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. "odos "odos los alimentos! contienen contienen agua en mayor o menor proporción. proporción. La cantidad cantidad de agua varía según la naturaleza n aturaleza 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 re#e$ar el buen o mal procedimiento que se llevó a cabo en las diversas etapas de fabricación del alimento. La cantidad de agua en cantidades elevadas nos puede propiciar el desarrollo bacteriano. El agua puede estar presente en dos formas generales en el alimento% •
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&gua Libre
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&gua Ligada
El agua libre o absorbida! que es la forma predominante! se libera con gran facilidad y es estimada en la mayor parte de los métodos usados para el cálculo del contenido en agua. Es decir que no está unida mediante enlaces a las moléculas del alimento! está presente como una molécula más. El agua ligada se halla combinada o absorbida. 'e encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los hidratos) o ligadas a las proteínas. Estas formas requieren para su eliminación en forma de vapor un calentamiento de distinta intensidad. *arte de la misma permanece ligada al alimento incluso a temperatura de carbonización. 'egún las buenas prácticas de laboratorio se hace la determinación de humedad primero que las demás determinaciones del análisis bromatológico bromatológico ( por e$emplo determinación de e+tracto etéreo! o
cuanti,cación de proteínas! con el ob$etivo de obtener resultados más precisos en estas determinaciones). •
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II.
OBJETIVOS -denti,car los materiales y equipos que se utilizan para la determinación de humedad onocer los métodos para la determinación de humedad en cereales de forma teórica y práctica omparar la e+actitud /el método utilizado y los posibles errores humanos cometidos en el desarrollo de la práctica con bibliografía del contenido de humedad en cebada •
III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA •
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012E/&/% "odos los alimentos contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido de agua varían entre un 34 y un 567 en alimentos naturales. En los te$idos vegetales y animales! e+iste 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 (012E/&/). (E81-2&* 9 entro de 8uimica &plicada! :44;) E<&/& (0ordeum vulgare) *lanta anual de la familia de las =ramíneas! parecida al trigo! con ca>as de algo más de 4.34 m! espigas prolongadas! #e+ibles! un poco arqueadas! y semilla ventruda! puntiaguda por ambas e+tremidades y adherida al cascabillo! que termina en arista larga. 'irve de alimento a diversos animales! y tiene además otros usos. =?&@A /E E<&/& *ueden 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 #or a la planta madre! y! pró+ima 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 granoB su vaina C: radicular se encuentra pró+ima al micrópilo! de manera que pueda fácilmente atravesar esta región cuando se inicie la germinación. En contraste con esto! el tallo embrionario apunta hacia e+tremo distal del grano. 'eparando el embrión del depósito de nutrientes o
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 tama>o! desvitalizadas! provistas de granos de almidón grande y peque>o. Los granos de almidón se encuentran recubiertos de proteínaB 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 peque>o tama>o! ricas en proteína y e+entas de granos de almidón. & esta capa se denomina aleuronaB tiene un grosor de tres células y no alcanza escuteloB en su lugar se sitúa una capa de células aplanadas y vacías. (0&*2&@! C5;:) •
IV. • • •
MATERIALES, EQUIPOS Y MÉTODOS 0orno de secado (estufa) /esecadores
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risol Espátulas y pinzas 2uestras (ebada)
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2étodos En estufa a presión atmosférica En estufa a presión reducida &nálisis pro+imal de Deende •
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o o o o
PROCEDIMIENTO (En es!"# # $%es&'n #)s"*%&+# El 'ecado de la muestra de cebada se realizó en el laboratorio de la 1niversidad @acional de 2oquegua siguiendo el método de secado en estufa a presión atmosférica de la siguiente manera% 'e pesó 6 g de muestra de cebada en una placa *etri 'e puso en la estufa a CF4G 'e controló el peso cada C6 min hasta obtener un peso constante Luego se colocó la muestra dentro de un desecador
DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD •
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0ay muchos métodos para la determinación del contenido de humedad de los alimentos! variando en su complicación de acuerdo a los tres tipos de agua y a menudo hay una correlación pobre entre los resultados obtenidos. 'in embargo! la generalidad de los métodos da resultados reproducibles! si las instrucciones empíricas se siguen con ,delidad y pueden ser satisfactorios para uso práctico. Los métodos pueden ser clasi,cados como por secado! destilación! por métodos químicos e instrumentales.
METODOS POR SECADO •
Estos incluyen las mediciones de la pérdida de peso debida a la evaporación de agua a la temperatura de ebullición o cerca de ella. &unque tales métodos son usados frecuentemente debido a que dan resultados e+actos cuando se consideran sobre una base relativa! hay que tener en mente que el resultado obtenido puede no ser una medición verdadera del contenido de agua de la muestra. *or e$emplo! los aceites volátiles pueden perderse a temperaturas de secado como C44H . En algunos alimentos (por e$emplo! cereales) solamente una parte del agua que contienen se pierde a esta temperatura. El resto (agua combinada o adsorbida) es difícil de eliminar y parece estar asociada a las proteínas presentes. La proporción de agua libre perdida aumenta al elevar la temperatura! por lo que es importante comparar únicamente los resultados obtenidos cuando se usan las mismas condiciones de secado. &demás! si es posible que se efectúe alguna descomposición! como sucede en los alimentos que tienen una
proporción elevada de azúcares! es aconse$able usar una temperatura de secado más ba$a! por e$emplo! I4H y aplicar al vacío. •
En la fabricación de alimentos se pueden utilizar procedimientos rápidos para determinar humedad usando estufas desecadoras especiales que traba$an a temperaturas altas. Atras estufas tienen lámparas secadoras de radiación infrarro$a 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.
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Método de lámpara de calor para determinar la materia eca •
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El equipo necesario para usar el método de la lámpara de calor incluye! una balanza de cocina con una escala desde C44 a 644 g! un palto de papel de aluminio de los que se usan en la cocina! una bombilla infrarro$a de :64 voltios y algún tipo de gancho para poder colgarla. La lámpara se debe poner a unos C: cm de altura. La muestra debería removerse dos o tres veces para asegurar un secado pare$o de todo el material. &l ,nal se debe proceder al peso de la muestra para determinar la cantidad de materia seca en el plato. *ara calcular el porcenta$e de humedad! se resta el peso seco del peso que tenia cuando estaba húmedo. En el e$emplo siguiente se muestra el cálculo%
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*eso 2o$ado 9 *eso 'eco J 0umedad J 7 de 0umedad
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64 gm 9 CI gm J FF gm (+ :) J 337
Método por calentamiento directo! •
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La clasi,cación de los granos según los estándares de calidad ,$ados 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 e+istencias que sirven de reserva. La comercialización de granos en los países cuya producción agrícola está más organizada! obedece siempre a patrones o,ciales. 'egún estos patrones o,ciales! los granos de cereales y
leguminosas se clasi,can! de acuerdo a su calidad! en% clase! grupo y tipo. •
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& cada clase corresponde cierto contenido de humedad! determinada cantidad de granos da>ados o defectuosos! y determinado porcenta$e de impurezas y materias e+tra>as. La clasi,cación del producto en una clase o grupo incluye la referencia sobre la especie! variedad! forma! estado de presentación y uso. /espués de clasi,car un producto! se elabora un documento que se denomina E?"-K-&/A /E &L-/&/! en el que se incluye la información indispensable para la identi,eación del lote! es decir! la empresa! la naturaleza del producto! el sitio de almacena$e! el peso neto y el bruto! el poso de la muestra! la zona de producción! la clase! el grupo y el tipo. =eneralmente! las normas de calidad contienen los elementos necesarios para la emisión del E?"-K-&/A /E &L-/&/! el cual puede ser utilizado para ,nes de inspección y comercialización. Este documento! además de facilitar los traba$os de inspección a las entidades e instituciones que intervienen en el proceso! sirve también como documento para las e+portaciones.
Contenido de "#medad de lo $rano •
Los granos están constituidos por una substancia sólida! denominada materia seca! y por cierta cantidad de agua. La materia seca está formada por las proteínas! los carbohidratos! las grasas! las vitaminas y las cenizas. El agua e+istente en la estructura orgánica de los granos se presenta ba$o distintas formas! pero para ,nes 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 e+presa! por lo general! como porcenta$e del peso total del grano (base húmeda)%
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*& J peso del agua *" J peso del agua peso de la materia seca (peso total del grano)
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Método para determinar el contenido de "#medad La determinación del contenido de humedad de los granos debe realizarse en todas sus etapas de mane$o desde la cosecha hasta la salida del almacenamiento. La medición de humedad debe ser e+acta! 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. E+isten varios métodos para determinar el contenido de humedad de los granos! que se clasi,can básicamente en dos grupos% directos e indirectos. a) Método directo 'e consideran los métodos básicos! siendo los principales los métodos de la estufa! la destilación y los rayos infrarro$os.
Método de la et#%a! *ara determinar la humedad de los granos se somete una muestra de granos de peso conocido al secado y se calcula el porcenta$e de humedad a través del peso que se pierde durante el secado (,gura F4). *ara obtener el porcenta$e de humedad se divide la pérdida de
peso de la muestra entre el peso original de ella y el resultado se multiplica por C44%
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*i J peso de la muestra antes del secado *f J peso de la muestra después del secado on relación a la temperatura y tiempo de secado de las muestras e+isten diversos métodos cuyas referencias se encuentran en la bibliografía especializada. Los métodos se diferencian! sobre todo! en lo que concierne a la temperatura de la estufa! al período de secado y al estado físico de la muestra (granos enteros o molidos). En el
Ra&o in%rarro'o. En este método! la humedad de los granos se determina también secando una muestra de peso conocido y calculando el porcenta$e de humedad a través de la perdida de peso. La muestra se muele y se coloca sobre el plato de una balanza! e+poniéndola a los rayos infrarro$os por un determinado tiempo! según la especie de grano. La diferencia entre el peso inicial y el ,nal corresponde al agua que fue eliminada. Este proceso requiere de cinco a treinta minutos por cada determinación! según la especie de grano.
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Método por detilaci(n. Este proceso (método de O
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Determinador de "#medad )Latatá) . *ara simpli,car la determinación de la humedad! el E@"?E-@&?! del
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*esar una muestra de C44 gramos de granos. La muestra debe estar libre de impurezas! es decir! pu$as! ho$as! y piedras. *ara productos con mayor contenido de humedad! como el café en grano! se recomienda utilizar 64 gramos de muestra. olocar la muestra en la cantimplora con el au+ilio de un embudo. olocar aceite en la cantimplora y taparla con el tapón correspondiente. La e+tremidad del termómetro deberá estar sumergida en el aceite a C cm del fondo de la cantimplora. 'i se pone el termómetro muy cerca del fondo! la medición podrá presentar errores. Llenar el condensador con agua y poner la probeta deba$o de la salida del condensador. Llenar la lamparilla con alcohol y encenderla.
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&pagar la lamparilla cuando el termómetro marque la temperatura recomendada para el producto en el uadro F. Esperar que la temperatura ba$e a menos de C44H para efectuar la lectura en la probeta.
