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DETERMINACION DE HUMEDAD Y SOLIDOS TOTALES

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DETERMINACION DE HUMEDAD Y SOLIDOS TOTALES

DETERMINALCION DE HUMEDAD EN CEBADA

I. INTRODUCCIÓN

El componente más abundante y el único que está presente en casi la totalidad de los alimentos es el agua. La determinación del contenido de humedad de los alimentos es una de las técnicas más importantes y ampliamente usadas en el proceso y control de los alimentos ya que indica la cantidad de agua

involucrada en la composición de los mismos. En la mayoría de los alimentos se realiza a través de la determinación de la pérdida de masa que sufre un alimento cuando se somete a una combinación tiempo– temperatura adecuada. El residuo que se obtiene se conoce como sólido total o materia seca. El método se basa en la determinación gravimétrica de la pérdida de masa de la muestra desecada hasta peso constante en estufa de aire. El procedimiento al cual nos referimos establece un método para la

determinación de humedad en cereales, y sus derivados, siguiendo los lineamientos del método.

Todos los alimentos, contienen agua en mayor o menor proporción. La cantidad de agua varía según la naturaleza del alimento, así como la presentación que estemos analizando.

La determinación de agua en los alimentos es importante debido a que esta nos va a reflejar el buen o mal procedimiento que se llevó a cabo en las

diversas etapas de fabricación del alimento. La cantidad de agua en cantidades elevadas nos puede propiciar el desarrollo bacteriano.

El agua puede estar presente en dos formas generales en el alimento:

• Agua Libre • Agua Ligada

• El agua libre o absorbida, que es la forma predominante, se libera con gran facilidad y es estimada en la mayor parte de los métodos usados para el cálculo del contenido en agua. Es decir que no está unida

mediante enlaces a las moléculas del alimento, está presente como una molécula más.

• El agua ligada se halla combinada o absorbida. Se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los hidratos) o ligadas a las proteínas. Estas formas requieren para su eliminación en forma de vapor un calentamiento de distinta intensidad. Parte de la misma permanece ligada al alimento incluso a temperatura de carbonización.

• Según las buenas prácticas de laboratorio se hace la determinación de humedad primero que las demás determinaciones del análisis

bromatológico ( por ejemplo determinación de extracto etéreo, o

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cuantificación de proteínas, con el objetivo de obtener resultados más precisos en estas determinaciones).

II. OBJETIVOS

 Identificar los materiales y equipos que se utilizan para la determinación de humedad

 Conocer los métodos para la determinación de humedad en cereales de forma teórica y práctica

 Comparar la exactitud Del método utilizado y los posibles errores humanos cometidos en el desarrollo de la práctica con bibliografía del contenido de humedad en cebada

III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

• HUMEDAD: Todos los alimentos contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido de agua varían entre un 60 y un 95%

en alimentos naturales. En los tejidos vegetales y animales, existe dos formas generales: el agua libre y el agua ligada. El agua libre o

absorbida, que es la forma predominante, se libera con gran facilidad y es estimada en la mayor parte de los métodos usados para el cálculo del contenido de agua (HUMEDAD).

• (CEQUIMAP - Centro de Quimica Aplicada, 2008)

• CEBADA (Hordeum vulgare) Planta anual de la familia de las Gramíneas, parecida al trigo, con cañas de algo más de 0.60 m, espigas

prolongadas, flexibles, un poco arqueadas, y semilla ventruda, puntiaguda por ambas extremidades y adherida al cascabillo, que termina en arista larga. Sirve de alimento a diversos animales, y tiene además otros usos.

• GRANO DE CEBADA Pueden observarse las brácteas, denominadas glumilla dorsal y glumilla inferior, la primera se prolonga en una barba.

En su base se encuentra la antigua unión de la flor a la planta madre, y, próxima a ella, una región llamada micrópilo a través del cual puede permear el aire y el agua a la planta embrionaria. El embrión se halla situado principalmente en la parte redondeada o dorsal del grano; su vaina 12 radicular se encuentra próxima al micrópilo, de manera que pueda fácilmente atravesar esta región cuando se inicie la germinación.

En contraste con esto, el tallo embrionario apunta hacia extremo distal del grano. Separando el embrión del depósito de nutrientes o

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endospermo se encuentra una estructura, a modo de escudo,

denominada escutelo, considerado por algunos como la embrionaria de esta planta monocotiledónea. La mayor parte del endospermo está constituido por células de gran tamaño, desvitalizadas, provistas de granos de almidón grande y pequeño. Los granos de almidón se

encuentran recubiertos de proteína; también contienen algo de grasa.

Las paredes celulares, delgadas, contienen hemicelulosa y gomas (glucanos). En la periferia del endospermo encuentra una capa

constituida por células de pequeño tamaño, ricas en proteína y exentas de granos de almidón. A esta capa se denomina aleurona; tiene un grosor de tres células y no alcanza escutelo; en su lugar se sitúa una capa de células aplanadas y vacías. (CHAPMAN, 1982)

IV. MATERIALES, EQUIPOS Y MÉTODOS

• Horno de secado (estufa)

• Desecadores

• Balanza de precisión

• Crisol

• Espátulas y pinzas

• Muestras (Cebada)

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• Métodos

• En estufa a presión atmosférica

• En estufa a presión reducida

• Análisis proximal de weende

V. PROCEDIMIENTO (En estufa a presión atmosférica)

• El Secado de la muestra de cebada se realizó en el laboratorio de la Universidad Nacional de Moquegua siguiendo el método de secado en estufa a presión atmosférica de la siguiente manera:

o Se pesó 5 g de muestra de cebada en una placa Petri o Se puso en la estufa a 130ºC

o Se controló el peso cada 15 min hasta obtener un peso constante o Luego se colocó la muestra dentro de un desecador

DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD

• Hay muchos métodos para la determinación del contenido de humedad de los alimentos, variando en su complicación de acuerdo a los tres tipos de agua y a menudo hay una correlación pobre entre los resultados obtenidos. Sin embargo, la generalidad de los métodos da resultados reproducibles, si las instrucciones empíricas se siguen con fidelidad y pueden ser satisfactorios para uso práctico.

• Los métodos pueden ser clasificados como por secado, destilación, por métodos químicos e instrumentales.

METODOS POR SECADO

• Estos incluyen las mediciones de la pérdida de peso debida a la evaporación de agua a la temperatura de ebullición o cerca de ella.

Aunque tales métodos son usados frecuentemente debido a que dan resultados exactos cuando se consideran sobre una base relativa, hay que tener en mente que el resultado obtenido puede no ser una

medición verdadera del contenido de agua de la muestra. Por ejemplo, los aceites volátiles pueden perderse a temperaturas de secado como 100° C. En algunos alimentos (por ejemplo, cereales) solamente una parte del agua que contienen se pierde a esta temperatura. El resto (agua combinada o adsorbida) es difícil de eliminar y parece estar asociada a las proteínas presentes. La proporción de agua libre perdida aumenta al elevar la temperatura, por lo que es importante comparar únicamente los resultados obtenidos cuando se usan las mismas condiciones de secado. Además, si es posible que se efectúe alguna descomposición, como sucede en los alimentos que tienen una

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proporción elevada de azúcares, es aconsejable usar una temperatura de secado más baja, por ejemplo, 70° C y aplicar al vacío.

• En la fabricación de alimentos se pueden utilizar procedimientos rápidos para determinar humedad usando estufas desecadoras especiales que trabajan a temperaturas altas. Otras estufas tienen lámparas secadoras de radiación infrarroja y tienen además una balanza de lectura directa.

Los hornos de microondas pueden utilizarse para la determinación de humedad en el laboratorio en forma rápida.

Método de lámpara de calor para determinar la materia seca

• El equipo necesario para usar el método de la lámpara de calor incluye, una balanza de cocina con una escala desde 100 a 500 g, un palto de papel de aluminio de los que se usan en la cocina, una bombilla

infrarroja de 250 voltios y algún tipo de gancho para poder colgarla. La lámpara se debe poner a unos 12 cm de altura. La muestra debería removerse dos o tres veces para asegurar un secado parejo de todo el material. Al final se debe proceder al peso de la muestra para

determinar la cantidad de materia seca en el plato.

• Para calcular el porcentaje de humedad, se resta el peso seco del peso que tenia cuando estaba húmedo. En el ejemplo siguiente se muestra el cálculo:

• Peso Mojado - Peso Seco = Humedad = % de Humedad

• 50 gm - 17 gm = 33 gm (x 2) = 66%

Método por calentamiento directo.

• Basado en la extracción de humedad de la muestra, colocada en un horno de estufa a 105º C durante 5 horas aproximadamente

(dependiendo del alimento).

Clasificación

• La clasificación de los granos según los estándares de calidad fijados por las autoridades correspondientes, constituye un requisito básico para racionalizar la comercialización de los granos y, al mismo tiempo,

proporciona elementos que hacen más fácil mantener las

existencias que sirven de reserva. La comercialización de

granos en los países cuya producción agrícola está más

organizada, obedece siempre a patrones oficiales. Según

estos patrones oficiales, los granos de cereales y

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leguminosas se clasifican, de acuerdo a su calidad, en:

clase, grupo y tipo.

• A cada clase corresponde cierto contenido de humedad, determinada cantidad de granos dañados o defectuosos, y determinado porcentaje de impurezas y materias extrañas.

La clasificación del producto en una clase o grupo incluye la referencia sobre la especie, variedad, forma, estado de presentación y uso.

• Después de clasificar un producto, se elabora un

documento que se denomina CERTIFICADO DE CALIDAD, en el que se incluye la información indispensable para la

identifieación del lote, es decir, la empresa, la naturaleza del producto, el sitio de almacenaje, el peso neto y el bruto, el poso de la muestra, la zona de producción, la clase, el grupo y el tipo.

• Generalmente, las normas de calidad contienen los

elementos necesarios para la emisión del CERTIFICADO DE CALIDAD, el cual puede ser utilizado para fines de

inspección y comercialización. Este documento, además de facilitar los trabajos de inspección a las entidades e

instituciones que intervienen en el proceso, sirve también como documento para las exportaciones.

Contenido de humedad de los granos

• Los granos están constituidos por una substancia sólida, denominada materia seca, y por cierta cantidad de agua.

La materia seca está formada por las proteínas, los

carbohidratos, las grasas, las vitaminas y las cenizas. El

agua existente en la estructura orgánica de los granos se

presenta bajo distintas formas, pero para fines prácticos se

consideran dos tipos de agua: el agua libre que se retira

fácilmente por medio de calor, y el agua que retiene la

materia sólida y que sólo se libera por la acción de altas

temperaturas, lo que puede originar la volatilización y

descomposición de las substancias orgánicas y, por lo

tanto, la destrucción del producto.

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• El contenido de humedad de los granos se expresa, por lo general, como porcentaje del peso total del grano (base húmeda):

• PA = peso del agua

PT = peso del agua + peso de la materia seca (peso total del grano)

Métodos para determinar el contenido de humedad

• La determinación del contenido de humedad de los granos debe realizarse en todas sus etapas de manejo desde la cosecha hasta la salida del almacenamiento. La medición de humedad debe ser exacta, ya que el contenido de

humedad de los granos es muy importante para mantener la calidad del producto almacenado. Esta determinación presenta también una gran importancia desde el punto de vista comercial, ya que el precio varía en función de la humedad del grano.

• Existen varios métodos para determinar el contenido de humedad de los granos, que se clasifican básicamente en dos grupos: directos e indirectos.

a) Métodos directos

• Se consideran los métodos básicos, siendo los principales los métodos de la estufa, la destilación y los rayos

infrarrojos.

Método de la estufa. Para determinar la humedad de los

granos se somete una muestra de granos de peso conocido

al secado y se calcula el porcentaje de humedad a través

del peso que se pierde durante el secado (figura 30). Para

obtener el porcentaje de humedad se divide la pérdida de

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peso de la muestra entre el peso original de ella y el resultado se multiplica por 100:

• Pi = peso de la muestra antes del secado Pf = peso de la muestra después del secado

• Con relación a la temperatura y tiempo de secado de las muestras existen diversos métodos cuyas referencias se encuentran en la bibliografía especializada. Los métodos se diferencian, sobre todo, en lo que concierne a la

temperatura de la estufa, al período de secado y al estado físico de la muestra (granos enteros o molidos).

• En el Brasil, el método oficial del Ministerio de Agricultura para la determinación de humedad en las semillas se basa en las Reglas Internacionales aprobadas por el ISTA

(International Seed Testing Association). En este método se recomienda el secado de algunos granos a 103 °C ± 2°C por un período de 17 horas, o a una temperatura de 130°C

± 3°C por un período de cuatro horas para el caso del maíz, dos horas para los demás cereales y una hora para otros granos. Las reglas internacionales especifican cuáles granos deben molerse. Para todas las especies de semillas, este Reglamento recomienda también el método de la estufa a 105°C ± 3°C por un período de 24 horas, sin moler el grano.

Rayos infrarrojos. En este método, la humedad de los granos se determina también secando una muestra de peso conocido y calculando el porcentaje de humedad a través de la perdida de peso. La muestra se muele y se coloca sobre el plato de una balanza, exponiéndola a los rayos infrarrojos por un determinado tiempo, según la especie de grano. La diferencia entre el peso inicial y el final corresponde al agua que fue eliminada. Este proceso requiere de cinco a treinta minutos por cada

determinación, según la especie de grano.

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Método por destilación. Este proceso (método de

"Brown Duvel") se basa en la eliminación del agua de los granos (molidos o enteros) por medio del calentamiento del material que se encuentra cubierto por un liquido cuya temperatura de ebullición es superior a la del agua. El vapor de agua procedente de los granos se condensa y se mide en una probeta graduada.

Determinador de humedad "Latatá". Para simplificar la determinación de la humedad, el CENTREINAR, del Brasil, desarrolló un aparato llamado Latatá, de fácil construcción, bajo costo y tan exacto como los aparatos más

sofisticados. El aparato se basa en el calentamiento de una muestra de peso conocido a la que se le ha agregado

aceite vegetal. La humedad que se evapora y se condensa es recolectada en una probeta, estando estrechamente relacionada la cantidad de agua recolectada en la probeta con el contenido de humedad (Figura 33). Para determinar el contenido de humedad de los granos por medio de este método se deben seguir los siguientes pasos:

• Pesar una muestra de 100 gramos de granos. La muestra debe estar libre de impurezas, es decir, pujas, hojas, y piedras. Para productos con mayor contenido de humedad, como el café en grano, se recomienda utilizar 50 gramos de muestra.

• Colocar la muestra en la cantimplora con el auxilio de un embudo.

• Colocar aceite en la cantimplora y taparla con el

tapón correspondiente. La extremidad del termómetro deberá estar sumergida en el aceite a 1 cm del fondo de la cantimplora. Si se pone el termómetro muy cerca del fondo, la medición podrá presentar errores.

• Llenar el condensador con agua y poner la probeta debajo de la salida del condensador.

• Llenar la lamparilla con alcohol y encenderla.

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• Apagar la lamparilla cuando el termómetro marque la temperatura recomendada para el producto en el Cuadro 3.

• Esperar que la temperatura baje a menos de 100°C para efectuar la lectura en la probeta.

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