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• Jhon Kelvin Turpo Quiro

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA ING. EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS PRESENTADO POR: JHON TURPO QUIRO DETERMINACIÓN DE MATERIA SECA Y HUMEDAD 1. OBJETIVOS Conocer la cantidad de humedad que se poseen los alimentos tratados además del porcentaje de materia seca. 2. MARCO TEORICO Todos los alimentos, cualquiera que sea el método de industrialización a que hayan sido sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido en aguadaran entre un 60 y un 95 % en los alimentos naturales. En los tejidos vegetales " animales, puede decirse que existe en dos formas generales: “agua libre” y “agua ligada”. El agua libre o absorbida, que es la norma predominante, se libera con gran facilidad. El agua ligada halla combinada o absorbida. 0e encuentra en los alimentos como agua de cristalización1en los hidratos) o ligada a las proteínas " a las moléculas de sacáridos " absorbida sobre la superficie de las partículas coloidales. (Hart, 1991) 0e entiende por materia seca de un alimento la suma de todos los componentes no volátiles del mismo. 0e incluyen aquí! fundamentalmente lípidos, carbohidrato, proteínas "minerales, entre otros. (Matissek, 1998) 2.1. 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 Química Aplicada, 2008). Los agregados pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a su vez del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros. Las partículas de agregado pueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a continuación:   



Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a 110°C hasta que los agregados tengan un peso constante. (generalmente 24 horas). Parcialmente seco. Se logra mediante exposición al aire libre. Saturado y Superficialmente seco. (SSS). En un estado límite en el que los agregados tienen todos sus poros llenos de agua, pero superficialmente se encuentran secos. Este estado sólo se logra en el laboratorio. Totalmente Húmedo. Todos los agregados están llenos de agua y además existe agua libre superficial.

El contenido de humedad en los agregados se puede calcular mediante la utilización de la siguiente fórmula:

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA ING. EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS 𝑷=

(𝑾 − 𝑫) ∗ 𝟏𝟎𝟎 𝑫

Donde P: es el contenido de humedad [%] W: es la masa inicial de la muestra [g] D: es la masa de la muestra seca [g] También existe la Humedad Libre donde esta se refiere a la película superficial de agua que rodea el agregado; la humedad libre es igual a la diferencia entre la humedad total y la absorción del agregado, donde la humedad total es aquella que se define como la cantidad total que posee un agregado. Cuando la humedad libre es positiva se dice que el agregado está aportando agua a la mezcla, para el diseño de mezclas es importante saber esta propiedad; y cuando la humedad es negativa se dice que el agregado está quitando agua a la mezcla. 2.1.1. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD Definición de humedad Todos los alimentos, cualquiera que sea el método de industrialización a que hayan sido sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido en agua varían entre un 60 y un 95% en los alimentos naturales. En los tejidos vegetales y animales, puede decirse que existe en dos formas generales: “agua libre” Y “agua ligada”. El agua libre o absorbida, que es la forma predominante, se libera con gran facilidad. El agua ligada se halla combinada o absorbida. Se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los hidratos) o ligada a las proteínas y a las moléculas de sacáridos y absorbida sobre la superficie de las partículas coloidales. (Hart, 1991) 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 proporción elevada de azúcares, es aconsejable usar una temperatura de secado más baja, por ejemplo, 70° C y aplicar al vacío.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA ING. EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS 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 POR PÉRDIDA DE PESO CON ESTUFA DE VACÍO La eliminación del agua de una muestra requiere que la presión parcial de agua en la fase de vapor sea inferior a la que alcanza en la muestra; de ahí que sea necesario cierto movimiento del aire; en una estufa de aire se logra abriendo parcialmente la ventilación y en las estufas de vacío dando entrada a una lenta corriente de aire seco. Las estufas más modernas de este tipo están equipadas con eficaces sistemas de termoestatación y sus fabricantes afirman que la temperatura de las distintas zonas de las mismas no varía en más de un grado centígrado. Los alimentos ricos en proteínas y azúcares reductores deben, por ello, desecarse con precaución, de preferencia de una estufa de vacío a 60 ºC. 2.2. 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 tenía cuando estaba húmedo. En el ejemplo siguiente se muestra el cálculo: 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 − 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 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). 3. MATERIALES Y METODOS a) Materiales Materia prima.  Zanahoria.  Paprika  Harina Equipos.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA ING. EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS     

Estufa Termómetro. Balanza analítica. Desecador Luna reloj

Utensilios.  Cuchillos.  Tabla

b) Métodos 1. Harina. Esta muestra se utiliza directamente por su naturaleza. En este caso se utilizara el método de Carter – Simón. Se pesaran en una luna de reloj (previamente tarada) 5 gramos de harina y se colocara en la estufa a una temperatura de 155°C durante 15 minutos. Alternativas; 130°C por 1 hora (Métodos recomendado por la AOAC) 2. Zanahoria Lavado

Pelado

Trozado

Secado

3. Paprika Lavado

Extracción de semillas Trozado Secado

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Cada muestra (zanahoria y paprika) debe cortarse de la misma forma y tamaño. Para cada muestra pesar en una luna de reloj 5 gramos de muestra, colocarlo en la estufa 110°C por 4 horas (Métodos de la AOAC). Por la diferencia de peso se obtiene la humedad de la muestra y luego se lleva a porcentaje. La determinación de materia secase realiza por diferencia de peso entre el peso inicial de la muestra (100%) y el porcentaje de humedad hallada, obteniéndose de esta manera y en forma directa el porcentaje de materia seca. 4. RESULTADOS Tabla N° 1. El peso de la harina a una temperatura de 155°C durante 15 minutos T° C 155 Peso 1 Peso 2

Peso inicial 5 5

Peso final 4,5 4,3

Tabla N°2. Los pesos de la zanahoria y paprika a una temperatura de 110°C por 4 horas. T° C 110 por 4 horas Peso inicial Peso final

Zanahoria 5,0 0,5

paprika 5,1 0,4

5. CUESTIONARIO a) Cuales son el porcentaje de humedad y de materia seca de las muestras analizadas. Harina 𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 𝒑𝒆𝒔𝒐𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍 − 𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍 = 𝒑𝒆𝒔𝒐 𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍

%𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟏𝟎𝟎% − 𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅

𝟓 − 𝟒, 𝟓 ∗ 𝟏𝟎𝟎 𝟓 %𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 =10

%𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟏𝟎𝟎% − 𝟏𝟎 𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟗𝟎%

%𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 =

Zanahoria 𝟓 − 𝟎, 𝟓 ∗ 𝟏𝟎𝟎 𝟓 %𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 = 𝟗𝟎

%𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 =

%𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟏𝟎𝟎% − 𝟗𝟎 𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟏𝟎%

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA ING. EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS Paprika 𝟓, 𝟏 − 𝟎, 𝟒 𝟓, 𝟏 %𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 = 𝟗𝟐. 𝟐 %𝒉𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 =

%𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟏𝟎𝟎% − 𝟗𝟐, 𝟐 𝒎𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝒔𝒆𝒄𝒂 = 𝟕, 𝟖%

6. DISCUSIONES El porcentaje de humedad obtenido en la zanahoria se encontró entre 10,65% y 11,36%. Holdsworth (1998) y Parsons (1992) señalan que la humedad para alimentos en polvo debe estar comprendida entre 12% y 15%. La humedad dela zanahoria fue de 90 %, paprika fue 92,2%. Los mayores valores de este parámetro lo presentaron los polvos de zanahorias deshidratadas a 50 °C/24h, disminuyendo el contenido a medida que se incrementaba la temperatura. Gamboa et al. (2007) señalan que en panquecas elaboradas a base de harina de trigo y zanahoria las mezclas crudas tienen mayor contenido de carotenoides que la mezcla cocida. Han determinado que el máximo de humedad para el género capsicum sea del 12% en base húmeda (Kirk y col, 1996) La humedad de la harina es de 10 % donde no se obtuvo mucho error. Esto permite inferir que el tratamiento térmico permite la degradación de los carotenos y que a medida que se incrementa la temperatura se produce una mayor pérdida de estos. Los cubos de zanahorias escaldados y deshidratados podrían representar una buena fuente de β-caroteno en la dieta. El porcentaje de humedad de un alimento determina la calidad del mismo. Cuando de determina la humedad en un alimento, en este caso cereal (Zucaritas de Kello´s), se hace con el fin de saber si este alimento cuenta con un porcentaje de humedad acorde a lo prescito por el proveedor. Un porcentaje mayor a lo permitido por la NOM 147-SSA1 1996 de bienes y servicios demuestra que el alimento no es de una calidad confiable, pero si se encuentra dentro de lo establecido puede considerarse este producto como viable y confiable para el consumo y garantiza el tiempo de conservación adecuado así como la vida útil del mismo. 7. CONCLUSION Debido al encogimiento de los cubos de zanahoria es imposible mantener la velocidad del aire de secado constante, por lo que en el esquema de una sola etapa es necesario reducirla conforme transcurre el proceso. Realizamos la determinación del porcentaje de humedad en croquetas para perro obteniendo un porcentaje de humedad de la zanahoria es de 90% que si se compara con

UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA ING. EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS los datos del producto es menor del valor mínimo; que es de 12% lo que nos dice que el producto respeta el valor mostrado en la etiqueta. Recordando hay varias razones por las cuales se debe de determinar el porcentaje de humedad: -El agua, si está presente por encima de ciertos niveles, facilita el desarrollo de los microorganismos. -La humedad del trigo debe ajustarse adecuadamente para facilitar la molienda. -La cantidad de agua presente puede afectar la textura: por ejemplo en las carnes curadas. -La determinación del contenido de agua representa una vía sencilla para el control de la concentración en las distintas etapas de la fabricación de alimentos. -Los materiales pulverulentos se aglomeran en presencia de agua, por ejemplo azúcar y sal. 8. BIBLIOGRAFIA Analisis moderno de los alimentos, F.L. Hart, H.J. Fischer,Editorial Acribia, Zaragoza (Esppaña) Pag. 1 -4. Badui Dergal, Salvador (2006).Quimica de los alimentos – 4ta Edicion, Editorial Pearson Educacion, Mexico. Castillo Flores, Nery Justo; (2009). Esdudiantes de la Universidadde Nuevo Chimbote, especiales Quimica Industrial. Morales, H.; Belalcázar, S.; y Cayón, D. G. 1998. Efecto de la época de cosecha sobre la composición fisicoquímica de los frutos en cuatro clones comerciales de musáceas. En: Postcosecha y Agroindustria del Plátano en el Eje Cafetero de Colombia. Corpoica, Universidad del Quindío, Asiplat, Comité Departamental de Cafeteros del Quindío, Colciencias, Fudesco. p. 59 - 70