PRÁCTICA # 1

AGUA EN EL ALIMENTO

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I

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA

PRODUCCIÓN

INGENIERÍA EN ALIMENTOS

LABORATORIO DE QUÍMICA ALIMENTARIA

INTEGRANTES:

Guzmán Silva Diego

Icaza Onofre Grace

PROFESORA:

Janaina Medelein Sánchez García

PARALELO:

102

FECHA DE ENTREGA:

03/06/2016

TÉRMINO:

2016-2017

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II

Índice:

1. OBJETIVOS .................................................................................................... 1

1.1 Objetivo General: ............................................................................................... 1

1.2 Objetivos Específicos: ......................................................................................... 1

2. DEFINICIONES............................................................................................................... 2

2.1 Agua Libre: ......................................................................................................... 2

2.2 Agua Ligada: ...................................................................................................... 2

2.3 Presión Osmótica: .............................................................................................. 2

2.4 Isotermas de adsorción y desorción: .................................................................. 2

3. FUNDAMENTO TEÓRICO .............................................................................................. 3

4. EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS .......................................................................... 4

4.1 Equipos: .............................................................................................................. 4

4.2 Materiales: ......................................................................................................... 4

4.3 Muestra: ............................................................................................................. 4

5. PROCEDIMIENTO .......................................................................................................... 5

5.1 Preparación de Soluciones: ................................................................................ 5

5.2 Preparación de muestras: .................................................................................. 5

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III

5.3 Determinación del Aw: ....................................................................................... 5

6. CÁLCULOS Y RESULTADOS............................................................................................ 6

6.1 Cálculos de Solutos:............................................................................................ 6

6.2 Preparación de Soluciones Osmóticas: .............................................................. 7

7. CONCLUSIONES ............................................................................................................ 8

8. RECOMENDACIONES .................................................................................................... 9

9. ANEXOS ...................................................................................................................... 10

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................................. 13

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OBJETIVOS

1.1 Objetivo General:

Comprender la definición de Actividad de Agua mediante la determinación de la

disponibilidad de agua presente en los alimentos.

1.2 Objetivos Específicos:

Conocer el nivel de actividad de agua (𝐴𝑤) presente en la carne y aplicar uno de

los métodos para cambiar su valor.

Comparar la reducción de actividad entre soluciones de cloruro de sodio y

solución de sacarosa.

Comprender el significado de las curvas isotermas de desorción y adsorción de

los alimentos.

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DEFINICIONES

2.1 Agua Libre:

Es la que influye en la textura del alimento, estabilidad microbiana, reacciones químicas

y enzimáticas; es la que da origen al término actividad de agua 𝐴𝑤 y es con base a este

parámetro que se puede predecir la estabilidad y la vida útil de un producto (Badui, pág.

17).

2.2 Agua Ligada:

Es el agua que tiene “movilidad restringida” en comparación al agua libre, pero no se

encuentra inmovilizada; y corresponde a la primera capa de moléculas de agua

adyacentes a los grupos hidrófilos (Owen, pág. 34).

2.3 Presión Osmótica:

Cuando el agua y una solución se separan por una membrana semipermeable

(permeable al disolvente y no al soluto), la tendencia es que el agua pase la solución

hasta que el equilibrio de concentraciones se alcance en los dos sistemas.

A la presión requerida para que esto suceda se le llama presión osmótica y aumenta con

la concentración de los solutos disueltos (Definicion, s.f.).

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FUNDAMENTO TEÓRICO

La cantidad de “agua libre” es la que permite que se realicen todas las actividades

fundamentales del alimento, sin embargo, también son fuente para el crecimiento de los

microorganismos; por lo que pueden darse diferentes alteraciones a nivel enzimático,

químico o microbiano que dan lugar a pardeamiento, oxidación, agriado.

La actividad de agua (𝐴𝑤) es uno de los factores que se manipula en la Industria

Alimentaria para la conservación del alimento.

Tiene un valor máximo de 1 y un valor mínimo de 0. Cuanto menor sea este valor,

mejor se conservará el producto. Además, está relacionada con la textura de los

alimentos: a una mayor actividad, la textura es mucho más jugosa y tierna; sin embargo,

el producto se altera de forma más fácil y se debe tener más cuidado.

Una de las formas para reducir la actividad de agua es la deshidratación osmótica que se

lleva a cabo en soluciones hipertónicas mediante la adición de solutos los cuales atrapan

las moléculas de agua. Se presentan dos flujos en contracorriente: el desplazamiento de

agua desde el alimento hacia la solución concentrada, y el movimiento de solutos desde

la solución al alimento. La deshidratación osmótica casi no afecta el color, sabor, aroma

y textura del alimento, se evita la pérdida de la mayor parte de los nutrientes.

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EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS

4.1 Equipos:

Medidor de Aw

4.2 Materiales:

4.2.1 Materiales de Laboratorio:

Vaso de Precipitación

Caja de Petri

Espátula

Pipeta

Asistente de Pipeta (Pera)

Agitador

4.2.2 Materiales Adicionales:

Azúcar

Sal

4.3 Muestra:

Carne Fresca

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PROCEDIMIENTO

5.1 Preparación de Soluciones:

I) Pesar 50g de cloruro de sodio y añadir 50 ml de agua destilada, mezclarlos

en un vaso de precipitación usando el agitador.

II) Pesar 50g de sacarosa y añadir 50 ml de agua destilada, mezclarlos en un

vaso de precipitación usando el agitador.

5.2 Preparación de Muestras:

I) Cortar cinco pedazos muy finos de carne fresca de 2g cada uno.

II) Pesar cada una de las muestras y rotularlas.

III) Alistar cuatro cajas de Petri y encender el Aqualab.

5.3 Determinación del Aw:

I) Colocar la primera muestra directamente en el Aqualab.

II) Verter en una caja de Petri el contenido de la solución salina y en otra la

solución azucarada.

III) Colocar las cuatro muestras restantes en cada caja de Petri.

IV) Sumergir las muestras en las soluciones durante un tiempo de 10 y 20

minutos.

V) Cronometrar 10 minutos para dos muestras; una de solución de cloruro de

sodio y otra de sacarosa. Luego se saca de las cajas y se procede a extraer el

exceso de humedad con papel toalla y se pesa.

VI) Colocar en el equipo medidor de Aw luego de haber sido pesadas.

VII) Esperar 20 minutos para las dos cajas restantes, se retiran las dos muestras y

se realiza el mismo procedimiento.

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CÁLCULOS Y RESULTADOS

6.1 Cálculos de Solutos:

Donde:

nH2O: número de moles del disolvente

n soluto 1: número del soluto 1

n soluto 2: número del soluto 2

y: coeficiente de actividad de agua (ClNa:2; Sacarosa:1)

6.1.1 Azúcar:

𝐴𝑤 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 1 =𝑛𝐻2𝑜

(𝑛𝐻2𝑂 + (𝑛𝑆𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 1 ∗ 𝑦)

𝐴𝑤 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 1 =18.01528

𝑔𝑚𝑜𝑙

18.01528 𝑔

𝑚𝑜𝑙 + (342.2964

𝑔𝑚𝑜𝑙

∗ 1)

𝐴𝑤 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 1 = 0.049

6.1.2 Sal:

𝐴𝑤 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 2 =𝑛𝐻2𝑜

(𝑛𝐻2𝑂 + (𝑛𝑆𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 2 ∗ 𝑦)

𝐴𝑤 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 2 =18.01528

𝑔𝑚𝑜𝑙

18.01528 𝑔

𝑚𝑜𝑙 + (58.49

𝑔𝑚𝑜𝑙

∗ 2)

𝐴𝑤 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 2 = 0.133

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6.2 Preparación de Soluciones Osmóticas:

Tabla 1:

Aw S1 Aw S2

Solución 0.049 0.133

Peso carne fresca 0.20 g

Aw carne fresca 0.979

OBSERVACIONES

La carne presento un color rojo ladrillo.

Su textura es suave y húmeda.

Sufrió el proceso de congelación y descongelación por lo cual adquirió

un olor no propio de la carne; no era carne fresca.

Tabla 2:

PARÁMETRO SOLUCIÓN TRATAMIENTO

OBSERVACIONES 10 min 20min

Peso carne

(g)

Sal

1. 2.0786 g

2. 1.9872 g

1. 2.0598 g

2. 1.9797 g

No presentan olor

desagradable.

La carne que se sumergió en

cloruro de sodio presenta

residuos del mismo.

Azúcar

1. 2.0696 g

2. 1.9616 g

1. 2.0494 g

2. 1.9284 g

Aw carne

Sal

0.898

0.874

Se observó físicamente una

pequeña disminución en las

dimensiones de la carne.

No presento cambios en el

color ni en el olor.

Azúcar

0.969

0.964

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CONCLUSIONES

Mediante la ósmosis podemos reducir el agua presente en los alimentos, por lo cual

se logrará prolongar la vida de los productos y disminuir la actividad microbiana.

La ósmosis también trae desventajas debido a que los alimentos suelen ser

irregulares en su morfología y esto hace que no se sumerja completamente en las

soluciones concentradas de sal o azúcar lo que provoca una osmosis parcial en el

alimento.

El alimento fue sumergido en soluciones osmóticas, en un inicio la carne mostró un

valor de 0.979 como se muestra en tabla 1, luego de un lapso de 10 minutos se

obtuvieron valores de 0.898 y 0.874 con el uso de solutos de sal y azúcar

respectivamente; en la gráfica 1 se muestra la isoterma de desorción, la cual se

ajusta a nuestros resultados demostrando que fue deshidratado y comprobando la

disminución de los valores de 𝐴𝑤 , sin embargo, al extender el tiempo a 20

minutos se recopilaron datos de 0.969 para la solución de azúcar y 0.964 para la

solución de sal. El factor tiempo no es de gran ayuda si se quiere reducir aún más la

actividad de agua, solamente afecta a la pérdida de peso de la carne.

En soluciones concentradas de cloruro de sodio se disminuye más la Aw que en

soluciones de sacarosa.

Estas técnicas de ósmosis con soluciones de sacarosa y cloruro de sodio son más

económicas y eficientes que otras utilizadas que pueden resultar un poco costosas.

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RECOMENDACIONES

No mezclar las espátulas con el azúcar y la sal, ya que provoca contaminación de las

soluciones concentradas.

Cortar con precaución la carne ya que se pueden cortar los dedos.

Al finalizar la práctica lavar todos los materiales utilizados y colocarlos en su respectivo

sitio.

Mezclar continuamente hasta conseguir una solución que evidencie la relación (1:1).

Procurar que los alimentos se sumerjan completamente en las soluciones respectivas.

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ANEXOS

IMAGEN DESCRIPCIÓN

Corte en 2 gramos de la carne

Medición de 50g de sal

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Medición de 50g de azúcar

Aqualab

Soluciones

concentradas de azúcar y sal

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Medición del peso de la carne.

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BADUI, Salvador. Química de los Alimentos. Cuarta edición. Pearson

Education. Ciudad de Mexico, Mexico, 2006.

Definición. (s.f.). Obtenido de Deshidratación Osmótica

http://www.alimentosargentinos.gob.ar/HomeAlimentos/Tecnologia/tecnol

ogia/Ficha_06_Osmotica.pdf

Owen, f. (s.f.). Introducción a la Química de los alimentos.

PEREIRA, L. M. et al. Influence of modified atmosphere packaging and

osmotic dehydration on the quality maintenance of minimally processed

guavas. Journal of Food Science, 2004.

RAOULT-WACK, A. L. Recent advances in the osmotic dehydration of

foods. Trends in Food Science & Technology, 1994.

HONIKEL, Karl. Capacidad de fijación de agua en la carne. En:

Fleischwirchaft, 1988.