PRÁCTICA Nº 2
ACIDEZ Y pH EN ALIMENTOS DE DIFERENTES GRUPOS
INTRODUCCIÓN El consumo de los alimentos se ha hecho imprescindible en nuestra vida, relacionando nuestros sentidos como el gusto así determinando la acidez en algunos alimentos al ser consumidos. Pero más allá de saber si un alimento es ácido o no al ser degustado, necesitamos conocer la importancia del grado de pH y acidez que puedan contener los alimentos, ya que son factores que también pueden alterar a estos y por ende nuestra dieta. Muchas veces se ha confundido el término pH y acidez, que por lo general son términos muy distintos porque la acidez mide la cantidad de ácidos contenidos en un alimento, mientras que el pH nos ayuda a determinar el grado de deterioro de un alimento. Es así que en la práctica nos ayudara a experimentar los conocimientos básicos que nos permitirán llegar a los objetivos de la práctica.
Marco teórico: La acidez de una sustancia es el grado en el que es ácida. El concepto complementario es la basicidad. La escala más común para cuantificar la acidez o la basicidad es el pH, que sólo es aplicable para disolución acuosa. Sin embargo, fuera de disoluciones acuosas también es posible determinar y cuantificar la acidez de diferentes sustancias. Se puede comparar, por ejemplo, la acidez de los gases dióxido de carbono (CO2, ácido), trióxido de azufre (SO3, ácido más fuerte) y dinitrógeno (N2, neutro). Asimismo, en amoníaco líquido el sodio metálico será más básico que el magnesio o el aluminio. En alimentos el grado de acidez indica el contenido en ácidos libres. Se determina mediante una valoración (volumetría) con un reactivo básico.
El resultado se expresa como él % del ácido predominante en el material. Ej.: En aceites es él % en ácido oleico, en zumo de frutas es él % en ácido cítrico, en leche es él % en ácido láctico.
Objetivos:
El fin de la práctica es reconocer los niveles de acidez y alcalinidad de jugos, refrescos y te a través de indicadores caseros: concentrado de col morada (ácidos) y concentrado de Jamaica (bases). Determinar el % de acidez en diferentes, muestras de alimentos, aplicando los datos obtenidos al cálculo del % utilizando el mili equivalente y el factor de dilución más apropiado. Medir acidez y pH de alimentos de diversos diversos orígenes para para su clasificación.
Antecedentes: 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 [ H+]
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 (fem) 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 mas abundante de todos. En la tabla 1 se muestran los ácidos más comunes presentes en las frutas.
Tabla 1. Ácidos mas comunes en frutas Frutas Manzana Albaricoque Aguacate Plátano Higo Toronja Uva Limón Lima Cáscara de naranja Naranja Durazno Pera Piña Fresa
Ácidos mas comunes Málico, quínico, cetoglutárico, oxalacético, cítrico, pirúvico, fumárico, láctico y succínico Málico y cítrico Tartárico Málico, cítrico, tartárico, acético y fórmico Cítrico, málico, acético Cítrico, tartárico, málico, oxálico Málico, tartárico, cítrico, oxálico Cítrico, málico, tartárico, oxálico Cítrico, málico, tartárico, oxálico Málico, cítrico, oxálico Cítrico, málico, oxálico Málico y cítrico Málico, cítrico, tartárico, oxálico Cítrico, málico Cítrico, málico, succínico, glicérico
Se citan en orden de importancia
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
Ejemplo
Alimentos de baja acidez
4.6-7
Maíz, carne , frijoles
Alimentos ácidos
3.7-4.5
Tomate, durazno, piña
Alimentos de alta acidez
<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.
Materiales 4 Vasos de precipitado de 100 ml 1 Piseta 1 Potenciómetro 1 Agitador de vidrio 3 Pañuelos desechables 3 matraces Erlenmeyer de 100ml. Mortero y pistilo. papel filtro 1 embudo de vidrio 1 probeta de 100 ml 1 soporte universal 1 pinza para bureta 1 bureta de 25 ml. 1 mechero 1tripié 1 tela de asbesto 1 espátula
Reactivos Jugo de frutas (naranja, piña, toronja)
Puré de tomate Carne de res molida Refresco (gaseoso) de distintos sabores 20 ml de vinagre 20 ml de leche 125 ml Solución NaOH 0.1 N por equipo Fenolftaleína al 1% Solución Buffer pH 4, 7 y 10 por equipo
Opcional: 20 g de yogurt 20 g de crema 20 g de queso 10 g de mantequilla 30 g de una fruta
PROCEDIMIENTO A) pH Preparación de las muestras
Si la muestra es líquida se realiza la lectura directamente vertiendo la muestra en un vaso de precipitado de 100 ml.
En el caso de alimentos como puré y papilla, la lectura se puede hacer directamente si no es muy espeso.
Para el caso de alimentos sólidos tendrán que ser disueltos o licuados con agua destilada, colocarse en un vaso de precipitado de 100 ml para hacer la determinación.
Medición de pH 1. 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. 2. Enjuagar el electrodo con agua destilada. 3. Secar el electrodo con un pañuelo desechable. 4. Introducir el electrodo en la muestra. 5. Tomar la lectura de pH. 6. Después de cada medición del pH es necesario enjuagar el electrodo con agua destilada y secar con un pañuelo desechable. 7. Clasificar los alimentos con base en el pH obtenido.
B) Acidez titulable Preparación de las muestras Vinagre: Tomar 10 ml de vinagre natural disuelto en 10 ml de agua destilada. Leche: Tomar 10 ml de leche. Yogurth: Tomar 10 g diluidos en 50 ml de agua destilada. Crema: Tomar 10 g diluidos en 50 ml de agua destilada. Queso:
Tomar 10 g de queso finamente molido, se colocan en un frasco
volumétrico de 100 ml y se añade agua destilada a 40°C hasta alcanzar 100 ml. La mezcla se agita rigurosamente y se filtra la solución. Con una pipeta se toman 25 ml de filtrado. Esta cantidad corresponde a 2.5 g de la muestra.
Mantequilla: Tomar
5 g de ésta (fundida a 50°C) y se vacía en un matraz. Se
añaden 25 ml de alcohol etílico y 25 ml de éter sulfúrico para disolver la mantequilla. Frutas y hortalizas : Pesar 25 g del producto molido en un vaso de precipitado y
se añaden 20ml de agua destilada. Se hierve el conjunto durante 15 minutos, agitando periódicamente. Con agua destilada se completa el volumen hasta 250 ml. La mezcla se filtra a través de papel filtro. Del filtrado se toman 50 ml y se le agregan 50 ml de agua destilada. Esta solución corresponde a 5 g de la muestra original. Puré de tomate :
Pesar 10gr de puré de tomate en un frasco de 250 ml, añadir
90 ml de agua y agitar con una varilla de vidrio. Calentar ligeramente la muestra y colocarla en matraz aforado de 500ml. Enfriar la muestra y aforar con agua destilada. Mezclar y filtrar en embudo de filtración rápida. Colocar 50ml de filtrado en un matraz Erlenmeyer de 250 ml y valorar la acidez. Jugo: Tomar
una alícuota de 50 ml de jugo y colocarlo en un matraz. Poner en
ebullición la muestra durante un minuto, con el objeto de eliminar el dióxido de carbono. Enfriar y valorar la acidez.
Medición de acidez 1. Se llena una bureta con una solución de hidróxido de sodio 0.1 N valorada 2. Se toma la lectura de la cantidad de solución en la bureta. 3. La muestra en forma de solución se introduce en un matraz Erlenmeyer 4. Se adicionan 5 gotas de fenolftaleína al 1% como indicador. 5. Titulación: Se adiciona gota por gota la solución de hidróxido de sodio, al mismo tiempo que se gira lentamente el matraz Erlenmeyer 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 toma la lectura en la bureta y se calcula la cantidad de hidróxido de sodio usada para neutralizar la acidez de la muestra. 8. Calcular 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. % Acidez =
___V x N x Meq___
x 100
g o ml de muestra V = volumen de NaOH consumidos N = normalidad del NaOH Meq = peso mili equivalente del ácido predominante en la muestra.
Materiales Ilustrados
Balanza Digital
Piceta
Removedor
Matraz Volumétrico
Mechero
Pipeta
Vaso Precipitado
Matraz de Erlenmeyer
Bureta
Soporte Universal
Espátula
Probeta
CUESTIONARIO 1.
¿Qué relación existe entre PH y acidez?
El pH (potencial hidrógeno) es el logaritmo negativo de la concentración molar de los iones hidrógeno. Esto es: pH = - log [H +] Unos ejemplos pueden ser PH del jugo gástrico >>> 1,5 PH del agua pura >>>> 7 PH del amoníaco >>> 11,5 Su escala está referida entre [0-14] siendo el rango de [06.9] el otorgado a la acidez, el [7] el punto neutro y de [7.114] el de la alcalinidad o basicidad La acidez es el termino para expresar que una sustancia es acida capaz de liberar protones en solución. Una sustancia que tiene una alta capacidad para liberar protones en solución, es una sustancia que tiene una acidez relativamente alta.
La acidez se mide por titulación o neutralización con base (OH también llamado álcali).
2.
¿El procesamiento de un alimento influye en valor de PH?
Si, ya que el control del pH es muy importante en la elaboración de los productos alimentarios, tanto como indicador de las condiciones higiénicas como para el control de los procesos de transformación. El pH, como la temperatura y la humedad, son importantes para la conservación de los alimentos. De ahí que generalmente, disminuyendo el valor de pH de un producto, aumente el período de conservación. Por ejemplo, el tratamiento de alimentos en una atmósfera modificada con pH inferior a 4,6 puede inhibir la multiplicación de agentes patógenos como el "Clostridium botulinum". Carnes y embutidos El pH es un indicador importante de las condiciones de salud y alimentaras del animal en el momento del sacrificio. Los valores típicos deberían rotar entre pH 5.4 y 7.0, y son indicativos de una conservación correcta de la carne. Con el pasar del tiempo, el valor del pH tiende a disminuir. Además, es indicativo del grado de dureza de la carne cortada, debido a que el proceso de acidificación es diverso en los distintos cortes de carne. Valores elevados de pH caracterizan una carne más oscura, menos sabrosa y de menor valor en el mercado.
Bebidas El pH es un factor importante en la producción de todos los tipos de bebidas. Incluso pequeños cambios del PH en las aguas minerales pueden indicar una contaminación de las fuentes o de los estratos naturales.
Para la calidad de las bebidas es importante controlar el pH tanto del agua como de los jarabes y zumos. El pH juega un papel crucial en la producción de la cerveza y debe ser controlado regularmente en las diferentes fases de su elaboración, con el fin garantizar un producto con buenos estándares cualitativos. Por ejemplo, el valor pH de algunos ingredientes debe ser controlado para crear condiciones favorables a la fermentación.
El pH del vino varía normalmente de 2.8 a 3.8. Su control es muy importante en las diversas fases del proceso productivo, como la fermentación y la conservación. Con un pH superior a 3.5, algunas bacterias pueden atacar el vino. Incluso el sabor depende en gran medida del pH: por ejemplo, los vinos secos se convierten generalmente en ácidos. En el embotellamiento de algunos tipos de bebidas alcohólicas como el brandy, las botellas se enjuagan con el mismo producto. La solución de lavado se recupera y su pH va controlado con el fin que se pueda reutilizar en sucesivos ciclos.
Leche y derivados El pH de la leche debe ser controlado desde el momento de la recolección hasta la entrega del producto, ya que es un indicador válido de sus condiciones higiénicas. El valor normal está en torno a 6.8. Valores inferiores a pH 6.8 pueden indicar una infección en el animal, que puede ser grave si el pH es inferior a 4.4.
La leche usada para la producción de quesos debe ser de óptima calidad y su pH puede variar de 6.1 y 6.5, según el tipo de queso que se debe obtener. El pH también se controla durante la elaboración y maduración de los quesos. Valores de pH comprendidos entre 4.1 y 5.3 garantizan una ralentización del crecimiento de los agentes patógenos en los quesos frescos.
Asimismo, el control del pH es muy importante durante las diferentes fases de elaboración de la mantequilla. Por ejemplo, la nata se enfría tras la pasteurización o a un valor que debe ser muy preciso. El valor del producto terminado debe ser de pH 5 aproximadamente, que en algunas condiciones puede necesitar aditivos. Un valor entre 4.5 y 6.4 del producto terminado garantiza una mayor conservación. En la preparación del yogur, la refrigeración que sigue a la incubación de los fermentos, puede comenzar sólo cuando el valor del pH ha alcanzado valores de alrededor 4.4-4.6. La fruta agregada al yogur debe tener el mismo valor de pH para evitar reacciones no deseadas. Un producto final óptimo debería tener un pH de alrededor de 4.0-4.4 para que pueda ser conservado por más tiempo.
Pan y pasta El pan se conserva más tiempo si su valor pH está comprendido entre 4.0 y 5.8. Las pastas al huevo deben tener un pH ácido para evitar la reproducción de microorganismos patógenos.
Mayonesa y salsas Para garantizar la seguridad higiénica de salsas a base de mayonesa, éstas de acidifican agregando el vinagre o el jugo de limón, prologando en este modo el periodo de conservación de los productos.
Mermeladas, jarabes y caramelizados El pH del producto terminado influye en el tiempo de conservación de este tipo de alimentos. Para las mermeladas y los jarabes debería ser en torno a pH 3.5 y para los caramelizados entre pH 4.5 y 5.0.
Fruta y verdura Un valor pH entre 2.5 y 5.5 prolonga la conservación de la fruta fresca e inhibe la reproducción de microorganismos. Lo mismo ocurre con la verdura en un intervalo entre 4.6 y 6.4 pH.
3. Clasificación microorganismos en base al pH de los alimentos Grupos según grado Rango de Grupos de Microorganismos de acidez pH alimento Grupo 1: poco >5 Productos cárnicos Aerobios esporulados ácidos Productos marinos Anaerobios esporulados Leche Levaduras, mohos y bacterias Hortalizas no esporuladas Grupo 2: 4,5 < pH Mezclas de carne y semiácidos < 5,0 vegetales Sopas Salsas Grupo 3: ácidos 3,7 < pH Tomates Bacterias esporuladas < 4,5 Peras Bacterias no esporuladas Higos Levaduras Piña Mohos Otras frutas Grupo 4: muy PH < 3,7 Encurtidos ácidos Pomelo Zumos cítricos
Según los requerimientos de calor los microorganismos pueden ser, de menor a mayor exigencia: psicrófilos, Mesófilos, termófilos y termodúricos, siendo los dos últimos los que más interesan desde el punto de vista del tratamiento térmico. Los termófilos son capaces de desarrollarse a elevadas temperaturas (55 ºC y más), mientras que los termodúricos son capaces de resistir el efecto de las altas temperaturas. Sin embargo, los organismos mesofílicos pueden ser termodúricos debido a sus esporas, al igual que pueden serlo las esporas de las bacterias termofílicas (Desrosier, 1987). A su vez, Cameron y Esty (1926) clasifican a los organismos termófilos en dos grupos: termófilos obligados (crecen a 55 ºC, pero no a 37 ºC) y termófilos facultativos (crecen a 55 ºC y a 37 ºC). Según las necesidades de oxígeno los microorganismos pueden ser: aerobios (requieren la presencia de oxígeno), anerobios (sólo se desarrollan en ausencia de oxígeno o con baja tensión de oxígeno) y anaerobios facultativos.
4. Durante la descomposición de los alimentos hay alguna variación en el pH? ¿Por qué? Si ocurre, ya que durante la descomposición de los alimentos se producen reacciones químicas y el pH adoptara un valor de acuerdo al grado de alcalinidad o basicidad de los alimentos con el cual se esté trabajando. El principal objeto de la higiene alimentaria (HA) es conseguir alimentos sanos e inocuos; Los fallos en cualquier fase de la c.a. van a provocar un aumento del riesgo en las alteraciones y contaminaciones del alimento. Recordemos que una alteración es la modificación de un alimento que se acompaña de cambios organolépticos, cambios en el valor nutritivo y cambios en la calidad sanitaria. Los alimentos son perecederos por naturaleza, es decir, se pueden alterar y deteriorar más o menos rápidamente, y provocar problemas sanitarios e incluso económicos. La mayoría de las alteraciones pueden evitarse si se controla adecuadamente las distintas fases de la c.a. Todos los alimentos tienen un origen biológico, es decir, proceden de animales o de vegetales cuyas células contienen restos de las sustancias enzimáticas que son responsables de las alteraciones en la composición química, y por tanto, en las propiedades organolépticas.
Entendemos que si las condiciones exteriores a las que se somete el alimento no son las adecuadas (temperatura, luz, oxígeno, etc) todavía más rápidamente se va a producir el deterioro. La industria alimentaria dispone de procedimientos adecuados para mantener más tiempo las propiedades de los alimentos, y cada vez son más y más variados los métodos anteriores. En definitiva, lo que la industria alimentaria desea es prolongar la vida útil de un alimento. 5. ¿Cómo influye en la estabilidad de la estabilidad de un producto su valor de pH? El PH indica su estabilidad frente a ácidos y bases. Por lo tanto una sustancia que posee un pH menor a 7 en contacto con algo básico reaccionará y viceversa. Esto hace referencia al acido al equilibrio acido – base. El pH da la información sobre el desplazamiento de ese equilibrio. 6. ¿Por qué clases de compuestos del alimento esta dado el pH?
Los principales compuestos, que determinan el pH en un alimento son: ácidos carboxílicos y aminas. Acido Carboxílico:
Los ácidos carboxílicos constituyen un grupo de compuestos que se caracterizan porque poseen un grupo funcional llamado carboxilo, se produce cuando se une un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo ( C=O). Se puede representar como COOH ó CO2H.
Aminas:
Las aminas son compuestos químicos orgánicos que se consideran como derivados del amoníaco y resultan de la sustitución de los hidrógenos de la molécula por los radicales alquilo. Según se sustituyan uno, dos o tres hidrógenos, las aminas serán primarios, secundarios o terciarios, respectivamente.
7. ¿Tiene alguna influencia la composición química del producto en su valor de pH? Si, ya que la composición química del alimento da el valor de pH. De acuerdo a su concentración de iones hidronio [H3O+] y iones oxidrilo (OH-). Hidronio: Es el catión que se forma en agua en presencia de cationes de hidrógeno H+. Estos cationes no se presentan libremente; son extremadamente reactivos y son solvatados inmediatamente por las moléculas de agua circundantes. Generalmente, se llama ácido a cualquier compuesto que sea fuente de estos cationes; de todas formas, como el agua puede comportarse como un ácido (y también como una base, a este comportamiento se le denomina anfotérico), el hidronio se presenta incluso en agua pura.
Oxidrilo (Hidróxido): Es un grupo funcional compuesto de 1 átomo de oxígeno y 1 de hidrógeno, característico de los alcoholes. Tiene una carga formal (número de oxidación) de –1 unidad, es sigma-aceptor y pi-dador, y puede eliminarse; por ejemplo por sustitución nucleofílica, dando lugar a un anión hidróxido. El hidróxido, es el nombre usado para referirse al anión hidroxilo OH-, es uno de los iones poli atómicos más simples y más importantes. También hidróxido es un término general para cualquier sal que contenga cantidades estequiometrias de este ion poliatómico. Estas sales son generalmente álcalis o bases, es decir, presentan pH superior a 7 en agua. 8. ¿El procesamiento de un alimento influye en su valor de pH? Si, debido a que durante el procesamiento de un alimento están sometidos a diferentes factores tales como temperatura y a la adición de aditivos, los cuales modifican el pH del alimento.
Aditivo Alimentario: Es toda sustancia que, sin constituir por sí misma un alimento ni poseer valor nutritivo, se agrega intencionadamente a los alimentos y bebidas en cantidades mínimas con objetivo de modificar sus caracteres organolépticos, facilitar o mejorar su proceso de elaboración o conservación.
Sal de Himalaya
DISCUSIÓN: CONCLUSIONES: RESULTADOS:
Esencia de Vainilla
