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• Isaac Monroy

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Determinaciones refractometricas en alimentos I.

Objetivos

Conocer los fundamentos del uso de los instrumentos y sus aplicaciones en la determinación del indice de refraccion como un metodo de analisis en los alimentos el mismo que permitira determinar el contenido de solidos solubles, solidos totales, establecer relaciones tabulares y graficas entre: gravedad especifica, grados Brix, indice de refraccion, solidos solubles, etc. II.

Fundamentos del indice de refraccion ( ).

Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro de diferente densidad, el rayo sufre un cambio en su direccion, es decir este es desviado o refractado. El angulo que forma el rayo incidente con la perpendicular en el punto de incidencia, se denomina angulo de incidencia (i), mientras que el angulo entre la perpendicular y el rayo refractado, se denomina angulo de refraccion ( r ). La relacion entre el seno del angulo de incidencia y el seno del angulo de refraccion, se denominan indice de refraccion ( n ). Esta relacion es siempre una cantidad constante para dos medidas dada, bajo condiciones de luz dadas, bajo condiciones de luz de la misma longitud de onda y a la misma temperatura de lectura. n = Seno i = velocidad del rayo en el medio 1 Seno r velocidad del rayo en el medio 2 Con el objeto de representar los datos del indice de refraccion, de forma que permita hacer comparaciones entre las lecturas, se ha procedido a estandarizar los valores de los factores que afectan y se representa como: n Donde: 20 indica la temperatura (°C) a la que debera realizarse la determinación, mientras que D indica la banda de luz monocromatica del sodio a 589 nm. Funcionamiento de un refractómetro La rdfractometria se basa en la medida del ángulo límite de la reflexion total. Normalmente se utiliza el refractómetro de Abbe. La figura 1, representa un esquema de un aparato de este tipo. Se coloca una gota del fluido problema (fluidificar la muestra si fuera necesario) con ayuda de una varilla de vidrio (cuidado: no tocar con ella la superficie de los prismas) y se distribuye formando una fina capa entre el par de prismas del refractómetro en el que se habra equilibrado la temperatura (normalmente a 40°C, aunque tambien a 20 a 25°C) y se cierran los prismas, después de dejarlo un minuto para que se equilibre la temperatura de nuevo, se mide el angulo limite mediante una cruz de hilo, que se coloca sobre en el limite claridad-oscuridad(parte superior del campo visual) moviendo el tubo del refractómetro. El indice de refraccion se lee en la parte inferior del campo visual (ver figura 2) (cuidado con la escala), en el caso de la luz blanca, esta dispersión se compensa de manera que el resultado sirve para una longitud de onda intermedia (verde). Los refractómetros tienen por lo general otra escala donde se mide directamente la concentración de sacarosa (°Brix).

Después de cada medida bede limpiarse y secarse cuidadosamente la superficie de los prismas con un paño de guata o de lino. Bede tenerse cuidado de no rayar los prismas. Para gu8ardar el aparato hay que colocar papel entre los mismos. Aplicaciones La refractometria resulta adecuada para identificar y caracterizar por ejemplo grasas y aceites, para comprobar la pureza de distintos alimentos y para la determinación cuantitativa del contenido de agua de la miel, o para determinar el extracto de alimentos que este formado principalmente por azucar (sacarosa), como es el caso de confituras, miel, jarabe de almidon, zumos, etc.

III.

Materiales y metodos.

1.

Materiales -

Refractómetro Abbe (de mesa). Refractómetro manual. Termómetro. Papel filtro. Embudos de 60 ml. Baguetas. Erlenmeyers de 250 ml. Vasos de pp. De 50 ml. Coconilla electrica. Probetas. Centrifuga y tubos de centrifugacion. Agua destilada. Telas de algodón ( de saco de harina ). Alcohol. Muestras

-

Pulpa de catchup de tomate. Aceite comestible. Jugo de naranja simple y con diferentes niveles de sacarosa 10%, 15% y 20%. Soluciones salinas a diferentes concentraciones. Soluciones de sacarosa a diferentes concentraciones.

2.

IV.

Procedimiento 1.

Chequear el instrumento con agua destilada, el indice de refraccion debe ser 1,3330 a a 20°C y 1.3328 a 22°C. 2. limpiar cuidadosamente el prisma, colocar una gota de sustancia problema, la misma que bede ser lo suficientemente transparente para dejar pasar la luz. La medida sera realizada a 20°C; si la temperatura es diferente, debera hacerse las correcciones de acuerdo a a tablas y productos especificados. 3. preparacion de la muestra

(a)

Pulpa de Catchup de Tomate.

Los solidos totales en tomate, pueden ser determinados a partir de secado en estufa alñ vacio (70°C), en estufa a presion atmosferica (100 – 105°C) o calculados a partir de gravedad especifica o indice de refraccion del filtrado para los que se pueden establecer ecuaciones seguin los rangos de contenidos en solidos totales por ejemplo BERGERET establecio una formula para determinar el % de solidos totales mediante el uso del refractómetro. ST(12%) = 4 + 691 (IR – 1.3382) + 1.029 (IR – 1.3382) Previamente las muestras seran filtradas utilizando un embudo y telas de algodón (de sacos de harina) limpias y secas de aprox. 24 cm colocar la tela sobre el embudo y luego sobre ella la muestra, recibiendo el filtrado en un vaso de pp. En vez de filtrar se puede centrifugar la muestra y utilizar el sobranadante. Tomar unas gotas y hacer las lecturas con los refractómetros de mesa y manual. Si la lectura se ha realizado a una temperatura diferente a 20°C, hacer las correciones añadiendo 0.0001 a la lectura por cada grado °C sobre 20°C y sustrayendo dicha cantidad para cada grado centigrado (°C) debajo de 20°C. Si se ha añadido sal a las muestras se debe conocer la cantidad para hacer las correciones sustrayendo 0.0001 a la lectura cuando la sal añadida esta en el rango de 0.4 a 1.0 %; 0.0002 para el rango de 1.0 a 1.4 % y 0.0003 para el rango de 1.4 a 2.0% Finalmente expresar los resultados según la escala del aparato y por medio de las ecuaciones y tablas determinar elñ contenido de solidos totales de acuerdo a las siguientes ecuaciones: 1.

Para rango de solidos de 4 a 19.5%. ST = 701,51 (IR – 1,3000) – 22,378

2.

Para rango de solidosde 19.5 a 35.0% ST = 577,72 (IR – 1,3000) – 14,977

(b)

Jugo de Naranja.

Realizar la lectura según la metodología anterior y expresar los resultados en terminos de IR y tambien como solidos solubles (SS). Discutir y fundamentar los resultados. (c)

Muestra de Aceite.

Utilizando el refractómetro determinar el indice de refraccion a las temperaturas de 65; 75; 85 y 95°C. plotear en papel milimetrado y graficar una curva en funcion del indice de refraccion vs. temperatura (d)

Soluciones Salinas

Determinar los indices de refraccion y las concentraciones (%) de las soluciones salinas haciendo uso de la tecnica empleada. Cuadro 1. Completar las constantes fisicas de las soluciones de cloruro de sodio. Muestra A B C D

I.R. 1.3396 1.3469 1.3532 1.3600

S.S. 4.5 9.4 13.5 17.6

S.T.

(a). Con el empleo del refractómetro manual y de mesa, determinar el porcentaje de solidos solubles y el indice de refraccion de cada solucion. (b). Con las ecuaciones indicadas anteriormente, calcular la cantidad de solidos totales (%) correspondientes a cada solucion. (c). confeccionar en papel milimetrado una curva % de solidos solubles vs. I.R. Cuadro 2. indice de refraccion de soluciones de sacarosa Concentración (%) 1 2 4 6 8 10 12 14 16

I.R 1.3344 1.3359 1.3388 1.3418 1.3448 1.3478 1.3509 1.3541 1.3573

S.S.

S.T.

S.I.

Cuadro 3. Completar las constantes fisicas de las solucionmes de sacarosa. Muestra

Concentración (%)

I.R.

°Bx

S.S.

(a). Conociendo el indice de refraccion de las soluciones utilizadas en la practica, determinar la concentración de azucar. (b). con las ecuaciones indicadas anteriormente, calcular el porcentaje de solidos totales correspondiente a cada solucion.

(c). Confeccionar en papel milimetrado una curva mostrando la concentración (%) vs. °Bx. (d). Realizar previamente las correciones por efecto de la temperatura. V.

Resultados y discusiones Los resultados encontrados deberan ser correctamente discutidos y fundamentados.

VI.

Bibliografía. 1. 2. 3. 4.

VII.

Jacobs. Chemical Analisis of Food and Products. Ed.2da. Lees, R. Manual de Analisis de los alimentos, Zaragosa-España. Shoemaker D. experimentos de Fisico-Quimica. Spencer-Meade, 1967, Manual del azucar de caña.

Cuestionario 1. ¿Cómo varia el indice de refraccion cuando se aumenta la temperatura? ¿Qué esperaria encontrar si graficaria valores de indice de refraccion vs. Temperatura? ¿Por qué?