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• Juan Josue Real Silva

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL _____________________________________________________________________________

“DETERMINACION DE HUMEDAD, MATERIA SECA Y CENIZA EN LOS PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES”

Área

: Análisis Instrumental de Productos Agroindustriales

Nvo. Chimbote – Perú

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I.

INTRODUCCION

Todos los alimentos están compuestos por un cierto porcentaje de agua la cual, se puede encontrar de dos formas, una de ellas es formando compuestos orgánicos o enlaces de estos mismos y que por ende no se puede extraer, a la cual denominamos agua ligada; la otra se encuentra en mayoría en el alimento y se puede volatilizar, denominada agua libre. Acompañando a este importante componente tenemos a la materia seca, donde se encuentran todos los compuestos orgánicos ya conocidos, como carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas y minerales. Los minerales son un componente importante, y es que, a pesar de que mayormente se encuentren en poca cantidad con respecto a los otros, son de gran importancia para identificar la procedencia del alimento. Pero no se analizan directamente a estos, sino al producto de la oxidación de estos, a los que son denominados cenizas.

Según la AOAC, para la determinación de las cenizas y porcentaje de humedad, existen varios métodos que permiten analizar estos parámetros, los cuales dependen del estado físico y la composición del alimento. Métodos como el de determinación de cenizas en seco, o determinación de humedad por secado con estufa que están certificados por esta entidad y que permiten la validación de los resultados experimentales obtenidos en el laboratorio.

En el presente informe se analizó el porcentaje de humedad, y cenizas se analizaron a los siguientes alimentos: Oca, mashua, maca, kiwicha, trigo, quinua y maíz. Para discutir los resultados se usó la TPCA (tabla peruana de composición de alimentos), las cuales brindaron los valores teóricos sobre el porcentaje de cenizas y humedad de los alimentos analizados. Para la determinación del porcentaje de cenizas se usó el método de determinación de cenizas por calcinación por secado

(NTP 206.012:1981) y para la

determinación de humedad se usaron dos métodos: Determinación de humead por secado con estufa (NTP 206.011:1981) y determinación de humedad por termo balanza, este último no es certificado por la AOAC.

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II.

OBJETIVO

Determinar el contenido de agua, materia seca y cenizas en los productos agroindustriales.

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Cenizas. Las cenizas son el producto obtenido a partir de la oxidación de los compuestos inorgánicos existentes en un alimento, y que, se obtienen generalmente luego de calcinar toda la materia orgánica de este. Las cenizas no son normalmente las mismas sustancias inorgánicas presentes en el alimento, esto se deba a que algunos compuestos son volatilizados o se pierden en las interacciones químicas entre los constituyentes. Son de color blanco. El valor principal de la determinación de cenizas (y también de las cenizas solubles en agua, la alcalinidad de las cenizas y las cenizas insolubles en ácido) es que supone un método sencillo para determinar la calidad de ciertos alimentos, por ejemplo, en las especias y en la gelatina es un inconveniente un alto contenido en cenizas. Las cenizas de los alimentos deberán estar comprendidas entre ciertos valores, lo cual facilitará en parte su identificación. (Pearson, 1993)

Humedad. La humedad es el contenido de agua que se encuentra en la atmósfera como vapor. En el alimento se define como la cantidad de agua contenida en este. El porcentaje de humedad o contenido de agua varía de acuerdo al alimento o al proceso al que se sometió, y puede ser mayor o menor con respecto al resto de componentes. El contenido de agua se encuentra de dos formas: formando parte de los enlaces o moléculas de los diferentes compuestos orgánicos, como proteínas o hidratos de carbono, al que se denominó agua ligada; la otra forma es la más predominante y la cual es fácil de liberar, denominada agua libre, agua en suspensión formando películas sobre la superficie de las partículas sólidas o las paredes de las fracturas.

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Existen varias razones por las cuales, la mayoría de las industrias de alimentos determinan la humedad, una de las razones principales es la vulnerabilidad del alimento o producto a microorganismos que pueden alterar y contaminar, que la cantidad de agua puede afectar la textura y para cumplir con los parámetros establecidos por las diferentes normas para la venta y distribución de los productos (Norma Técnica peruana de los alimentos) (Hart, 1991).

IV.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para la experiencia se utilizaron muestras de Harina de trigo, Azúcar rubia, leche en polvo ‘‘Anchor’’.

Lunas de reloj Estufa provisto de un termómetro de 0 – 100°C Horno Crisol de porcelana Balanza de presión Desecador Morteros y pilón Cuchillos y pinzas Muestras de alimentos (Harina de trigo, Azúcar rubia, leche en polvo ‘‘Anchor’’) Determinación de humedad por estufa Se pesó una luna de reloj. Luego se agregó la muestra en un peso aproximado de 5 gramos. Posteriormente, se introdujo el conjunto en la estufa y se reguló la temperatura de 60°C a 90°C por un tiempo de 4 horas, hasta obtener peso constante.

Tabla Nº 1. Pesos de tres muestras diferentes para el posterior análisis de humedad.

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PRODUCTOS HARINA DE HARINA 1 HARINA DE TRIGO 2 PROM (HARINA) (H) AZÚCAR RUBIA 1 AZÚCAR RUBIA 2 PROM (AZÚCAR) (A) LECHE EN POLVO 1 LECHE EN POLVO 2 PROM (LECHE) (L)

PESO (g) 5.02 5.009 5.0145 5.017 5.005 5.011 5.018 5.01 5.014

Determinación de Cenizas Se pesó un crisol. Colocar 5 gramos de muestra seca. Luego se colocó el crisol conteniendo la muestra seca en el horno y gradualmente se elevó la temperatura hasta 600°C hasta que se llegó a peso constante. Finalmente se colocar el crisol con la ceniza en el desecador para que se enfríe y luego se pesó.

Tabla Nº 2. Peso de las tres muestras diferentes para el posterior análisis de cenizas.

PRODUCTOS

PESOS

LECHE EN POLVO (C1)

5.037

AZÚCAR RUBIA (C2)

5.002

HARINA DE TRIGO (C3)

5.19

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Determinación de Humedad

Fig. 1 Azúcar contenida en las Placas de Petri. Peso 5.011 g aprox.

Fig. 2 Leche en

polvo contenido

en las Placas de Petri. Peso 5.014 g aprox.

Fig. 3 Harina de trigo contenido en las Placas de Petri. Peso 5,015 g aprox.

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Fig. 4 Muestras de azúcar, harina de trigo y leche en polvo contenidas en las Placas de Petri dentro de la estufa.

Determinación de Cenizas

Fig. 5 Crisoles con azúcar, leche en polvo y harina de trigo

Fig. 6 Crisoles en cocina eléctrica

Fig.7 Crisoles en proceso de calcinación

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MUESTRA

PESO DE PLACA (g)

PESO INICIAL DE MUESTRA (g)

PESO FINAL(PLACA + MUESTRA) (g)

PESO FINAL (MUESTRA) (g)

HARINA

32.208

5.006

36.654

4.446

AZUCAR LECHE EN POLVO

37.791

5.000

42.783

4.992

52.257

5.000

57.161

4.904

V.

RESULTADOS

Tabla N° 3. Porcentaje de humedad las tres muestras alimenticias

Fórmula para la determinación de Humedad

MUESTRA

PESO INICIAL (g) (M1) 5.006

PESO FINAL (g) (M2) 4.446

% humedad 11.19

%materia seca 88.81

HARINA AZUCAR

5.000

4.992

0.16

99.84

LECHE EN POLVO

5.000

4.904

1.92

98.08

Tabla N° 4. Porcentaje de ceniza las tres muestras alimenticias

MUESTRA

PESO DE CRISOL (g)

PESO INICIAL DE MUESTRA (g)

PESO FINAL(CRISOL + CENIZA) (g)

PESO FINAL (CENIZA) (g)

HARINA

37.634

5.000

37.773

0.139

AZUCAR

43.474

5.030

43.483

0.009

LECHE EN POLVO

36.857

5.000

37.19

0.333

Fórmula para la determinación de Ceniza

%Ceniza (base h umeda) 

M3 x 100 M1 8

MUESTRA HARINA

PESO INICIAL (M3) 5.00

PESO FINAL (M3) 0.139

%CENIZA 2.78

AZUCAR

5.03

0.009

0.18

LECHE EN POLVO

5.00

0.333

6.66

VI.

DISCUSIÓN

Según: H. Egan, R.S. Kirk, R. Sawyer: La humedad atmosférica es el peso del vapor de agua contenido en una unidad de peso de aire. Este peso se expresa como un porcentaje del máximo peso de vapor de agua que dicha unidad pueda retener a una temperatura dada, conociéndose este porcentaje como humedad relativa. El que un material cualquiera tienda a secarse a absorber humedad depende de la humedad relativa de la atmósfera a la que está expuesto, habiendo para cada sustancia una humedad relativa para la que se alcanza el equilibrio. Según Haro.A. (2004): “Los cereales de desayuno son alimentos muy calóricos, pero pobres en grasa. Se ha comprobado que los niños que toman cereales de desayuno tres o más veces por semana consumen significativamente menos grasa y más fibra, vitaminas (B1, B2, B6, B12, A y D y ácido fólico) y hierro que aquellos que no los tomaban. Por su bajo contenido en grasa, resultan muy aconsejables para prevenir el sobrepeso o la obesidad. Existen estudios que demuestran un menor porcentaje de sobrepeso y obesidad entre niños y adolescentes que consumen habitualmente cereales para desayunar. Pero no debe de consumirse más de la cantidad indicada al día (30 gr), ya que su abuso se ha relacionado con la obesidad que sufre gran parte de la población norteamericana. Una ventaja es que su consumo induce de manera significativa un mayor consumo de lácteos y, con ello, una mayor ingesta diaria de calcio, ya que ambos alimentos se suelen consumir combinados. Al estar enriquecidos con una amplia variedad de vitaminas y minerales, permiten cubrir mejor las necesidades diarias de estos nutrientes. Su elevado contenido en fibra favorece la regulación del tránsito intestinal y ayuda en la prevención y tratamiento de ciertas patologías intestinales”.

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Según Othon.S. (1996). “Los cereales pierden importantes nutrientes durante los procesos de molienda y refinación. Por ley en EE.UU y otros países, los productos terminados basados en cereales deben contener cuanto menos las cantidades originales de vitaminas tiamina, riboflavina y niacina además del micro mineral hierro. El enriquecimiento de cereales es practicado desde mediados del siglo. Las principales firmas productoras de cereales

matinales

utilizaron

este

concepto

como

un

arma

de

mercadotecnia. De allí nacieron productos fortificados con una mayor cantidad de vitaminas y minerales. La práctica más común para enriquecer y/o fortificar los cereales matinales es añadir minerales y vitaminas más estables en la premezcla o formulación básica y posteriormente asperjar los nutrientes más lábiles sobre el producto terminado” 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.

VII.

CONCLUSIONES

Se determinó que el porcentaje de humedad, materia seca y cenizas es dependiente de la composición de los productos y de los procesos a los que fueron sometidos para su elaboración. El porcentaje de humedad en las muestras de harina de trigo, leche en polvo y azúcar nos mostró que de acuerdo a la cantidad de agua que reside en estos productos es importante para clasificarlos y diferenciarlos de otros productos con el mismo estado físico en el que se encuentras estos mismos.

El elevado porcentaje de cenizas en las 3 muestras mencionadas con anterioridad nos mostró que, la calidad puede ser evaluada de acuerdo al nivel de alcalinidad que contienen los productos, la cual tiene un rango de aceptabilidad para su distribución y consumo, y, por ende, las muestras de

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harina de trigo y leche en polvo fueron alteradas al momento de su fabricación o distribución.

VIII. CUESTIONARIO 1. ¿Cuáles son las razones técnicas para determinar la humedad diariamente en una industria alimentaria? Cada tipo de alimento tiene un cierto porcentaje de humedad, se evalúa la humedad a diario con el objetivo de evitar que la humedad exceda el porcentaje que piden las normas técnicas peruanas o del país que lo requiera. El exceso de humedad en un producto genera también la aparición de microrganismos no deseados.

2. ¿Bajo qué términos sugiere Ud. para expresar los resultados, si se tiene productos agroindustriales de diferente naturaleza, como: ¿Polvos, harinas, frutas, hortalizas, leches, jugos? En porcentajes y si es de humedad en base seca.

3. ¿Se tiene una tonelada de maíz con 30% de humedad en base húmeda, si ENCI le pide que para recepcionarla debe tener por lo menos 14% de humedad, que cantidad de agua se debe eliminar?

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300 − 140 = 160 𝑘𝑔 𝑀𝐻20

4. En el problema anterior ¿cuánto pesa el maíz con 14% de humedad? 1000 𝑘𝑔 − 160 𝑘𝑔 = 840 𝑘𝑔

5. ¿Qué otros métodos conocen para determinar la humedad?

Métodos químicos Método de Karl Fischer Método directo destilación azeotrópica método de Dean Stark

6. ¿En el caso de las especias, el método de deshidratación Ud. lo considera correcto? ¿Por qué? NO, porque las especias están como harinas motivo por el cual no contiene mucho porcentaje de agua y el método de deshidratación no será efectivo y es muy caro para el producto.

IX.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA

CESA, 2004. Informe anual. Proyecto Conservación In Situ de Cultivos Nativos y sus Parientes Silvestres. Lima CIP y CONDESAN, 2001. De los Andes a tu Mesa. Desarrollo de Agroindustrias y Mercados para la arracacha. Centro Internacional de la Papa, CIP y Consorcio para el Desarrollo Sostenible de la Ecorregión Andina, CONDESAN. Lima. Cortes, H. B. 1977.

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FAO, 1997. Cultivos Andinos Subexplotados y su aporte a la Alimentación. FAO, Oficina Regional, Santiago de Chile. FAO 2000. Perfiles nutricionales por países. Perú. FAO, Roma. Latham, M. C. 2002. Nutrición Humana en el Mundo en Desarrollo. Colección FAO Alimentación y Nutrición No. 29. ISSN 1014 3173. FAO, Roma. Organización Panamericana de Salud, Organización Mundial de la Salud, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Situación Alimentaria yNutricional de América Latina. Documento presentado en la Conferencia Internacional de Nutrición, Santiago, Chile, 1993. Washington, DC: OPS/OMS, FAO; 1993. UNMSM. 1996. Utilización de los Cultivos Andinos, Guía del Curso. Edit. A.M. Fries. Escuela de Nutrición. Universidad Nacional Mayor San Marcos, Lima

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