informe 4 sistemas coloidales 2013
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN MARITIN
FACULTAD DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
ASIGNATURA : Química de los Alimentos.
TEMA : INFORME DE PRACTICA Nº04 “Sistemas Coloidales”
DOCENTE : Ing. Epifanio Martínez Mena.
ALUMNO : Wilson Clavo Campos.
CICLO : V.
FECHA : 25 de septiembre del 2013.
TARAPOTO-PERU 2013
PRÁCTICA N° 04: “SISTEMAS COLOIDALES”
I. OBJETIVO
Observar las diferencias entre los sistemas coloidales importantes en alimentos:
emulsiones, espumas y geles.
II. FUNDAMENTO
Una sustancia posee un conjunto de propiedades físicas y químicas que no dependen de su
historia previa o del método de separación de la misma. Las mezclas pueden variar mucho
en su composición química, sus propiedades físicas y químicas varían según la
composición y pueden depender de la manera de preparación.
Al hablar de sistemas dispersos o mezclas, se tendrá en cuenta que se denomina así, a los
sistemas homogéneos (soluciones) o heterogéneos (dispersiones), formados por mas de una
sustancia. Hay sistemas dispersos en los que se distinguen dos medios: la fase dispersante y
la fase dispersa.
Las mezclas se caracterizan porque: las componentes de las mezclas conservan sus
propiedades, intervienen en proporciones variadas, en ellos hay diferentes clases de
moléculas, cuando son homogéneas se pueden fraccionar y cuando son heterogéneas se
pueden separar en fases.
Según el grado de división de las partículas los sistemas dispersos se clasifican en:
Dispersiones macroscópicas o groseras: son sistemas heterogéneos, las partículas
dispersas se distinguen a simple vista son mayores a 50ðm.
Dispersiones finas: son sistemas heterogéneos visibles al microscopio, las partículas
son menores a 50ðm y mayores a 0.1 ðm.
Dispersiones o sistemas coloidales: en estas dispersiones el medio disperso solo es
visible con el ultramicroscopio. Si bien son sistemas heterogéneos, marcan un limite
entre los sistemas materiales heterogéneos y homogéneos. El tamaño de sus
partículas se halla alrededor de 1mðð
Soluciones verdaderas: en estos sistemas las partículas dispersas son moléculas o
iones, su tamaño es menor a 0.001ðm. No son visibles ni siquiera con
ultramicroscopio, y son sistemas homogéneos.
III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
EMULSIONES
La definición tradicional de una emulsión se refiere a una dispersión coloidal
de gotas de un liquido en otra fase liquida (Dickinson y Stainby, 1988). Estos sistemas de
dispersión están constituidos por dos líquidos inmiscibles en los que la fase dispersa se
encuentra en forma de pequeñas gotas, entre 0.1 y 10 mµ distribuidas en la fase continua o
dispersante; son inestables, y se les permite reposar por algún tiempo, las moléculas de la
fase dispersa tienden a asociarse para constituir una capa que puede precipitar o migrar a la
superficie, según la diferencia de densidades entre las dos fases (Lissant, 1984).
Por lo general, las emulsiones son sustancias cuyas moléculas contienen una parte polar y
otra no polar, por lo que es posible que se disuelvan tanto en agua o soluciones acuosas
como en disolventes orgánicos y aceites. Dependiendo del predominio de una de las partes
de la molécula sobre la otra, el emulgente tendrá un carácter lipófilo o lipófobo, y por
consiguiente, presentara una mayor afinidad por el agua o por los aceites; esta característica
se conoce como balance hidrófilo-lipófobo (Becher, 1957)
ESPUMAS
Según Fennema (1993), hay tres maneras de formar una espuma, la primera es
haciendo burbujear el gas a través de un dispersor poroso(como una placa de vidrio
sinterizado) en una solución de proteína diluida, la segunda es liberar continuamente la
presión de una disolución previamente presurizada y la tercera es la que se aplicó en el
laboratorio, batiendo o agitando una disolución proteica en presencia de abundante fase
gaseosa.
En la página web “http://html.rincondelvago.com/sistemas-coloidales_1.html” B B. Ricotti
- L Diaz, aporta que las espumas son dispersión de burbujas de gas (generalmente aire)
suspendidas en el seno de un liquido viscoso o de un semisólido, y se producen por medio
de una adsorción de moléculas reactivas en la interfase gas liquido; el fluido que se localiza
entre los glóbulos de gas se designa con el nombre de lamela y sirve como estructura
básica. La mayor estabilidad de las espumas se obtiene cuando la lamela, o la distancia
entre dos burbujas, es del orden de 0.2 a 1 ðm
GELES
B B. Ricotti - L Diaz en la página web “http://html.rincondelvago.com/sistemas-
coloidales_1.html” afirma que los geles son sistemas creados por una red continua de
macromoléculas interconectadas y entrelazadas en una estructura tridimensional en la que
queda atrapada la fase continua de agua. Se pueden concebir como un estado en el que las
macromoléculas coloidales se orientan formando fibrillas que al interaccionar establecen un
cuerpo básico o esqueleto, que sirve de soporte para retener el agua mediante puentes
hidrogeno. Este mecanismo se observa en la gelificación de las pectinas durante la
elaboración de mermeladas.
IV. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1) Producción de emulsiones: identificación de la clase de emulsiones.
Fundamento de la prueba:
El emulgente de la probeta I es el oleato sódico y el de la probeta II es el
oleato cálcico. El uno forma una emulsión…………….El color producido en
la superficie de la emulsión por la mezcla de colorantes, indica la clase de
emulsión que se ha formado…………… El azul de metileno es un colorante
soluble en AGUA, el colorante se disuelve difícilmente en las gotas
dispersas de la emulsión cuando se encuentran rodeadas por el emulgente.
De esta manera el único colorante que puede teñir es el que se disuelve en la
fase continua o medio de dispersión.
Materiales:
- 2 probetas de 100 ml previstos de tapón.
- Aceite de cocina, leche, nata, margarina, mantequilla, mayonesa.
- Agua destilada.
- Agua de cal.
- Hidróxido sódico.
- Ácido oleico.
- Pipetas de 20 y 50 cm.
- 3 placas Petri
- Azul de metilo y sudán III en proporción de 50/50 en polvo.
- Espátula.
- Vidrio de reloj.
Procedimiento:
- Tomar 2 probetas de 100 ml provistos de tapón.
- En la probeta 1 colocar 20 ml de aceite de cocina, 18 ml de agua destilada, 2
ml de hidróxido de sodio y 0.5 de ácido oleico. En la probeta 2 colocar 20 ml
de aceite de cocina, 20 ml de cal y 0.5 de ácido oleico.
- Agitar ambas probetas tapadas, vigorosamente, durante el mismo tiempo,
verter el contenido de cada una en una placa Petri y espolvorear la superficie
haciendo uso de la espátula un poco de la mezcla de los colorantes azul de
metileno y sudan III. Observar el color de las emulsiones y determinar cual
de las emulsiones es aceite/ agua y cual agua/aceite, en base de la coloración
que tomen las fases continuas.
4.2) Estabilidad de la espuma de clara de huevo:
Determinar el tiempo óptimo de batido, lograr una mayor estabilidad de las
espumas de clara de huevo. Esta prueba se basa en utilizar la cantidad de
goteo producida por la muestra de espuma, como una valoración de su
estabilidad.
Un mayor volumen de goteo, es la prueba de una menor estabilidad de la
espuma.
Materiales:
- 6 vasos de precipitación de 150 ml, cloruro sódico.
- 6 huevos.
- Batidora.
Procedimiento:
- Poner 6 muestras de clara de huevo de 25 gr. dentro de pequeños vasos de
precipitación.
V. RESULTADOS
Luego de batir bien las probetas y después de verterlas en las placas petri; añadimos la
mezcla de los colorantes (Sudan III y azul de metileno) y obtuvimos los siguientes
resultados:
Prueba 1
Muestra : 20 ml Aceite +18ml Agua + NaOH +0.5g Ac. Oleico
Tinción : Azul
Emulsión : Ac/Ag (fase dispersa aceite)
COLORANTE: Azul metileno (soluble en agua)
Observación:
* Textura cremosa
* En este caso el agente emulsionante Oleato de Sodio
Prueba 2
Muestra :20ml Aceite +20ml Agua de Cal + 0.5ml Ac. Oleico
Tinción : Rojo
Emulsión : Ag/Ac (fase dispersa agua)
COLORNTE: Sudan III (soluble en grasa)
Observación:
* Tacto graso
* En este caso el agente emulsionante Oleato de Calcio.
MUESTRA SIN
COLORANTE
MUESTRA CON
COLORANTE
MUESTRA SIN
COLORANTE
MUESTRA CON
COLORANTE
Muestras analizadas:
MUESTRA COLORANTE TINSIÓN EMLSIÓN
Mantequilla
Sudan III y Azul de Metileno
Ag/Ac
Leche
Sudan III y Azul de Metileno
Ac/Ag
Aceite
Sudan III y Azul de Metileno
Ag/Ac
Yema de Huevo
Sudan III y Azul de Metileno
Ac/Ag
MayonesaSudan III y Azul de Metileno Ac/Ag
Clara de huevoSudan III y Azul de Metileno Ag
ESPUMAS
Después de batir los huevos por un tiempo determinado, cada uno de ellos se deja gotear a
través de un embudo por un tiempo de 30 minutos y obtuvimos los siguientes resultados:
N° DE
MUESTRAS
TIEMPO DE BATIDO
DEL HUEVO EN
MINUTOS
VOLUMEN DE
GOTAS EN ml
1 2 minutos 3.8 ml
2 3 minutos 4 ml
3 4 minutos 5.2 ml
4 5 minutos 7.2 ml
5 7 minutos 7.5 ml
6 10 minutos 5.2 ml
0 1 2 3 4 5 6 70
1
2
3
4
5
6
7
8
f(x) = 0.557142857142857 x + 3.53333333333333
tiempo
volumen
VI. DISCUCIONES
Podemos discutir para cada caso:
Emulsiones:
La definición tradicional de una emulsión se refiere a una dispersión coloidal de gotas de
un liquido en otra fase liquida (Dickinson y Stainby, 1988).
Para la practica utilizamos aceite + agua + NaOH + Ac. Oleico para la primera probeta y
cuando lo agregamos sudan III y azul de metileno como indicadores, el resultado fue de
color azul lo cual indica que la emulsión es de tipo Ac/Ag en la cual la fase dispersa es el
aceite mientras que para la segunda utilizamos aceite + agua de Cal + Ac. Oleico y se
coloreo de color rojo lo cual indica que la emulsión es de tipo Ag/Ac en la cual la fase
dispersa es el agua. También analizamos diferentes tipos de muestras en donde se supo cuál
es la fase dispersa y cuál es la fase dispersante.
Espumas:
Según investigaciones realizadas la albumina es la proteína predominante del plasma y
aporta cerca del 75 al 80% de la presión coloide-osmótica. Su uso como el primer coloide
natural data de antes de la primera guerra mundial y se mantiene como el agente coloide
estándar para comparación. La albúmina es una solución monodispersa, con un peso
molecular promedio de 69.000 Daltons y pH fisiológico.
La albúmina posee propiedades anticoagulantes, inhiben la agregación plaquetaria y
aumentan la inhibición del factor Xa por la antitrombina III. Esta actividad anticoagulante
resulta indeseable en aquellos pacientes en estado crítico por hipovolemia hemorrágica.
Además, la albúmina que fuga a través de la membrana capilar alterada atrae agua hacia el
espacio extravascular facilitando y potenciando la formación de edemas.
Según Gutiérrez (1998), para formar de modo adecuado una espuma debe aplicarse durante
un tiempo una intensidad de batido tal que permita el despliegue de la estructura proteica y
su correspondiente adsorción en la interfase.
Sin embargo hay un límite, ya que según Fennema (1993), una agitación excesiva puede
disminuir tanto el overrun (aumento porcentual del volumen) como la estabilidad de la
espuma.
Como se puede observar, el batido dio resultados inesperados, ya que se pudo observar que
las espumas formadas no tenían homogeneidad comparando los resultados a diferente
tiempo de batido, lo cual se presume que se debe a una manipulación desigual de los
instrumentos en el momento del batido. Por lo tanto la realización del experimento debe ser
homogénea, es decir con las mismas condiciones para cada uno de los casos.
Según Fennema (1993), las espumas alimenticias suelen ser dispersiones de burbujas de gas
en una fase continua, líquida o semisólida, que contiene un agente con actividad de
superficie, soluble. En muchos caso el gas es aire (y en ocasiones dióxido de carbono) y la
fase continua una disolución o suspensión acuosa de proteínas.
Para este caso hemos utilizado las proteínas del huevo, batiéndolo por un tiempo
determinado para la formación de dichas espumas.
VII. CONCLUCIONES
Durante el desarrollo de esta practica aprendimos a reconocer cual es el medio
dispersante y cual es el medio disperso en una determinada mezcla, ya sea liquida o solida
mediante el uso de sudan III y azul de metileno que cambian de color variando de azul o
rojo según la cantidad de grasa o agua que componen el alimento analizado. Este tema es
muy importante para nosotros ya que será utilizado para el análisis de los diferente
productos alimenticios durante el desarrollo como profesionales.
VIII. RECOMENDACIONES
Debemos de tener conocimientos muy de cerca sobre los componentes de los
alimentos que estamos analizando para poder desarrollar un buen procedimiento del
análisis y utilizar los materiales y reactivos apropiados para tal caso. Esto creo que nos
servirá de mucho en el futuro como profesionales en los diferentes análisis que
realizaremos para determinar con mas certeza cual de los componentes de los alimentos es
el medio disperso y cuál es el medio continuo para su debida transformación adecuada.
IX. BIBLIOGRAFIA
http://www.doschivos.com/trabajos/quimica/524.htm
Autor: Desconocido.
DICKINSON, E., Stainsby, G., 1988. Los Avances en Emulsiones de Comida y
Espumas. Elsevier Applied Science, Londres Y Nueva York. E.U.
LISSANT, K. J., 1984. Las Emulsiones y la Tecnología de Emulsión. Vol. VI.
Marcel Dekker, Nueva S.A. York. E. U.
BECHE, P. 1957. Las emulsiones: La Teoría y la Práctica. Corporación Que Publica
Reinhold. Nueva York. E. U.
FENNEMA, O. 1993. Química de los alimentos. Editorial Acribia, S.A.
Zaragoza. España.
GUTIÉRREZ, José Bello. 1998. Ciencia y tecnología culinaria. Editorial Díaz
Santos S.A. Madrid. España.
GARCÍA, Irene et al. 2005. Mundo Láctico y Cárnico. (Serial online). Industrias
Alimenticias FABPSA. México. Disponible en:
http://www.alimentariaonline.com/apadmin/img/upload/MLC009_FABPSA.pdf.
Consultado el 23 de Octubre del 2010.
X. ANEXOS
Emulsiones: Resultados:
Resultados de espumas:
Espuma: