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by MARTINEZ ESPINOZA MARTINEZ ESPINOZA 3 years ago

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Humedad y sólidos totales

La actividad del agua en los alimentos es crucial para determinar la calidad y seguridad, ya que influye en el crecimiento microbiano y en diversas reacciones químicas y enzimáticas.

Humedad y sólidos totales

Humedad y sólidos totales

ISOTÉRMAS DE SORCIÓN DE HUMEDAD

El grafico es contenido de humedad vs Aw llamándose un perfil de sorcion
Los puntos de deflexión y pendientes de los diferentes isotermas proporcionan información sobre su higroscopicidad

Equilibrio de sorción

Una de las formas mas habituales de representación del equilibrio de adsorción es mediante la relación entre la cantidad adsorbida y la presión

Humedad gravimétrica automatizada

Consiste en la medición de la aceleración de gravedad sobre un terreno con el fin de detectar las variaciones de densidades en las unidades geológicas presentes en el subsuelo

Método del desecador isopiestico

Su propósito, es eliminar la humedad de una sustancia, o proteger la sustancia de la humedad

actividad del agua

Higrómetro eléctrico
Sus mediciones pueden ser tan precisas que llegan a determinar a los alcoholes, acido acético, propilenoglicol.

incluye

Potenciómetro y un sensor

Equilibra un recipiente

sensores de humedad electrolítica

La relación de aw en los alimentos
Reacciones químicas y enzimáticas Oxidación alimentaria = Pardeamiento Enzimático
Propiedades físicas  Forma Tamaño Peso
Crecimiento microbiano Bacterias Hongos Parásitos (Helmintos)
La Aw de los alimentos afecta a importantes factores de calidad y seguridad.
Influye en todos los aspectos del creciemiento microbiano y cada microorganismo tiene un umbral de Aw por debajo del cual no crecera.

La actividad de agua por sí sola no es un indicador confiablie para la estabilidad de los alimentos, ya que los alimentos con el mismo contenido de agua difieren en su perecibilidad

HUMEDAD / CONTENIDO DE AGUA

Métodos físicos
La mayoría de los métodos físicos son medidas indirectas del contenido de humedad y no separan el agua de la muestra para análisis.

Estas técnicas pueden ser rápidas y no destructivo, lo que ha llevado a su uso generalizado en la producción de alimentos y el control de calidad

Punto de congelación

El punto de congelación de un líquido es la temperatura a la que dicho líquido se solidifica debido a una reducción de energía.

El punto de congelación de una solución disminuye cuando posee mayor cantidad de solutos no volátiles disueltos.

Si a una muestra de agua de determinado volumen, se le agrega una cantidad de soluto, ésta ya no se congelará a 0 °C sino a una temperatura menor.

Aplicaciones

Detectar adulteraciones en la leche.

La congelación utiliza el descenso de temperatura para prolongar el periodo de conservación de los alimentos

El descenso del punto de congelación se aplica en la fabricación de helados caseros.

Absorción de microondas

Se basa en la constante dieléctrica o las diferencias de valores de permitividad entre el agua y los materiales secos

Es muy utilizado en la industria de alimentos para la determinación del contenido de humedad.

menor consumo de energía mayor comodidad rapidez

Espectroscopia Infrarroja.

Se fundamenta en la absorción de la radiación IR por las moléculas en vibración.

La radiación infrarroja, o radiación IR es un tipo de radiación electromagnética, de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas.

Usos

Fraudes en alimentos

Composición química de los alimentos

Grado de acidez y oxidación lipídica

Grado de maduración, contenido de azúcares y textura

Perfil de ácidos grasos

Refractometría

método óptico que determina la velocidad de propagación de la luz en un medio contra la velocidad de la luz en el vacío

se emplean en el análisis de productos líquidos y en el control de operaciones durante el procesamiento de diversos alimentos

Tipos

Se aplica en

Refractómetro digital

refractómetro manual de Abbe

Hidrometría

Ciencia que se encarga de medir la densidad o gravedad específica de líquidos.

Picnómetro

es un utensilio empleado en los laboratorios para medir el volumen o la densidad de un elemento, bien sea sólido o líquido.

Picnómetro de gas

Utilizado especialmente con materiales porosos y permite medir la densidad real de los mismos.

Hidrómetro

El hidrómetro se introduce en el líquido del cual pretendemos medir la densidad y se deja que flote, permaneciendo sumergido parcialmente

Tipos de Hidrometro

Lactómetro de Quevenne Hidrómetro de Baumé Hidrómetro Brix Hidrómetro de alcohol Tipos de Hidrometro Hidrómetro de Twaddell

Método dieléctrico

se utilizan las propiedad eléctricas del agua para determinar el contenido de humedad de ciertos alimentos

Factores a considerar La densidad de la muestra Temperatura de la muestra

El método dieléctrico, se usa en granos de cereales y se basa en las constantes dieléctricas del agua, almidón y las proteínas que constituyen al cereal.

Método químico: Karl Fischer
Es muy utilizado para alimentos que muestran resultados erráticos cuando son calentados o sometidos al vacío

En una titulación volumétrica Karl Fischer, el reactivo Karl Fischer (KFR) se agrega directamente como el titulante si la humedad en la muestra es accesible.

Dificultades del método Fischer

Extracción de humedad incompleta Humedad atmosférica. No se debe permitir que el aire externo se infiltre en la cámara de reacción. Humedad adherida a las paredes de la unidad. Interferencias de ciertos componentes alimentarios.

Procedimientos de destilación
Se utilizan para separar mezclar simples o complejas

Actualmente se utilizan dos procedimientos de destilación

Directa y a reflujo

Las técnicas de destilación se desarrollaron como métodos rápidos para el trabajo de control de calidad.

Destilación a reflujo con inmiscible solvente

La destilación a reflujo utiliza un disolvente menos denso o más denso que el agua.

Trampa de humedad Bidwell-Sterling

El procedimiento de destilación que utiliza una trampa de este tipo requiere aproximadamente 1 hora e implica el uso de un cepillo para desalojar las gotas de agua adheridas de la cristalería, minimizando así el error.

Métodos de secado en horno
Analizador termogravimétrico

En un analizador termogravimétrico (TGA), la masa de un la muestra se mide continuamente a medida que se calienta en un velocidad controlada en una atmósfera controlada.

Al comprender la estructura y las propiedades físicas relacionadas, se pueden desarrollar formulaciones que brinden las propiedades de uso final deseadas, como textura crujiente, velocidad de disolución rápida y vida útil prolongada.

Tecnología del analizador de humedad rápido

Estos analizadores se utilizan para ensayos de producción y de laboratorio con resultados comparables a los métodos de referencia.

La muestra de prueba se coloca en una bandeja de aluminio o papel de filtro, y el programa de control de calor eleva la muestra de prueba a una temperatura constante.

Secado por infrarrojos

El secado por infrarrojos implica la penetración de calor en la Muestra que se está secando. El calor penetra para evaporar la humedad de la muestra puede y corta significativamente el tiempo de secado requerido hasta 10-25 min.

Analizador de Microondas

Análisis de humedad de microondas, a menudo llamado secado por microondas, fue la primer precisa y rápida técnica que permitió mediciones del alimento en la industria

el horno de microondas se tarda tan sólo 10 minutos.

Horno de secado al vacío

Secando a presión reducida (25-100 mm Hg) : ● La tasa de evaporación es más rápida ● Se puede obtener una eliminación de agua más completa sin descomposición en un tiempo de secado de 3 a 6 h.

Puntos importantes a considerar

La temperatura Concentración de volátiles Calor Evaporación Tiempo de secado

Horno de tiro forzado

Cuando se utiliza un horno de tiro forzado 1. La muestra se pesa rápidamente en un recipiente de humedad presecado 2. Se tapa 3. Se coloca en el horno durante un tiempo arbitrario si no existe un método estandarizado

En muestras líquidas

Las muestras se secan inicialmente en un baño de vapor* a 100 ° C para minimizar las salpicaduras. En estos casos, los tiempos de secado son acortados a 0,75–3 h

La cantidad de humedad determinada depende de: »Tipo de horno utilizado »Condiciones dentro del horno »Tiempo y temperatura de secado El tiempo requerido puede ser desde 1 hora hasta 24 horas

Control de la formación de costras superficiales (técnica de la bandeja de arena)

Algunos materiales alimenticios tienden a formar un semipermeable corteza o terrón juntos durante el secado, que contribuir a resultados erróneos

La arena cuenta con un doble propósito - Evitar que se cree una costra superficial. - Dispersar la muestra.

Manipulación y preparación de bandejas

Al momento de manipular algún sartén se deberá usar guantes o pinzas. Las bandejas deben ser tratadas al horno para después prepararlas para su uso. Bandejas de aluminio desechable: ● Secar al vacío 3 horas antes de su uso ● 3°C y 15°C en un horno de vacío ● 100°C en tiro forzado Los recipientes de humedad secos deben guardarse en un desecado

Tipos de recipientes para el secado en horno

Los recipientes utilizados para la determinación del contenido de humedad son variadas en forma y pueden tener o no una cubierta.

Las tapas de los recipientes son necesarias para controlar la pérdida de la muestra en caso de que se presenten salpicaduras durante el proceso de calentamiento

Control de temperatura

Varía dependiendo del horno utilizado

Vacío

Tiro forzado

Convección

Eliminación de humedad

La eliminación de la humedad a veces se logra mejor en un proceso de dos etapas.

Se secan al aire, luego se muelen y se secan en el horno

Se secan previamente en un baño de vapor antes del horno

Agua
Métodos

Indirectos

Se basan en propiedades del alimento relacionados con la presencia de agua(gravedad específica, densidad, índice de refracción, punto de congelación)

Directos

Son realizados retirando agua del alimento (destilación, secado y extracción)

El agua es el mayor constituyente

de este depende el metodo de analisis a utilizar

También puede guiar el análisis en determinar el nivel de exactitud cuando se mide el contenido de humedad relativo a otros constituyentes alimentarios

Humedad

Recolectado y manejo de muestras
Fuente de error en el análisis

Las precauciones deben ser tomado para minimizar las pérdidas de humedad inadvertidas o ganancias que ocurren durante estos pasos.

Agua en alimentos
Molécula de agua

Interacción del agua con los componentes de los alimentos

Es casi imposible eliminar toda el agua de los alimentos, particularmente el agua atrapada (ligada)

Las moléculas se agruparse alrededor de iones y grupos cargados, grupos hidroxilo (-OH), carbonilo (= O) y amina (-NH2)

La interacción se da a través de

Para eliminar el agua de los alimentos, se debe aplicar suficiente energía para superar estas interacciones intermoleculares.

fuerzas de van der Waals

atracciones iónicas

interacciones dipolo-dipolo

puentes de hidrógeno

Estados físicos y propiedades del agua

Estados físicos se ven influenciados por: temperatura, presión y la cantidad de puentes de hidrogeno en le sistema

Molécula pequeña y muy polar

Disposición tetraédrica distorsionada

Dos átomo de hidrogeno unido covalentemente a un átomo de oxigeno

La cantidad, el estado físico y la ubicación del agua en los alimentos afectan

El tiempo requerido para el equilibrio del ensayo

La facilidad y velocidad de eliminación del agua

Tipos de análisis

Importancia de los ensayos de humedad
Moléculas de agua se mueven de las regiones de alta actividad de agua a regiones de baja actividad de agua hasta que se alcance la actividad hídrica de equilibrio.
Además de cuantificar la cantidad de agua en alimentos, también es importante documentar el estado energético del agua en el alimento determinando la actividad de agua
Uno de los análisis más fundamentales e importantes que pueden realizarse en un alimento el producto es un ensayo de la cantidad de humedad, La materia seca que permanece después de la eliminación de humedad se conoce comúnmente como sólidos totales. Este valor analítico de gran importancia económica a un fabricante de alimentos