen por destilación de líquidos que se hayan elaborado a partir de productos vegetales en los que la totalidad de sus azúcares, hayan sufrido como principal una fermentación alcohólica, siempre y cuando el destilado no haya sido rectificado totalmente, por lo que el producto deberá tener la sustancias secundarias formadas durante la destilación y que son características de cada tipo de bebida. Las bebidas alcohólicas ya envasadas deberán tener una graduación de 30% - 50% a 2 0 ° C . Para obtener esta graduación se permite únicamente la adición de agua potable desmineralizada.
La bebida alcohólica destilada que se manejó es proveniente de una fuente comercial.
El brandy pertenece a la familia de alcoholes destilados provenientes de vinos de uva, es un licor aterciopelado, blando,liso que se distingue sobre todo por su gran bouquet y sutil fragancia de uvas, características que son obtenidas en su proceso de añejamiento dentro de los barriles de roble.
i
EI control analítico de estos productos denominados alcohólicos se hace necesario a razón del riesgo que implica SU consumo exagerado en la salud, la norma oficial mexicana estipula so lo ciertos análisis para cada tipo de bebida dependiendo de Su naturaleza.
OBJETIVO GENERAL
Se realizarán pruebas de control fisicoquímico para bebidas alcohólicas destiladas.
OBJETIVO ESPECIFICO
Se verificará que l o s parámetros medidos cumplan con las especificaciones vigentes que establece la norma oficial mexicana.
Se determinaran experimentalmente l o s análisis fisicoquímico para bebidas alcohólicas destiladas tipo Brandy.
a) Determinación del grado alcohólico real de la muestra. b) Determinación de extracto seco. c) Determinación del contenido de cenizas. d) Determinación de acidez total. e) Determinación de ésteres. f) Determinación de aldehidos. g) Determinación de alcoholes superiores. h) Determinación de metanol. i) Determinación de furfural.
OBJETIVOS CUMPLIDOS.
OBJETIVO GENERAL.
OBJETIVO PARTICULAR.
Se determinaron experimentalmente los análisis fisicoquímicos para bebidas destiladas tipo Brandy.
PROBLEMA RESUELTO
Dentro de los múltiples productos que están sujetos a regulación sanitaria las bebidas alcohólicas constituyen un apartado especial a razón del riesgo inherente en su consumo, éste riesgo lo representan las sustancias que es posible encontrar a consecuencia de los procesos de destilación y tratamiento en general, así como de la identidad propia del producto.
Es por tal motivo que se hace necesario el control analítico de este tipo de productos que hace posible determinar que los parámetros fisicoquímicos medidos se encuentran dentro de las especificaciones permitidas.
GRADO ALCOHOLICO.
INTRODUCCION.
Uno de los más valiosos componentes de una bebida destilada es el grado alcohólico (alcohol etílico) etanol o alcohol vínico, C2H50HI factor determinante de la calidad y valor comercial de la bebida.
El alcohol etílico es un líquido incoloro,de olor agradable, se quema con llama azul produciendo agua y dióxido de carbono. Los microorganismos lo pueden oxidar, dando aldehido acético y ácido acético. Alcanza un peso específico de 0.7891 a temperatura de 20°C, ebulle a 78.37"C y se congela a -114°C. Es miscible con el agua en todas las proporciones. El alcohol diluido presenta un sabor extremadamente fuerte. No es tóxico en cantidades pequeñas, sin embargo en cantidades desmesuradas produce un estado de sopor y finalmente de inconsciencia.
Los desagradables efectos ulteriores originados por el alcohol no se deben tanto al etanol como a los alcoholes superiores.
Factores imprescindibles para la elaboración de bebidas de alta graduación alcohólica son uvas, granos, fruta correspondiente de tipos ricos en azúcar situación favorable de los cultivos y cosechas soleadas, ya que las frutas de calidad inferior, la mala situación de los cultivos, los veranos lluviosos, y los defectuosos procesos de elaboración en general dan lugar a bebidas de poca calidad y bajo grado alcohólico.
El valor comercial de las bebidas procedentes de países elaboradores de grandes cantidades, se determina siempre atendiendo al grado alcohólico.
FUNDAMENTO DEL METODO.
El etanol presente en la bebida se separa de todas las sustancias que puedan interferir en la determinación por medio de una destilación, tras lo cual se procede a determinar el grado alcohólico por medio de un hidrómetro.Esta determinación se basa en el principio de Arquímides en el que se establece que un objeto colocado en un líquido desplaza un volumen del mismo equivalente al peso del objeto. Un hidrómetro especial de alcohol es sumergido en el destilado, dependiendo de la gravedad específica y de la temperatura de la solución el hidrómetro se sumerge hasta cierta altura a una profundidad a la cual se ajusta el desplazamiento del volumen del líquido, que es exactamente el mismo que el peso del hidrómetro.
El hidrómetro está calibrado para dar lecturas directas en grados alcohólicos, se cuenta con un juego de alcoholímetros entre las cuales se dividen l o s valores de O a 100, la prueba se realiza a una temperatura de 15°C.
METODOLOGIA.
Tomar en una probeta especial para la determinación de grado
alcohólico la cantidad necesaria del destilado problema. La determinación se efectuará a una temperatura de 15"C, alcanzando éste valor, introducir el alcoholímetro correspondiente, dependiendo del grado alcohólico declarado por la muestra en la probeta y leer directamente en la graduación del mismo.
EXTRACTO SECO.
INTRODUCCION.
Por extracto seco se entiende la totalidad de las sustancias restantes después del proceso de evaporación o destilación. Entre estas sustancias se encuentran hidratos de carbono, glicerina, ácidos volátiles, combinaciones nitrogenadas, sustancias tánicas y colorantes, alcoholes superiores y minerales.
FUNDAMENTO DEL METODO.
El método se basa en la medición de la diferencia de pesos que sufre la muestra al pasar por un proceso de calentamiento controlado en el cual se evaporan las sustancias volátiles.
METODOLOGIA.
En cápsulas de níquel a peso constante depositar 10 m1 de muestra en el caso de bebidas destiladas, llevar hasta sequedad en un baño de vapor.
Posteriormente introducir las cápsulas en un horno a 100°C durante 3 horas, transcurrido el tiempo depositar en un desecador por 30 minutos y proceder a pesar.
CALCULOS.
Extracto seco g/100 Pf - Pi - - - - - - - - - x 100
M donde :
Pf= peso de la cápsula con residuo. Pi= peso de la cápsula vacía a peso constante. M= volumen de muestra.
CENIZAS
INTRODUCCION Las cenizas de un alimento son un termino analítico
equivalente al residuo inorgánico que queda después de quemar la muestra orgánica.
Las cenizas obtenidas no tienen necesariamente la misma composición que la materia mineral presente en el alimento original, ya que pueden haber existido perdidas por volatilización o alguna interacción entre l o s constituyentes. El valor de las cenizas puede considerarse como una medida general de la calidad, y a menudo es un criterio útil para determinar la identidad de un
alimento. En el caso de bebidas alcohólicas las cenizas se componen de la
totalidad de cationes y aniones inorgánicos, mas el ácido carbónico que recibe durante la combustión y el oxígeno. Los aniones comúnmente encontrados son sulfatos, fosfatos, cloruros y en cantidades menores fluoruros, bromuros, yoduros y boratos, como complemento los metales que componen las sales minerales que constituyen las cenizas son: potasio, sodio, calcio, hierro, cobre y en ínfimas cantidades aluminio, zinc, manganeso, arsénico y plomo (los dos últimos metales en menor cantidad de lppm.).
FUNDAMENTO DEL METODO. La cenizas se producen por calcinación del extracto seco de la
bebida obteniendo comúnmente residuos blancos, a temperatura entre 550 y 600°C estando constituidas por sales minerales.
METODOLOGIA
En una cápsula de platino a peso constante colocar 10ml de muestra, evaporar hasta sequedad en un baño a 100°C, una vez que se haya expedido toda sustancia volátil calentar lentamente sobre parrilla hasta que se detenga la emisión de humo. Calcinar en la mufla a 525°C y enfriar en desecador hasta temperatura ambiente para proceder a registrar el peso final.
CALCULO
Cenizas g/100 Pf - Pi """""_ x 100
M
donde : Pf= peso de cápsula con residuo Pi= peso de cápsula inicial M= volumen de muestra
ACIDEZ TOTAL
INTRODUCCION
De gran importancia para el sabor y la capacidad de conservación de una bebida alcohólica es su contenido de ácidos, que igual que la tasa de alcohol, está sometido a grandes fluctuaciones según la clase de uva, terreno y curso de la temporada. Las bebidas provenientes de frutas maduras contienen sobre todo en los años buenos, cantidades notablemente inferiores que las bebidas de frutas inmaduras y años poco soleados. En la acidez total o acidez total titulable de una bebida entran
diversos ácidos orgánicos, en los que cabe citar como mas importantes en los vinos de uva el ácido tartárico, el ácido málico y el ácido láctico. En la practica no es frecuente hacer distinción de l o s ácidos de
una bebida, no se consideran en particular, por ejemplo, el ácido málico o el succínico, para evitarlo se abrevian haciendo uso de l o s términos: acidez total, acidez volátil y acidez fija. En el termino de acidez total se requiere reunir a todos l o s
ácidos de la bebida. No obstante, como para conocer la acidez total ha de recurrirse al análisis, y este se precisa sin complicaciones, se define la acidez total como la acidez valorada por un reactivo preparado con sosa cáustica que neutraliza la bebida hasta pH 7. De esta manera en términos de la química enológica, el contenido
en ácidos titulables se expresa para bebidas destiladas en ácido acético.
FUNDAMENTO DEL METODO
La acidez de una bebida alcohólica esta constituida por diferentes ácidos orgánicos, los procedentes de la uva: tartárico, málico y cítrico, y los procedentes de la destilación: láctico, succinico y acético. Todo este conjunto de ácidos en estado libre representa la acidez
total de la muestra, la determinación analítica esta basada en la neutralización de1,ácido libre con solución valorada de hidróxido de sodio usando fenoftaleina como indicador.
REACCIONES
RCOOH + NaOH - - - - - - - - - > RCOO-Na+ + H20
METODOLOGIA A 250ml de agua destilada recientemente hervida añadir
aproximadamente lml de fenoftaleina y neutralizar con solución de NaOH 0.1N. Agregar 25ml de la muestra cuando se trate de bebidas alcohólicas claras y 5ml cuando obscuras, posteriormente titular con solución 0.1N. de NaOH hasta el vire del indicador.
CALCULO
Acidez mg/100 V x N x E x F """"-"""_ x 100
Grado alcohólico real
donde : V= mililitros de solución de NaOH N= normalidad de solución de NaOH E= miliequevalentes del ácido correspondiente F= factor de dilución
ESTERES.
INTRODUCCION.
El acetato de etilo es el éster que se encuentra en mayor
cantidad en las bebidas alcohólicas y contribuye a la integración del bouquet-La síntesis del acetato de etilo se inicia en la fase activa de la fermentación, aumenta proporcionalmente con el etanol y llega a detenerse cuando la concentración de azúcar fermentesible tiende a cero. La concentración está en función entre otros cofactores, de la presencia de iones magnesio, y el ácido pantoténico, en condiciones anaerobias la acetil -coenzima A se involucra en la esterilización del acetato:
Mg+ * CH3-Co-S-CoA + CH3-CH-OH - - - - - - - > CH3-COO-CH2-CH3
La cantidad de acetato de etilo presente dependerá del tipo de bebida y de la marca comercial manejada, encontrándose en condiciones normales en cantidades muy pequeñas, una elevada concentración de acetato de etilo es índice de una alteración microbiológica y no de un proceso de esterificación de la bebida durante el añejamiento.
FUNDAMENTO DEL METODO.
Un ester es capaz de hidrolizarse en sus constituyentes ácido y alcohol
RCOOR + H20 - - - - - - - - - > RCOOH + ROH Como fundamento de un método analítico, la anterior reacción
no es satisfactoria por estar descrita en esa forma, porque tal vez el equilibrio no esté lo suficientemente desplazado hacia la derecha, o porque es demasiada lenta la hidrólisis en agua pura.
Catalizan la reacción los ácidos y las bases, lo cual permite superar la limitación cinética. Además en solución alcalina, el ácido producido se convierte en su base conjugada y esta reacción secundaria desplaza completamente el equilibrio hacia la derecha.
Por estas razones, la hidrólisis de un ester, como medio de análisis, se efectúa siempre en medio alcalino fuerte. La reacción se escribe:
y este proceso se conoce como saponificación. El método analítico supone que la adición de un exceso conocido
de álcali estándar al ester, calentándolo si es necesario para asegurar que la hidrólisis sea completa, y la valoración por retroceso del exceso de álcali con ácido estándar, utilizando fenoftaleina como indicador, el punto final de la valoración del exceso de álcali pero no de la sal del ácido carboxílico. Cada grupo ester consume un hidroxilo, por tanto, los datos de la valoración permiten calcular el número de grupos ester que hay en la muestra.
Si se realiza una determinación en blanco no es necesario conocer la normalidad de álcali.
RCOOR + OH- - - - - - - - > RCOO- + ROH
REACCIONES
CH3COOCH2-CH3 + NaOH ------->CH3COONa+ + CH3-CH20H
NaOH(exces0) + HC1 - - - - - - - - - >H20 + NaCl
METODOLOGIA
En un matraz de bola con boca esmerilada medir exactamente 100ml del destilado de la muestra, adicionar unas gotas de fenoftaleina y neutralizar con NaOH 0.1N. hasta obtener un ligero tono rosado.
Añadir inmediatamente un exceso exactamente medido de 20ml. de solución de NaOH O . 1N. y cuerpos de ebullición. Conectar un refrigerante y colocar sobre la parrilla de calentamiento. Mantener en reflujo de 2hr. a ebullición lenta. Transcurrido el tiempo de reacción dejar enfriar y titular el exceso de sosa con HC1 0.1N. Preparar un blanco con lOOml de etanol al 50% el cual se trata de igual manera que la muestra.
CALCULO Esteres como acetato de etilo (Vb - Va) X 8.8
donde : Vb= volumen de solución de HC1 gastado por el blanco Va= volumen de solución de HC1 gastado por la muestra
Como los valores de esteres se reportan en alcohol base anhidro:
Esteres mg /lo0 X 100 Esteres en alcohol base anhidra: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Grado alcohólico real
ALDEHIDOS
INTRODUCCION
Un gran número de aldehidos es reportado que se encuentran presentes en las bebidas alcohólicas pero solo algunos de ellos son de importancia. El acetaldehido, que es el mas común, esta presente en cantidades significantes.
El acetaldehido es un precursor del acetato así como del etanol, es formado a partir del piruvato por medio de enzimas glucoliticas. Existe una variación en la cantidad presente en las bebidas, cantidad que dependerá del tipo de proceso llevado acabo y de la identidad de la bebida.
Para las bebidas destiladas como el brandy, durante la destilación y el añejamiento una cantidad de acetaldehido es producida por oxidación del etanol. Esta reacción es acelerada por el roble o por la aireación.
El etanol y el acetaldehido reaccionan lentamente para formar acetal, un compuesto de un olor bastante pronunciado y por consecuencia indeseable. Desde el punto de vista sensorial el acetaldehido es de suma importancia a razón de que sus reacciones con otros compuestos carbonílicos perjudican la calidad final de la bebida.
FUNDAMENTO DEL METODO
El método se basa aldehidos presentes en de sodio en exceso la determina por medio de
REACCIONES
CH3-CHO + Na2S03
en la reacción de adición que sufren los la muestra al añadir solución de bisulfito cantidad de bisulfito no reaccionante se una titulación yodometrica.
"""""- > CH3CH (OH) S03-2
S03-2 exceso + I2 - - - - - - - - - - > S 0 4 - 2 + H20 + I-
METODOLOGIA
En un matraz erlenmeyer de 500 m1 con boca esmerilada colocar 100 m1 del destilado de la muestra y 100 m1 de agua, añadir 20 m1 de solución 0.05 N. de bisulfito de sodio y dejar en reposo durante 30 min. agitando ocasionalmente. Añadir 25 m1 de solución 0.05 N. de yodo agitar y titular inmediatamente en solución 0.05 N. de tiosulfato de sodio hasta obtener un color amarillo pálido, punto donde se procede a añadir unas gotas de solución de almidón al 1%, continuar la titulación hasta la desaparición total del color azul. Como blanco utilizar agua destilada y tratar de la misma manera que la muestra.
CALCULO. (Vm - Vb) X 1.1
Acetaldehido mg/100 - - - - - - - - - - - - - - - - - X 100 G A R
donde : Vb= volumen de solución de tiosulfato gastado por el blanco. Vm= volumen de solución de tiosulfato gastado por la
muestra. G A R= grado alcohólico real de la muestra.
ALCOHOLES SUPERIORES.
INTRODUCCION.
A partir del alcohol etílico existen otros alcoholes que puede contener una bebida alcohólica, los cuales se pueden agrupar en dos formas: en alcoholes de cabeza y alcoholes de colas, clasificación basada en que por ser de peso molecular más ligero que el etílico, los alcoholes llamados de cabeza destilan primero, y hay alcoholes que por tener peso molecular más elevado que el etílico destilan después de éste y son llamados alcoholes de cola.
Dentro del conjunto de alcoholes de cola se encuentran los alcoholes superiores que constituyen lo que en las fábricas de alcohol se denomina aceite de fusel o aceite de flemas; su peso específico está alrededor de O. 83 y el punto de ebullición es
variable según el alcohol de 80 a 160°C. La presencia de estos alcoholes superiores dentro de las
bebidas alcohólicas estriba en que la levadura necesita cierta cantidad de nitrógeno para estructurar protoplasma constituido fundamentalmente de proteína. Para ello la levadura ataca a los aminoacidos naturaleza del zumo de uva de esta manera los alcoholes superiores son formados como consecuencia de éste mecanismo.
Los alcoholes superiores, o mejor dicho sus ésteres, constituyen la parte principal de los componentes de las sustancias de bouquet de la bebida alcohólica, todo esto dentro de límites normales. Desde el punto de vista fisiológico es de gran interés observar aquí que loa alcoholes amílicos son los únicos componentes tóxicos de las bebidas alcohólicas, éstos alcoholes son los responsables de las desagradables consecuencias del consumo de este tipo de bebidas.
FUNDAMENTO DEL METODO.
El método se basa en la reacción de Komarrowsky, donde los alcoholes superiores con excepción del 1-propanol, reaccionan en presencia de ácido sulfúrico concentrado con el reactivo p-dimetilaminobenzaldehido, formando compuestos coloridos solubles que se determinan espectofotométricamente.
El ácido sulfúrico deshidrata los alcoholes a hidrocarburos no saturados, los cuales reaccionan con aldehidos aromáticos.
METODOLOGIA.
En un matraz volumétrico de 100 m1 colocar 5 m1 del destilado de la muestra y aforar con agua. Adicionar 2 m1 de la anterior solución en un tubo de ensaye con tapa de rosca, y de la misma manera 2 m1 de cada una de las soluciones de la curva patrón (soluciones de 1,2,3,4,5,6 mg/ml de grado alcohólico similar a la muestra) y de agua que se utilizará como blanco.
Colocar los tubos en un baño de hielo y adicionar a cada uno 1 m1 de la solución al 1% de p-dimetílamino benzaldehido, agitar individualmente cada uno de los tubos y dejar en reposo durante 3 minutos. Sin retirar los tubos del baño, adicionar a cada uno 10 m1 de ácido sulfúrico concentrado gota a gota agitando individualmente. Dejar los tubos en reposo durante 3 minutos.
Pasar todo el conjunto de tubos a un baño de agua en ebullición durante 20 minutos y posteriormente colocar l o s tubos en un baño de hielo durante 5 minutos. Sacar los tubos del baño de hielo y dejar que obtenga la temperatura ambiente.
Leer la absorbancia de cada una de las soluciones a 540 nm. Graficar la absorbancia contra la concentración de las soluciones tipo de aceite de fusel y así interpolar las absorbancias de las muestras a mg de aceite de fusel.
CALCULO.
Alcoholes superiores - - - - - - - - - - - - - - - P X FD X 100
G A R
Alcoholes superiores mg/lOO en alcohol base anhidra
donde : P= mg de aceite de fusel calculada a partir de la curva FD= factor de dilución a la que se llevó la muestra
METANOL
INTRODUCCION.
Dentro de los alcoholes que es posible encontrar en una bebida, además del etílico, es de gran importancia el alcohol metílico. El alcohol metílico es un alcohol de un solo átomo de carbono CH30H, es un líquido incoloro de densidad 0.796 y que hierve a 65°C. Proviene de la hidrólisis de las pectinas, o sea sustancias que suelen encontrarse en los hollejos de las uvas. Es un alcohol venenoso:se metaboliza cuatro veces más lentamente que el etílico en el organismo humano, y su acumulación en el mismo puede causar lesiones en los nervios ópticos.
FUNDAMENTO DEL METODO.
El metanol presente en el destilado de la muestra se determina por el desarrollo de un compuesto colorido que absorbe luz visible a 575 nm. El compuesto deriva de la reacción, en medio ácido cromotrópico y el metanol que ha sido previamente oxidado a f ormaldehido .
REACCIONES.
CH30H + K2Mn04 - - - - - - - - - - > CHOH
CHOH + - - - - - - - > COMPUESTO COLORIDO.
METODOLOG .IA .
Pipetear 2 m1 de solución al 3% de permanganato de potasio en un matraz volumétrico de 50 ml. Dejar reposar en un baño de hielo durante 3 minutos enseguida añadir 1 m1 del destilado de la muestra diluido a grado de 5 a 6% dejar reposar 30 minutos en baño de hielo, transcurrido el tiempo de reacción decolorar con pequeñas cantidades de bisulfito de sodio. Agitando individualmente, añadir 1 m1 de solución al 5% de ácido cromotrópico. Con el matraz en el hielo, añadir lentamente 15 m1 de ácido sulfúrico concentrado.
Colocar el matraz en un baño de agua a 60 - 70°C por 15 minutos,tras los cuales retirar el matraz y añadir agua hasta casi el aforo. Se utiliza como blanco de reacción etanol al 5.5% y como estándar solución de metanol al 0.025% de grado alcohólico de 5-6, ambos con el mismo tratamiento que la muestra. Finalmente leer la absorbancia de las soluciones a 575nm.
CALCULO
Absorbancia problema 100 Metanol=-------------------- x 0.025 x F x 0.79 x - - - - x 1000
Absorbancia estándar GAR
=mg de metano1 / 100 m1 en el alcohol base anhidra
donde : F= factor de dilución del destilado de la muestra para
llevarlo a 5 - 6 " GAR= grado alcohólico real de la muestra.
FURFURAL
INTRODUCCION
El hidroximetil furfural es formado bajo condiciones severas de deshidratación o calentamiento prolongado de los vinos que contienen fructosa de acuerdo a la siguiente reacción.
Esta reacción no se toma como medida para saber la cantidad de uva presente en los vinos, aún cuando existiera sobremaduración, sino más bien para estimar cuando el vino haya sufrido un proceso de sobrecalentamiento en su elaboración. Durante el destilado de los líquidos fermentados para formar las bebidas llamadas destiladas, una pequeña cantidad de este reactivo también es formado; todas estas cantidades no pueden rebasar límites bien establecidos.
FUNDAMENTO DEL METODO
El método se basa en la medición espectofotométrica de la cantidad de luz absorbida por el compuesto colorido formado de la reacción del acetato de anilina con el furfural presente en el destilado de la muestra en medio ácido.
REACCIONES.
t _____.I)
METODOLOGIA.
Tomar 10 m1 del destilado recién efectuado de la muestra y aforar a 50 m1 con etanol al 50% y como estándar preparar una curva de furfural a concentraciones de 1,2 , 3 , 4,5 g/ml en etanol al 50% en matraces de 50 ml.
Añadir a la serie de matraces 1 m1 de anilina redestilada y O .5 m1 de HC1 concentrado. Colocar los mismos en un baño a 15°C durante 15 minutos. Comparar el color desarrollado de la adición del reactivo en un espectrofotómetro, registrando la absorbancia a 510nm.
CALCULO.
Furfural = mg/100 en alcohol base anhidra
donde : F1 = concentración del furfural tomada de la gráfica. FD = factor de dilución.
ACTIVIDADES REALIZADAS.
Se obtuvo una visión general del movimiento del laboratorio de pruebas fisicoquímicas para bebidas perteneciente al departamento de riesgos químicos.
Se registraron y manejaron muestras recibidas dentro del laboratorio de pruebas fisicoquímicas para bebidas.
Se realizaron los análisis fisicoquímicos requeridos dependiendo de la naturaleza de la muestra.
A: Revisión bibliográfica para cada parámetro a determinar. B: Conocimiento del fundamento y modo de empleo del equipo a
C. Preparación de soluciones. D. Determinación de análisis. E. Realización de cálculos. F. Comparación de resultados obtenidos con las
especificaciones establecidas por las normas oficiales.
utilizar.
RESULTADOS.
Para realizar este trabajo se tomaron 3 muestras tipo Brandy recibidas en el laboratorio, de distintas marcas comerciales. Se le realizaron las determinaciones fisicoquímicas correspondientes, haciendo además los cálculos para obtener los resultados y compararlos o verificarlos con los datos establecidos por la Norma Oficial Mexicana, y ver que éstos cumplan con los requerimientos establecidos.
Muestra A.
Grado alcohólico real a 15°C 3 8 0
Extracto seco.
w cápsula inicial = 52.3615 g. volumen de muestra = 10 ml. w cápsula final = 52.4394 g.
Pf -Pt 52.4394 g - 52.3615 g - - - - - - - - x 100 -""""-"""""___ X 100 =0.799g/100
M 10
Cenizas.
w cápsula inicial = 50.6924 g. volumen de la muestra = 10 ml. w cápsula final = 50.6944 g.
Pf -Pi 50.6944 g - 50.6924 g """_ x 100 """"""""_""" x 100 = O.O2g/100 M 10
Acidez total.
volumen de muestra = 15 ml. gasto de NaOH 0.05 N = 0.3 ml. equivalente químico = 60
V x N x E x F 0.3 m1 (0.05 N) 60 " _ """""" x 1 0 0 """""""""" x 100 = 6 mg
G.A.R. 15 m1
6 mg - - - 38" x - - - 100 X = 15.7894 mg/100 m1 A.B.A.
Esteres.
volumen de muestra = 100 ml. volumen gastado de HC1 0.1 N en la muestra = 1 7 . 0 5 volumen gastado de HC1 0.1 N en el blanco = 1 8 . 6
(Vb-Va) 8 . 8 ( 1 8 . 6 - 1 7 . 0 5 ) 8 . 8 = 1 3 . 6 4 mg
1 3 . 6 4 - - - 3 8 " x - - - 1 0 0 x = 3 5 . 8 9 4 7 mg/lOO m1 A.
Aldehidos.
gasto de tiosulfato 0 . 0 5 N por la muestra = 1 0 . 2 gasto de tiosulfato 0 . 0 5 N por el blanco = 9 . 3
(Vm-Vb) 1.1. """"_"" x 100
G.A.R. 0 . 9 9 - - - 3 8 "
x - - - 1 0 0 x = 2 . 6 0 5 2 mg/100 m1 A.B.A.
Alcohol superior.
Cálculos realizados por regresión lineal.
Curva estándar. 1 2
4 5 6
muestra
absorbancia. regresión lineal. O . 069 O . 1 4 8 0 . 2 2 9 r = 0 . 9 9 9 5 0 . 3 1 6 m = 0 . 0 7 7 9 0 .379 b = 4 . 4 6 X 1 0 - 3 0 . 4 6 5 O . 1 3 5 1 . 7 8 8
P x FD 1 . 7 8 8 x 1 0 0 / 5 x 1 0 0 "_"""_ x 1 0 0 """"~"""""_ - ~.
- 94.10mg/100ml ABA G.A.R. 3 8 "
Metanol.
absorbancia de la muestra = 0 . 0 6 1 absorbancia estándar = 0 . 3 5 3
Abs. muestra 100
Abs. estándar GAR - _ """""" X 0 . 0 2 5 X F X 0 . 7 9 0 X - - - - X 1000
0.61 25 100
0.353 4 38" """ X 0.025 X - - - X 0.790 X - - - X 1000 = 56.1298 MG/100ml
Furfural.
El resultado de furfural es = O por lo que no se realiza ningún tipo de cálculo.
Muestra B.
Grado alcohólico real a 15°C = 48.5 O
Extracto seco.
w cápsula inicial = 42.3330 g. volumen muestra = 10 ml. w cápsula final = 42.3960 g.
Pf -Pi 42.39609- - 42.3330g - - - - - - - x 100 """""""""" X 100 = 0.63 g/100
M 10 ml.
Cenizas.
w cápsula inicial = 52.3983 g. volumen de muestra = 10 ml. w cápsula final = 52.4029 g .
Pf -Pi 52.40299 - 52.3983g _""" x 100 _"""""""""" X 100 = 0.046 g/100 M 10 ml.
Acidez total
volumen de muestra = 10 ml. gasto de NaOh 0.05 N = 0.20
V x N x E x F (0.20 ml) (0.05 N) (60) "" """""_ x 100 """"""""""" x 100 = 6 mg.
G.A.R. 10
6 mg - - - 48.5" x - - - 100 X = 12.37 mg/100 A.B.A.
Esteres.
volumen de muestra = 100 ml. volumen gastado de HC1 0.1 N en la muestra = 1 8 . 8 ml. volumen gastado de HC1 0.1 N en el blanco = 1 8 . 8 ml.
(Vb-Va) 8 . 8 ( 1 8 . 8 - 1 8 . 8 ) 8 . 8 = O mg/lOO m1 A.B.A.
Aldehidos.
gasto de tiosulfato 0 . 0 5 N por la muestra = 1 1 . 9 gasto de tiosulfato gastado de Hcl 0.1 N en el blanco = 4 . 9
"_"""""_ x 1 0 0 ( 1 1 . 9 ) (1.1) = 7.7 mg7100 G.A.R.
7.7 - - - 4 8 . 5 " x - - - 1 0 0 x = 1 5 . 8 7 6 mg/100 A.B.A.
Alcoholes superiores.
curva estándar. absorbancia. regresión lineal.
1 2 3 4 5 6
muestra
O . 079 O . 1 6 3 0 . 2 1 9 0 . 2 8 9 O . 355 0 .440 O . 017
r= 0 . 9 9 m = 0.071 b = 6 . 6 4 X 1 0 - 3
O . 1 4 5 1
100
5
G.A.R. 4 8 . 5 "
P x FD x 100 0 . 1 4 5 1 X - - - X 100
""""""" """"""""_" - - 5 - 9 8 3 mg/100ml ABA
Metanol.
En esta muestra no se presentó desarrollo de color por lo que su valor es cero.
La absorbancia de la muestra fue de - 0 . 2 3
Furfural. ~1 resultado de furfural de esta muestra es = O no presentó
desarrollo de color.
Muestra C.
Grado alcohólico real a 15°C = 38"
Extracto seco.
w cápsula inicial = 52.6439 g. volumen de muestra = 10 ml. w cápsula finaL = 52. 6849 g.
Pf - Pi 52.6849g - 52.64399- - - - - - - - - - x 100 -""""""""~"_ X 100 = O .41 g/lOO
M 1 Om1
Cenizas.
w cápsula inicial = 50.8592g volumen de muestra = 10 ml. w cápsula final = 50.8602 g.
Pf - Pi 50.8602g - 50.8592g - - - - - - - - x 100 """""""""" x 100 = 0.01 g/100
M 10 m1
Acidez total.
volumen de muestra = 15 ml. gasto de NaOh 0.05 N = 0.5
V x N x E x F
G.A.R. """""_"" x 100
(0.5ml) (0.5 N) (60) """"""""" x 100 = 10 mg.
15
10 mg - - - 38" x - - - 100 X = 26.31 mg/lOO A.B.A.
Esteres.
volumen de muestra = 100 ml. volumen gastado de HC1 0.1 N en la muestra = 18.2 volumen gastado de HC1 0.1 N en el blanco = 18.6
(Vb - Vm) 8.8. (18.6 - 18.218.8 = 3.52 mg
3.52 - - - 38 x - - - 1 X = 9.263 mg/lOOml A.B.A.
Aldehidos.
gasto de tiosulfato 0 . 0 5 N por la muestra = 1 0 . 9 5 ml. gasto de tiosulfato 0.05 N por el blanco = 9 .3 ml.
(Vm - Vb) 1.1 """""""" x 1 0 0 ( 1 0 . 9 - 9 . 3 ) (1.1) = 1.76mg/100
G.A.R. 1 . 7 6 - - - 3 8 "
x - - - 1 0 0 x = 4 . 6 3 2 mg/100 A.B.A.
Alcoholes superiores.
curva estándar. absorbancia. regresión lineal.
1 2 3 4 5 6
muestra
0 . 0 6 9 O . 1 4 8 0 . 2 2 9 0 . 3 1 6 o 3 7 9 0 . 4 6 5 0 . 1 3 8
r = 0 . 9 9 9 5 m = 0 . 0 7 7 9 b = - 4 . 4 6 X 1 0 - 3
1 . 8 2 7
100 P x FD x 1 0 0 1 . 8 2 7 X - - - X 100 """"""" """"""""" = 9 6 . 1 5 7 mg/100 ABA
G.A.R. 38
Metanol.
absorbancia de la muestra = 0 . 0 2 4 absorbancia del estándar = 0 . 3 5 3
Abs. muestra 100
Abs. estándar GAR """"""" X 0 . 0 2 5 X F X 0 . 7 9 0 X - - - X 1000
O . 024 25 1 0 0
Furfural.
MUESTRA A. RESULTADOS.
Grado alcohólico real (15C) Extracto seco (g/l) Cenizas (g/1) Acidéz total (ác. acético) Aldehidos (ald. acético) Esteres (acetato de etilo) Alcoholes superiores (alcohol amílico) Metanol Furfural
MUESTRA B.
Grado alcohólico real (15c) Extracto seco (g/l) Cenizas ( g / l ) Acidéz total (ác. acético) Aldehidos (ald.acético) Esteres (acetato de etilo) Alcoholes superiores (alcohol amílico) Metanol Furfural
MUESTRA C.
Grado alcohólico real (15c) Extracto seco (g/l) Cenizas (g/l) Acidéz total (ác. acético) Aldehidos (ald. acético) Esteres (acetato de etilo) Alcoholes superiores (alcohol amílico) Metanol Furfural
38.0 O . 779 0.02 15.38 2.54 34.97 94.10 56 - 1298 0.0
RESULTADOS.
48.5 0.63 O. 046 12.37 15.876 0.0 5.983 0.0 0.0
RESULTADOS.
38.0 0.41 0.01 26.31 4.63 9.26 96.16 22.08
0 . 0
Norma Oficial Mexicana -18-V-1993.
MIN. Grado alcohólico real (15c) 38c Extracto seco (g/1) Cenizas (g/l) Valores expresados en mg/100ml en alcohol anhidro Acidéz total (ácido acético) Aldehidos (ald. acético) Esteres (acetato de etilo) Alcoholes superiores (alcohol amílico) Met ano1 Furfural
MAX. 55c 18.0 0.3
215. O 10.0 100. o 300. O 100.0 1.0
NORMA TECNICA (LABORATORIO NACIONAL DE SALUD PUBLICA) 1989.
MIN. Grado alcohólico real (15c) 38c Extracto seco (g/l) 0.75 Cenizas (g/l) O. 05 Valores expresados en mg/100ml en alcohol anhidro Acidéz total (ácido acético) 9.0 Aldehidos (ald. acético) 2.0 Esteres (acetato de etilo) 15. O Alcoholes superiores (alcohol amílico) 75.0 Metano1 20.0 Furfural 0.0
MAX. 55c 35
0 . 6
160. O 45.0 122. o 450. O 180. O 2.0
RECOMENDACIONES.
Cuando se determina el porciento de alcohol en una muestra por medio de la utilización de un hidrómetro es importante cuidar ciertos detalles para evitar obtener resultados erróneos: así durante la destilación del alcohol y demás productos de la destilación, se recomienda, poner especial cuidado en todas las conexiones del equipo para evitar pérdidas de etanol y también de todas las sustancias que se determinen en el destilado del problema (ésteres, aldehidos, alcoholes superiores, etc.), evitar la formación de espuma, elegir un sistema de condensación adecuado así como colocar un buen sistema de enfriamiento al líquido recibido para evitar la pérdida de productos volátiles.
En lo que respecta a la utilización del hidrómetro este deberá siempre estar libre de polvo y de cualquier suciedad que pueda afectar la toma de lectura cuando se toma el valor del grado alcohólico en la escala debe procurarse observar el menisco en la probeta de forma que quede a la misma altura que nuestra visita; el cuidado de la temperatura a la que se efectúe la determinación es de gran importancia a razón de la dependencia de la densidad con respecto a la temperatura.
Con lo que respecta a los productos destilados el grado alcohólico está determinado por la calidad de la fruta de que se parte y por los procesos posteriores a la destilación, añejamiento y acondicionamiento. En general cuando las muestras, dependiendo de SU tipo e identidad, no cumplen con los límites establecidos se puede pensar que cualquiera de las anteriores razones afectan la calidad del producto.
Uno de 10s aspectos en los que hay que tener cuidado cuando se determina el contenido de aldehidos dentro de una bebida 10 constituye la observación correcta del punto final de la titUlaCiÓn, el tono de la solución que determina el fin de la valoración dependerá de la identidad propia del producto analizado no siendo necesario siempre obtener la ausencia total de color, basta no solo identificar un cambio brusco en el punto de equivalencia; a fin de facilitar la visualización de este cambio es importante la adición de la solución de almidón hasta que se este muy cerca del punto final pues de otra manera la desaparición del color azul resulta muy poco definida. A razón de que las soluciones de almidón permiten el desarrollo de microorganismos es recomendable preparar este reactivo cada semana y así evitar complicaciones durante el análisis. Dentro de las preocupaciones que así mismo hay que tomar durante la titulación, se establece que al llegar el momento del fin de la misma hay que tapar el matraz Y agitar, a razón de que una parte del yodo puede quedar adherido a las paredes del’ matraz y enmascarar este punto. Con relación al contenido de furfural en una muestra de bebida alcohólica se aconseja determinar éste parametro inmediatamente que se ha efectuado el destilado de la muestra de origen, para evitar obtener resultados bajos, que no estén en concordancia con los valores reales del producto.
En el proceso de saponificación de los esteres presentes en la bebida, se debe cuidar de que el reflujo de la muestra se realice de forma muy suave para evitar que estos se volatilicen y con esto se obtengan resultados no a la identidad del producto.
CONCLUSIONES.
El análisis de las bebidas alcohólicas es de gran importancia ya que muchas de las sustancias que es posible encontrar dentro de las mismas, en niveles mayores a los permitidos, pueden tener consecuencias perjudiciales para la salud de la persona que consume el producto. También el control de calidad de estos insumos puede llevar a sospechar alteraciones del producto original y a saber de la calidad de las frutas que se utilizan para los procesos de destilación así como de suponer la eficacia de todos los tratamientos como es el caso de la misma destilación.
Además de l o s análisis efectuados en el presente trabajo existen otros en l o s que es posible dilucutar más características del producto, sin embargo las efectuadas son las que están regidas por las normas oficiales mexicanas vigentes.
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