AyeV87

Hola gente! Soy estudiante del último año de Ingeniería en Alimentos y tuve una materia que me encantó, Análisis de Alimentos, donde vimos como determinar la cantidad de cada nutriente en un alimento. La primera unidad es la determinación de humedad de la muestra y para eso existen varios métodos análiticos. Pero primero es necesario explicar el concepto de humedad. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD 1.1 Definición de humedad Todos los alimentos, cualquiera que sea el método de industrialización a que hayan sido sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido en agua varían entre un 60 y un 95% en los alimentos naturales. En los tejidos vegetales y animales, puede decirse que existe en dos formas generales: “agua libre” Y “agua ligada”. El agua libre o absorbida, que es la forma predominante, se libera con gran facilidad. El agua ligada se halla combinada o absorbida. Se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los hidratos) o ligada a las proteínas y a las moléculas de sacáridos y absorbida sobre la superficie de las partículas coloidales. (Hart, 1991). Existen varias razones por las cuales, la mayoría de las industrias de alimentos determinan la humedad, las principales son las siguientes: a) El comprador de materias primas no desea adquirir agua en exceso. b) El agua, si está presente por encima de ciertos niveles, facilita el desarrollo de los microorganismos. c) Para la mantequilla, margarina, leche en polvo y queso está señalado el máximo legal. d) Los materiales pulverulentos se aglomeran en presencia de agua, por ejemplo azúcar y sal. e) La humedad de trigo debe ajustarse adecuadamente para facilitar la molienda. f) La cantidad de agua presente puede afectar la textura. g) La determinación del contenido en agua representa una vía sencilla para el control de la concentración en las distintas etapas de la fabricación de alimentos. 1.2 Métodos de secado Los métodos de secado son los más comunes para valorar el contenido de humedad en los alimentos; se calcula el porcentaje en agua por la perdida en peso debida a su eliminación por calentamiento bajo condiciones normalizadas. Aunque estos métodos dan buenos resultados que pueden interpretarse sobre bases de comparación, es preciso tener presente que a) algunas veces es difícil eliminar por secado toda la humedad presente; b) a cierta temperatura el alimento es susceptible de descomponerse, con lo que se volatilizan otras sustancias además de agua, y c) también pueden perderse otras materias volátiles aparte de agua. (Kirk et al, 1996). 1.2.1 Método por secado de estufa La determinación de secado en estufa se basa en la pérdida de peso de la muestra por evaporación del agua. Para esto se requiere que a muestra sea térmicamente estable y que no contenga una cantidad significativa de compuestos volátiles. El principio operacional del método de determinación de humedad utilizando estufa y balanza analítica, incluye la preparación de la muestra, pesado, secado, enfriado y pesado nuevamente de la muestra. (Nollet, 1996). Notas sobre las determinaciones de humedad en estufa: 1. Los productos con un elevado contenido en azúcares y las carnes con un contenido alto de grasa deben deshidratarse en estufa de vacío a temperaturas que no excedan de 70°C. 2. Los métodos de deshidratación en estufa son inadecuados para productos, como las especias, ricas en sustancias volátiles distintas del agua. 3. La eliminación del agua de una muestra requiere que la presión parcial de agua en la fase de vapor sea inferior a la que alcanza en la muestra; de ahí que sea necesario cierto movimiento del aire; en una estufa de aire se logra abriendo parcialmente la ventilación y en las estufas de vacío dando entrada a una lenta corriente de aire seco. 4. La temperatura no es igual en los distintos puntos de la estufa, de ahí la conveniencia de colocar el bulbo del termómetro en las proximidades de la muestra. Las variaciones pueden alcanzar hasta más de tres grados en los tipos antiguos, en los que el aire se mueve por convección. Las estufas más modernas de este tipo están equipadas con eficaces sistemas, que la temperatura no varia un grado en las distintas zonas. 5. Muchos productos son, tras su deshidratación, bastante higroscópicos; es preciso por ello colocar la tapa de manera que ajuste tanto como sea posible inmediatamente después de abrir la estufa y es necesario también pesar la cápsula tan pronto como alcance la temperatura ambiente; para esto puede precisarse hasta una hora si se utiliza un desecador de vidrio. 6. La reacción de pardeamiento que se produce por interacción entre los aminoácidos los azúcares reductores libera agua durante la deshidratación y se acelera a temperaturas elevadas. Los alimentos ricos en proteínas y azúcares reductores deben, por ello, desecarse con precaución, de preferencia en una estufa de vacío a 60°C. (Hart, 1991) . 1.2.2 Método por secado en estufa de vacío Se basa en el principio fisicoquímico que relaciona la presión de vapor con la presión del sistema a una temperatura dada. Si se abate la presión del sistema, se abate la presión de vapor y necesariamente se reduce su punto de ebullición. Si se sustrae aire de una estufa por medio de vacío se incrementa la velocidad del secado. Es necesario que la estufa tenga una salida de aire constante y que la presión no exceda los 100 mm Hg. y 70°C, de manera que la muestra no se descomponga y que no se evaporen los compuestos volátiles de la muestra, cuya presión de vapor también a sido modificada (Nollet, 1996). 1.2.3 Método de secado en termobalanza Este método se basa en evaporar de manera continua la humedad de la muestra y el registro continuo de la perdida de peso, hasta que la muestra se sitúe a peso constante. El error de pesada en este método se minimiza cuando la muestra no se expone constantemente al ambiente (Nollet, 1996). 1.2.4 Método de destilación azeotrópica El método se basa en la destilación simultánea del agua con un líquido inmiscible en proporciones constantes. El agua es destilada en un íquido inmiscible de alto punto de ebullición, como son tolueno y xileno. El agua destilada y condensada se recolecta en una trampa Bidwell para medir el volumen (Nollet, 1996). Notas sobre los procedimientos de destilación con disolvente. 1. Se recomienda emplear los siguientes disolventes: Disolventes P. ebullición (°C) Tetracloruro de carbono 77 Benceno 80 Metil ciclohexano 100 Tolueno 111 Tetracloroetileno 121 Xileno 137-140 2. La Asociación Americana de Comercio Especias, en sus métodos oficiales analíticos, recomienda el uso de benceno en lugar de tolueno, con productos tales como pimientos rojos, cebollas deshidratadas, ajos deshidratados, etc., que son ricos en azúcares y otras sustancias que pueden descomponerse, liberando agua, a la temperatura de ebullición de tolueno. 3. Es preciso limpiar la totalidad del aparato, cada vez que se utilice, con ácido sulfúrico-dicromato, enjuagarlo primero con agua y luego con alcohol y, finalmente, secarlo. 4. Debe calibrarse el colector por sucesivas destilaciones con tolueno de cantidades de agua medidas con precisión. Las lecturas deben aproximarse en centésimas de mililitro. 5. La elección del colector depende del volumen de agua que se espera recoger, del grado de precisión requerido y de la facilidad con que el disolvente refluya. (Hart, 1991) 1.2.5 Método de Karl Fischer. Es el único método químico comúnmente usado para la determinación de agua en alimentos que precisamente se basa en su reactivo. Este reactivo fue descubierto en 1936 y consta de yodo, dióxido de azufre, una amina (originalmente se empleaba piridina sin embargo por cuestiones de seguridad y toxicidad se está reemplazando por imidazol) en un alcohol (ejemplo metanol). Inicialmente, el dióxido de azufre reacciona con el metanol para formar el éster el cual es neutralizado por la base (1). El éster es oxidado por el yodo a metil sulfato en una reacción que involucra al agua (2). Las reacciones son las siguientes: (James, 1999) CH3OH + SO2 + RN -> SO3CH3 (1) H2O + I2 + SO3CH3 +2RN -> (SO4)CH3 + 2I (2) Habitualmente se utiliza un exceso de dióxido de azufre, piridina y metanol de manera que la fuerza del reactivo venga determinada por a concentración de yodo. Este reactivo es un poderoso deshidratante, por lo que tanto la muestra como el reactivo deben protegerse contra la humedad del aire, cualquiera que sea la técnica usada. Se hace por titulación y estas pueden ser visuales o potenciométricas. En su forma mas simple el mismo reactivo funciona como indicados. La disolución muestra mantiene un color amarillo canario mientras haya agua, que cambia luego a amarillo cromato y después a pardo en el momento del vire. En su forma mas simple el método potenciométrico consta de una fuente de corriente directa, un reóstato, un galvanómetro o microamperímetro y electrodos de platino, dos cosas son necesarias para la determinación: una diferencia de potencial que nos de una corriente y el contacto del titulante con el analito. (Hart, 1991) Este método se aplica a alimentos con bajo contenido de humedad por ejemplo frutas y vegetales deshidratados, aceite y café tostado, no es recomendable para alimentos con alto contenido de humedad. (James, 1999) VENTAJAS Y DESVETAJAS DE CADA METODO Secado en estufa Ventajas: * Es un método convencional * Es conveniente * Es rápido y preciso * Se pueden acomodar varias muestras * Se llega a la temperatura deseada mas rápidamente Desventajas: * La temperatura va fluctuar debido al tamaño de la partícula, peso de la muestra, posición de la muestra en el horno, etc. * Pérdida de sustancias volátiles durante el secado * Descomposición de la muestra, ejemplo: azúcar. Secado en estufa de vacío Ventajas: * Se calienta a baja temperatura y por lo tanto se previene la descomposición de la muestra * Es recomendable para muestras que contengan compuestos volátiles orgánicos * Calentamiento y evaporación constante y uniforme Desventajas: * La eficiencia es baja para alimentos con alta humedad Destilación azeotrópica Ventajas: * Determina el agua directamente y no por pérdida de peso * El dispositivo es sencillo de manejar * Toma poco tiempo * Se previene la oxidación de la muestra * No se afecta la humedad del ambiente Desventajas: * Baja precisión del dispositivo para medir volumen de agua * Los disolventes inmiscibles como tolueno son inflamables * Se puede registrar altos residuos debido a la destilación de componentes solubles en agua, como glicerol y alcohol * Cualquier impureza puede generar resultados erróneos Secado en termobalanza Ventajas: * Es un método semiautomático y automático * La muestra no es removida por lo tanto el error de pesada es mínimo Desventajas: * Es excelente para investigación pero no es práctico Karl Fischer Ventajas: * Es un método estándar para ensayos de humedad * Precisión y exactitud más altos que otros métodos * Es útil para determinar agua en grasas y aceites previniendo que la muestra se oxide * Una vez que el dispositivo se monta la determinación toma pocos minutos Desventajas: * Los reactivos deben ser RA para preparar el reactivo de Fischer * El punto de equivalencia de titulación puede ser difícil de determinar * El reactivo de Fischer es inestable y debe estandarizarse in situ. * El dispositivo de la titulación debe protegerse de la humedad atmosférica debido a la excesiva sensibilidad del reactivo a la humedad. * El uso de la piridina que es muy reactiva. Bueno, espero que haya sido claro y útil. Comenten si les gusto o no je. Saludos!

Hola gente de T! pense en hacer este post ya que estoy estudiando la materia Tecnología de Alimentos de origen animal y me puse a hacer los diagramas de flujo en Microsoft Visio. Si alguien necesita la explicación ampliaré el post a pedido. Leche fluida Leche en Polvo Dulce de Leche Crema de leche Manteca Queso de pasta dura (sardo, reggianito, etc.) Yogurt Espero que les sirva, cualquier cosa avisen. Saludos

He vuelto!!! Seguiré subiendo Posts sobre Ingeniería de Alimentos. Si quieren un tema en particular, pidanlo!!! 1. DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS  Las proteínas son nutrientes muy importantes, ya que se utilizan como material de construcción y recambio de los compuestos propios del organismo. Están presentes en la carne, la leche, los huevos, las legumbres, etc. Químicamente son polímeros formados a partir de aminoácidos. El valor nutricional de un alimento depende tanto del contenido proteico total como del tipo de aminoácidos presentes. Método de Kjeldahl En el trabajo de rutina se determina mucho más frecuentemente la proteína total que las proteínas o aminoácidos individuales. En general, el procedimiento de referencia Kjeldahl determina la materia nitrogenada total, que incluye tanto las no proteínas como las proteínas verdaderas. El método se basa en la determinación de la cantidad de Nitrógeno orgánico contenido en productos alimentarios, compromete dos pasos consecutivos: a) La descomposición de la materia orgánica bajo calentamiento en presencia de ácido sulfúrico concentrado. b) El registro de la cantidad de amoniaco obtenida de la muestra. El método de Kjeldahl consta de las siguientes etapas: a) Digestión:         Proteína + H2SO4 Q CO2 + (NH4)2SO4 + SO2 b) Destilación:       (NH4)2SO4 + 2NaOH Q Na2SO4 + NH3 X+ H2O   (recibiendo en HCl)                                   NH3 + H3BO3 Q NH4H2BO3     (recibiendo en H3BO3)  c) Titulación:          NH4Cl + HCl + NaOH Q NH4Cl + NaCl + H2O   (si se recibió en HCl)                                        NH4H2BO3 + HCl Q H3BO3 + NH4Cl      (si se recibió en H3BO3) En la mezcla de digestión se incluye sulfato sódico para aumentar el punto de ebullición y un catalizador para acelerar la reacción, tal como sulfato de cobre. El amoniaco en el destilado se retiene o bien por un ácido normalizado y se valora por retroceso, o en ácido bórico y valora directamente. El método Kjeldahl no determina, sin embargo, todas las formas de nitrógeno a menos que se modifiquen adecuadamente; esto incluye nitratos y nitritos. Para convertir el nitrógeno a proteína se emplea el factor de 6.25 el cual proviene de la consideración de que la mayoría de las proteínas tienen una cantidad aproximada de 16% de nitrógeno.  Para cada alimento, en particular, se puede obtener un factor de conversión según el contenido de Nitrógeno. Absorción a 280nm. La mayoría de las proteínas muestran una absorción a 280 nm., la cual se atribuye al grupo fenólico de la tirosina y al grupo indólico del triptofano. La cuantificación de proteínas basada en la absorción en la región de UV, tiene la ventaja de que no es necesario utilizar reactivos y la muestra no se daña o destruye durante la determinación. Se toma en cuenta la absorción del disolvente, ya que este puede absorber en la misma región. Este método sufre interferencias de compuestos que contengan anillos de purina y pirimida. Se realiza una comparación con una proteína estándar, de la que se debe conocer su composición. Método de Biuret El método comprende un ensayo colorimétrico de un paso donde se cuantifica la formación de un complejo estable entre proteínas y cobre (II). El complejo presenta un color violeta característico, que se puede observar a 310nm o 540-560nm, el cual se da por la coordinación de un átomo de cobre con cuatro átomos de nitrógeno. El complejo se basa en la desprotonación de los grupos amida para formar el enlace con el cobre (II) o por el establecimiento de un enlace coordinado entre el metal y los pares de electrones libres de los átomos de oxigeno y de nitrógeno del péptido. Después de la adición del reactivo de cobre se requiere de tiempo para desarrollar una coloración de Biuret estable; es necesario considerar la posible influencia de aminoácidos libres que forman buffer en configuración tris y amoniaco. Método de Lowry El método de Lowry et al, 1951 combina la reacción de Biuret con la reducción del reactivo de Folin-Ciocalteu (ácidos fosfomolíbdico y fosfotúngstico) por la oxidación de tirosina, triptofano, cisteína, cistina de las cadenas polipeptídicas (Nielsen, 1988). El proceso de oxido-reducción se acompaña de la formación de un color azul característico. Los quelatos de cobre en la estructura del péptido facilitan la transferencia de electrones de los grupos funcionales amino al cromóforo ácido. Este método es útil para determinar pequeñas cantidades de proteína en una disolución. El desarrollo de color es dependiente en gran cantidad del pH, que se debe mantener entre 10 y 10.5. Método turbidimétrico La turbidez producida cuando una proteína se mezcla con alguno de los precipitantes comunes (ácido tricloroacético 3-10%, ácido sulfosalicílico y ferrocianuro de potasio en ácido acético) para proteínas en bajas concentraciones se puede utilizar como un índice de la concentración de proteínas. Las técnicas turbidimétricas son rápidas y convenientes, sin embargo las principales desventajas que presentan es que las proteínas difieren en la velocidad de precipitación así como no permiten diferenciar entre proteínas y compuestos insolubles en ácidos tales como ácidos nucleicos. Unión de colorantes Controlando el pH y la fuerza iónica del medio los grupos funcionales ácidos y básicos de las proteínas pueden interactuar con grupos orgánicos de carga opuesta. Al realizarse la unión se presenta coloración o bien un cambio de ésta. Comúnmente se usan colorantes sulfonados los cuales reaccionan a pH ácido con el grupo e-amino de la lisina y el grupo guanidina de la arginina, el imidazol de la histidina y un número limitado de a-amino terminales. 2. EXTRACCIÓN DE PROTEÍNAS (MÉTODO DE OSBORNE Y MENDEL) El método se fundamenta en la relación estructura-solubilidad de las proteínas. Por ejemplo, se sabe que la zeína que es soluble en un alcohol fuerte o en disoluciones alcalinas diluidas, pero es insoluble en agua o en soluciones neutras inorgánicas. Las glutelinas por ejemplo es insoluble en agua, en soluciones salinas y en alcohol, y bastante soluble en sosa y potasa. Es importante notar que la mayoría de nitrógeno proveniente de proteínas es soluble en alcohol y en disoluciones alcalinas. Las globulinas, albúminas y prolinas son solubles en disoluciones alcalinas diluidas. 3. PROPIEDADES FUNCIONALES DE LAS PROTEÍNAS Capacidad de gelificación Cuando las proteínas desnaturalizadas se agregan para formar una red proteica ordenada, al proceso se le denomina gelificación.  La gelificación es una propiedad funcional muy importante de algunas proteínas, se utiliza, no sólo para formar geles sólidos viscoelásticos, sino también para mejorar la absorción de agua, los efectos espesantes, la fijación de partículas (adhesión) y pata estabilizar emulsiones y espumas. Los mecanismos y las interacciones responsables de la formación de las redes tridimensionales proteicas son el despliegue y se desnaturaliza antes de la interacción y agregación ordenada proteína-proteína. La formación de las redes proteicas se considera el resultado de un balance entre las interacciones proteína-proteína y proteínadisolvente (agua) y entre las fuerzas atractivas y repulsivas entre cadenas polipeptídicas adyacentes. Entre las fuerzas atractivas implicadas se encuentran las interacciones hidrofóbicas (potenciadas por las temperaturas elevadas) electrostáticas (como los puentes de calcio (II) y otros cationes divalentes), los puentes de hidrógeno (potenciados por el enfriamiento) y los enlaces disulfuro. Capacidad de emulsificación La Capacidad de emulsificación es el volumen de aceite que puede ser emulsificado por cada gramo de proteína, antes de que se produzca la inversión de fases. Las características de una emulsión y los resultados obtenidos en los dos tipos de ensayos mencionados se ven influidos por múltiples factores: tipo y geometría del equipo utilizado, intensidad del input de energía, velocidad de adición del aceite, volumen de la fase grasa, temperatura, pH, fuerza iónica, presencia de azúcares y agentes de superficie de bajo peso molecular, exposición al oxígeno, tipo de grasa,concentración de las proteínas solubles. Capacidad de espumado Las espumas 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 casos, el gas es aire (y en ocasiones dióxido de carbono) y la fase continua una disolución o suspensión acuosa de proteínas. Se puede producir espuma batiendo o agitando una disolución proteica en presencia de abundante fase gaseosa. La formación de espuma requiere la difusión de las proteínas solubles hacia la interfase aire/ agua, donde deben desplegarse, concentrarse y extenderse rápidamente, para rebajar la tensión interfasial. El desplegamiento previo de las proteínas globulares, a través de un calentamiento moderado, la exposición a agentes desnaturalizantes, como sustancias reductoras de los grupos disulfuro, o la proteolisis parcial, mejoran la orientación en la interfase y proporcionan a las proteínas una mayor capacidad de formación de espuma. Para estabilizar una espuma es preciso formar una película proteica, impermeable al aire, gruesa, elástica, cohesiva y continua en torno a cada burbuja. La capacidad de espumado se define como los mililitros de espuma por mililitro de líquido. Capacidad de retención de agua Se determina la cantidad de agua necesaria para lograr un estado de saturación de la proteína (cantidad máxima de agua retenida, medida por centrifugación). En este método se mide tanto el agua ligada (agua de hidratación, no congelable) como el agua capilar, retenida físicamente entre las moléculas proteicas. La concentración proteica, el pH, la temperatura, el tiempo, la fuerza iónica y la presencia de otros componentes afectan a las fuerzas que toman parte en las interacciones proteína-proteína y proteína-agua. La absorción total de agua aumenta con la concentración proteica. Los cambios de pH, a través de su influencia sobre la ionización y la magnitud de la carga neta de la molécula proteica, alteran las fuerzas interactivas, atractivas o repulsivas, de la proteína y modifican su aptitud para asociarse con el agua. La fijación de agua por las proteínas desciende generalmente a medida que se eleva la temperatura, debido a la disminución de los puentes de hidrógeno. El calentamiento provoca la desnaturalización y la agregación, pudiendo esta última reducir el área superficial y el número de grupos amino polares disponibles para fijar agua. Por otro lado, cuando se calientan proteínas con una estructura muy compacta, la disociación y el desplegamiento ocasionados pueden exponer enlaces peptídicos y cadenas laterales polares previamente ocultos, lo que aumenta la fijación. El tipo y la concentración de iones ejercen un considerable efecto sobre la absorción de agua. Generalmente, se establece una competencia en la interacción entre el agua, la sal y las cadenas laterales de los aminoácidos.