Determinación de Acidez y pH en Alimentos I. INTRODUCCIÓN : Los ácidos orgánicos presentes en los alimentos influyen en el sabor, color y la estabilidad de los mismos. Los valores de acidez pueden ser muy variables, en el caso de las frutas, varían desde 0,2 a 0,3 %, en manzanas de poca acidez hasta de 6 % en el limón (al ácido cítrico puede constituir hasta 60 % de los sólidos solubles totales de la porción comestible). Los ácidos predominantes en frutas son: el cítrico (en la mayoría de las frutas tropicales), el málico (manzana), el tartárico (uvas y tamarindo). Esta determinación puede ser también importante en grasas y aceites, jugos de frutas y vegetales, etc. Ya que el deterioro de granos y productos de molienda va acompañado de un incremento de la acidez. El pH se define como el potencial de hidrogeno. Su determinación y control es de gran importancia en las industrias de alimentos: en la utilización y control de microorganismos y enzimas; en la clarificación y estabilización de jugos de frutas y vegetales y de productos fermentados de frutas y cereales; en la producción de mermeladas, jaleas cuya textura está determinada por la concentración del ion hidrógeno del gel pectina-azúcar-ácido; en el color y retención del “flavor” de productos de frutas; en la coloración de frutas con colorantes artificiales como eritrosina, etc. Alimentos con valores de pH menores de 4,5 son considerados “ácidos” y con valores mayores, alimentos “no ácidos”. Para estos
últimos la rigurosidad del procesamiento térmico deberá ser mayor. II. OBJETIVOS: 2.1 Determinar la acidez titulable y pH en alimentos como frutas y leche. 2.2 Conocer los ácidos predominantes en las diferentes muestras de alimentos. III. FUNDAMENTO TEÓRICO: Acidez y pH: En general hay una confusión entre conceptos de acidez y pH, los cuales, si bien están estrechamente relacionados, como veremos son diferentes.
En sistemas biológicos el pH tiene mayor significancia que la acidez. El pH expresa la acidez real de un alimento y es un factor importante, ya que está relacionado con la resistencia al desarrollo de microorganismos indeseables, color, sabor, potencial redox y otros factores igualmente importantes. La escala de pH proporciona una medida de la acidez y la basicidad; por ello se define como pH = - log [H3O+] es decir, el logaritmo negativo de la concentración de iones hidronio libres en solución. El fundamento de la determinación está basado en la medición de la fuerza electromotriz de una celda galvánica utilizando un par de electrodos. Uno de los electrodos es de referencia ya que mantiene un potencial constante, mientras que el otro es de medida o indicador, debido a que su potencial depende de la composición de la solución electrolítica. Los ácidos en los alimentos desempeñan funciones muy variadas, siendo las más importantes las amortiguadoras del pH, sinérgicos con los antioxidantes, prevención de reacciones de oscurecimiento, saborizantes e inhibidores del crecimiento microbiano. Se encuentran en alimentos naturales de origen vegetal como manzanas, plátanos, peras, papas zanahorias que contienen altas concentraciones de ácido málico, mientras que el tartárico se encuentra en aguacates, uvas y toronjas. El ácido cítrico es el más abundante de todos. En la tabla 1 se muestran los ácidos más comunes presentes en las frutas. Tabla 1. Ácidos más comunes en frutas Frutas | Ácidos más comunes
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Manzana | Málico, quínico, cetoglutárico, oxalacético, cítrico, pirúvico, fumárico, láctico y succínico | Albaricoque | Málico y cítrico
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Aguacate
| Tartárico
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Plátano
| Málico, cítrico, tartárico, acético y fórmico |
Higo | Cítrico, málico, acético Toronja Uva
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| Cítrico, tartárico, málico, oxálico |
| Málico, tartárico, cítrico, oxálico
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Limón | Cítrico, málico, tartárico, oxálico | Lima | Cítrico, málico, tartárico, oxálico | Cáscara de naranja Naranja
| Málico, cítrico, oxálico
| Cítrico, málico, oxálico
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Durazno
| Málico y cítrico
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Pera
| Málico, cítrico, tartárico, oxálico
Piña
| Cítrico, málico
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Fresa | Cítrico, málico, succínico, glicérico| Se citan en orden de importancia (acido presente) Los ácidos y muy especialmente el málico, tienen la característica de retener los compuestos volátiles de los alimentos, aumentando así el tiempo de conservación de sus propiedades organolépticas. Por otra parte, la acción sinérgica de los ácidos con los antioxidantes está muy relacionada con su capacidad de secuestrar a los metales como el hierro y el cobre, además de que afectan al sistema oxido-reducción favoreciendo el equilibrio redox hacia la forma reducida de los antioxidantes. Cuando el alimento es ácido, la cantidad de calor que se necesita aplicar para lograr su esterilización es menor que para un alimento no ácido. Con base en esto se ha hecho una clasificación de los alimentos en función de su pH, clasificación que se usa como guía para determinar los procesos térmicos que deben darse a cada tipo de alimento y la cual se presenta en la tabla 2. Tabla 2. Clasificación de los alimentos según su pH Tipo de alimento
| pH
Alimentos de baja acidez Alimentos ácidos
| Ejemplo
| 4.6-7 | Maíz, carne, frijoles |
| 3.7-4.5
Alimentos de alta acidez
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| Tomate, durazno, piña
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| <3.7 | Pepinos agrios, mermeladas |
En algunos alimentos se provoca la fermentación por medio de algunas bacterias con el fin de producir ácido y así dar al alimento su sabor característico y capacidad de conservación. Algunos ejemplos son el yogurt, queso y el jugo de manzana para producir vinagre. El grado de acidez de un alimento puede ser determinado por medio de su pH y de su acidez titulable. La acidez titulable es un porcentaje de peso de los ácidos contenidos en el producto. Se determina por medio de titulación neutralizando los iones H+ del ácido, con una solución de NaOH de concentración conocida (0.1 N). Se calcula utilizando la siguiente fórmula:
% de acidez titulable = V*N*E 10*a Donde: V= ml de NaOH estándar gastados en la titulación N = Normalidad de la solución de álcali E = Peso equivalente del acido predominante a = gramos o ml de la muestra. Tabla 3: principales ácidos orgánicos presentes en alimentos y sus datos estequiométricos **Factor que multiplicado por los ml de álcali 0.1N gastados en una titulación permite calcular los gramos del acido correspondiente IV. MATERIALES Y MÉTODOS: 4.1 Materiales: * Materiales biológicos: * Leche * Gaseosa * Cerveza * Manzana * Yogurt * Limón * Camu camu * Reactivos: * Solución NaOH 0.1 N * Fenolftaleína al 1% * Solución Buffer pH conocido
* Agua destilada * Materiales de vidrio: * Vaso precipitado 250 ml y 100 ml * Probeta 100 ml * Bureta 100 ml * Embudo * Equipos: * Potenciómetro * Otros: * Cuchillo * Tamiz * Soporte universal * Nuez 4.2 Metodología: a) Determinación de la Acidez Titulable: Preparación de las muestras: Leche: Se tomó 10 ml de leche (tarro), se diluyó en 50ml de agua destilada. Gaseosa: Primero se procedió a sacarle el gas, se diluyó 10 ml en 50ml de agua destilada. Cerveza: Primero se procedió a sacarle el gas, se diluyó 10 ml en 20 ml de agua destilada. Manzana: Se procedió a licuar las manzanas, se tamizo y extrajo 10 ml de jugo, se diluyó en 20 ml de agua destilada.
Yogurt: Se tomó 10 ml diluyendo en 50 ml de agua destilada. Limón: Se extrajo el jugo, se tamizo y se diluyó 10 ml de jugo en 50 ml de agua destilada. Camu camu: Se procedió a extraer el jugo, se tamizó y se procedió a diluir 10 ml de jugo en 50 ml de agua destilada. Medición de acidez: 1. Se llenó una bureta con una solución de hidróxido de sodio 0.1 N valorada 2. Se tomó la lectura de la cantidad de solución en la bureta. 3. La muestra en forma de solución se introdujo en un vaso de precipitado. 4. Se adicionaron 3 gotas de fenolftaleína al 1% como indicador. 5. Titulación: Se adicionó gota por gota la solución de hidróxido de sodio, al mismo tiempo que se giró lentamente el vaso precipitado con muestra. Cuando aparece el color rosa se cierra la llave de la bureta y se sigue girando el frasco durante 15 segundos para ver si el color permanece. En caso contrario, se adiciona cada vez una gota extra de hidróxido de sodio. 6. Si el color permanece, se da por terminada la titulación. 7. Se tomó la lectura en la bureta y se calculó la cantidad de hidróxido de sodio usada para neutralizar la acidez de la muestra. 8. Se calculó la acidez presente en cada muestra. Cálculo de la acidez: La acidez del producto se expresa como el porcentaje del ácido predominante en la muestra, ya sea como % de ácido cítrico, málico, láctico, etc. Se determino usando la siguiente fórmula: % de acidez titulable = V*N*E 10*a Donde: V= ml de NaOH estándar gastados en la titulación
N = Normalidad de la solución de álcali E = Peso equivalente del acido predominante a = gramos o ml de la muestra. Ejemplo: Limón % de acidez titulable = 17*0.1*64.04 = 1.089% 10*10 b) Determinación del pH: Preparación de las muestras * Estando las muestras líquidas se realizaron las lecturas directamente vertiendo la muestra en un vaso de precipitado de 100 ml. * En algunos casos se trabajó también con muestras diluidas. Medición de pH 1. Se procedió a calibrar el potenciómetro. 2. Se enjuagó el electrodo con agua destilada. 3. Se introdujo el electrodo en la muestra. 4. Se tomó la lectura de pH. V. RESULTADOS: Después de los cálculos de acidez titulable y la lectura de pH, éstos son los resultados. Cuadro N° 1
Determinación de Acidez y pH en alimentos. Alimento
| % Acidez
| pH
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Leche (tarro) | 0.784 | 6.41 | Gaseosa (Guaraná)
| 0.058 | Diluido: 3.49 | Puro: 3.40
Cerveza(Cusqueña – rubia) Manzana 1 (Agua)
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| 0.170 | Diluido: 4.71 | Puro: 4.58
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| 1.940 | 3.36 |
Manzana 2 (Delicia) | 0.270 | 4.31 | Yogurt | 0.135 | Diluido: 4.31 | Puro: 4.12
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Limón | 1.089 | Diluido: 2.82 | Puro: 2.52
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Camu camu 1 (maduro)
| 1.601 | Diluido: 2.98 | Puro: 2.90
Camu camu 2 (verde) | 1.410 | Diluido: 2.99 | Puro: 2.89
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VI. DISCUSIONES: * Según Wagner M. 2005. Con respecto a la medición del pH con instrumento electrónico, previo a hacer la medición, debemos calibrar el instrumental. * Calibrar el potenciómetro con las soluciones buffer, dependiendo del rango de pH que se medirá en las muestras y de acuerdo con las instrucciones del equipo. Por ejemplo, para la cerveza se necesita solución buffer pH= 4 y la otra de pH=7. * * Según Setti J. 2005. Ya que la lectura de los potenciómetros no es lineal, por ello se calibran fijando dos puntos de pH conocido, los más cercanos al entorno de lo que queremos medir para disminuir el error al mínimo posible. * Calibración que no se observo en la práctica. * Según Marte J. 2000. Los valores de acidez pueden ser muy variables, por ejemplo, en el caso de las frutas, en el caso de las manzanas varían desde 0,2 a 0,3 %, con un pH que varía a 3.0. Según Alves R. 2002. El sabor ácido del Camucamu es debido a su alta acidez titulable, así distribuida en frutos ¾ rojos – 2,63% de ácido cítrico.
VII. CONCLUSIONES: * Se determinó la acidez titulable y pH en alimentos como frutas y leche. * Se llego a conocer los ácidos predominantes en las diferentes muestras de alimentos. VIII. BIBLIOGRAFÍA: * Alves R. 2002. Camu-Camu (Myrciaria dubia Mc Vaugh): A Rich Natural Source of Vitamin C (en línea). Consultado el 29 de Junio del 2011.disponible en: http://www.ceinfo.cnpat.embrapa.br/arquivos/artigo_1581.pdf * D. Pearson. Técnicas de laboratorio para análisis de alimentos de los nutrientes de los alimentos. Editorial Acribia. España. * F.L. Hart, h. j. Fisher, Análisis Moderno de los Alimentos. Editorial Acriba. Zaragoza España. * Marte J. 2000. Determinaciones de acidez total titulable, acidez volátil, acidez fija y pH. Preparación de soluciones amortiguadoras. (en línea). Consultado el 28 de Junio del 2011.Disponible en: http://www.pucmmsti.edu.do/cienciasfisiologicas/ANHIDRASACARBONICA.pdf * Setti J. 2005. Acidez Titulable (en línea). Consultado el 28 de Junio del 2011.Disponible en: http://es.scribd.com/doc/19948972/Practica10-acidez-titulable * Wagner M. 2005. (en línea). Consultado el 27 de Junio del 2011. Disponible en : http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/185ssa12.html