pract. 4 - eli

INFORMES: QUIMICA DE LOS ALIMENTOS INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

SISTEMAS COLOIDALESI. OBJETIVOS.

2.1. Objetivos Generales.

Observar las diferencias entre los sistemas coloidales importantes en

alimentos; emulsiones, espumas y geles.

2.2. Objetivos específicos.

Reconocer cuál de los alimentos que consumimos a diario son

emulsiones, espumas o geles.

Aprender sobre las emulsiones, espumas y geles, diferenciarlas de cada

una de ellas.

II. REVISIÓN BIBLIOGRAFICA.

Owen r. fenema (2000). Una dispersión es un sistema constituido por partículas

discretas situadas en el seno de una fase fluida continua. En la tabla 1 se recogen

varios tipos de dispersiones. No existen alimentos niebla, y no trataremos los

aerosoles ni los polvos. Además de las dispersiones.

Señaladas en la tabla, existen espumas sólidas, emulsiones solidas o suspensiones

solidas: una vez formado los sistemas líquidos, la fase continua se solidifica de algún

modo. En una tortilla francesa (espuma), la disolución proteica continua se ha

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gelificado. En la Margarina, la fase oleosa continua contiene una red también

continua de agregados de cristales; en el chocolate ha pasado aproximadamente lo

mismo; contiene partículas sólidas (azúcar, cacao) en una matriz grasa cristalina.

Las emulsiones alimenticias son de dos tipos, de aceite en agua (o/w) y de agua en

al aceite (w/o). En las emulsiones, al igual que en otras dispersiones, la naturaleza

de la fase continua determina algunas de las propiedades importantes de la

dispersión, por ejemplo el tipo de líquido (acuoso o polar) que puede mezclarse con

la dispersión. En principio, puede haber más de una fase continua.

Según Wikipedia: En física y química un coloide, sistema coloidal, suspensión

coloidal o dispersión coloidal es un sistema formado por dos o más fases,

principalmente: una continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de

partículas generalmente sólidas.

La fase dispersa es la que se halla en menor proporción. Normalmente la fase

continua es líquida, pero pueden encontrarse coloides cuyos componentes se

encuentran en otros estados de agregación.

El nombre de coloide proviene de la raíz griega kolas que Significa «que puede

pegarse». Este nombre se refiere a una de las principales propiedades de los

coloides: su tendencia espontánea a agregar o formar coágulos. De ahí viene

también la palabra “cola”, el fluido pastoso que sirve para pegar. Los coloides

también afectan al punto de ebullición del agua y son contaminantes.

Los coloides se diferencian de las suspensiones químicas, principalmente en el

tamaño de las partículas de la fase dispersa. Las partículas en los coloides no son

visibles directamente, son visibles a nivel microscópico (entre 1 nm y 1 µm), y en las

suspensiones químicas sí son visibles a nivel macroscópico (mayores de 1 µm).

Además, al reposar, las fases de una suspensión química se separan, mientras que

las de un coloide no lo hacen. La suspensión química es filtrable, mientras que el

coloide no es filtrable.

Los sistemas coloidales son sistemas no homogéneos en los que las partículas

constituyentes de uno o varios de sus componentes (fase dispersa o dispersoide)

tienen tamaños comprendidos entre 10 y 2000 Å, mientras que los restantes

componentes están constituidos por partículas con tamaño inferior a unos 10 Å (fase

dispersante o medio de dispersión).

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En algunos casos las partículas son moléculas grandes, como proteínas. En la fase

acuosa, una molécula se pliega de tal manera que su parte hidrofílica se encuentra

en el exterior, es decir la parte que puede formar interacciones con moléculas de

agua a través de fuerzas ión-dipolo o fuerzas puente de hidrógeno se mueven a la

parte externa de la molécula. Los coloides pueden tener una determinada viscosidad

(la viscosidad es la resistencia interna que presenta un fluido: líquido o gas, al

movimiento relativo de sus moléculas)

Tipos de coloides:

Emulsiones: Se llama emulsión a una dispersión coloidal de un líquido en otro

inmiscible con él, y puede prepararse agitando una mezcla de los dos líquidos

ó, pasando la muestra por un molino coloidal llamado homogenizador. Una

emulsión es un sistema donde la fase dispersa y la fase continua son líquidas.

Soles: Los soles liófobos son relativamente inestables (o meta estables); a

menudo basta una pequeña cantidad de electrólito ó una elevación de la

temperatura para producir la coagulación y la precipitación de las partículas

dispersadas.

Aerosoles: Los aerosoles se definen como sistemas coloidales con partículas

líquidas o sólidas muy finalmente subdivididas, dispersadas en un gas. Hoy

en día el término aerosol, en lenguaje general, es sinónimo de un envase

metálico con contenido presurizado, aunque se habla de aerosoles

atmosféricos.

Geles: La formación de los geles se llama gelación. En general, la transición

de sol a gel es un proceso gradual. Por supuesto, la gelación va acompañada

por un aumento de viscosidad, que no es repentino sino gradual.

Espuma: La fase dispersante puede ser líquida o gaseosa y la fase dispersa

un gas.

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III. MATERIALES Y METODOS.

3.1. Producción de emulsiones: identificación de la clase de emulsiones.

El fundamento de esta prueba es la siguiente:

El emulgente de la probeta 1 es el oleato sódico y el de probeta 2 es el oleato

cálcico. El uno forma una emulsión ag/Ac. Y el otro una emulsión Ac/Ag. El

color producido en la superficie de la emulsión por la mezcla de colorantes,

Indica la clase de emulsión que se ha formado (AC/ Ag. ó Ag/Ac.). El azul de

metileno es un colorante soluble en agua. El colorante se disuelve difícilmente

en las gotas dispersas de la emulsión cuando se encuentran rodeadas por el

emulgente. De esta manera el único colorante que puede teñir es el que se

disuelve en la fase continua o medio de dispersión.

Materiales

2 probetas de 100 cm3 previstos de tapón

Aceite de cocina, leche, nata, margarina, mantequilla, mayonesa.

Agua destilada

Agua de cal

Hidróxido sódico

Ácido Oleico

Pipetas de 20, y 5 cm.

3 placas Petri.

Azul de metilo y Sudán III en proporción de 50/50 en polvo.

Espátula

Vidrio de reloj.

Procedimiento

Tomar 2 probetas de 100 cm3 provistos de tapón.

En la probeta 1 colocar 20 cm3 de aceite de cocina, 18 cm3 de agua destilada,

2 cm de hidróxido de sodio y 0.5 cm3 de ácido oleico. En la probeta 2. Colocar

20 cm3 de aceite de cocina 20 cm3 de cal y 0.5 cm3 de ácido oleico.

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Agitar ambas probetas tapadas, vigorosamente, durante el mismo tiempo,

verter el contenido de cada una en una placa Petri, y espolvorear la superficie,

haciendo uso de la espátula un poco de la mezcla de los colorantes azul de

metileno y Sudán III. Observar el color de las emulsiones es aceite/agua y cual

agua/aceite, en base de la coloración que tomen las fases continuas.

3.2. Estabilidad de la espuma de clara de huevo.

Determinar el tiempo óptimo de batido, lograr una mayor estabilidad de las espumas de clara de huevo. Está prueba se basa en utilizar la cantidad de goteo producida por la muestra de espuma, como una valoración de su estabilidad.

Un mayor volumen de goteo, es la prueba de una menor estabilidad de la espuma.

Materiales:

6 vasos de precipitación de 150 0 de 100 cm3, cloruro sódico. 6 huevos. Batidora. 6 embudos. 6 probetas de 100 ml. Cocinillas.

Procedimiento:

Poner 6 muestras de clara de huevo de 25 gr. Dentro de pequeños vasos de precipitación

Muestra 1: Batir durante 2 minutos a la máxima velocidad y trasladar a un embudo.

Repetir el paso anterior con cada una de las muestras restantes haciendo solo el tiempo de batido a 3, 4, 5, 7 y 10 respectivamente.

Dejar gotear durante 30 minutos y anotar el volumen de goteo producido

por cada muestra trasladando el líquido liberado a una probeta de 10 cm

y leer el nivel alcanzado.

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Graficar, Volumen de goteo vs tiempo de batido para sacar resultados y

determinar el menor tiempo de batido para conseguir una espuma mas

estable.

3.3. Producción de un gel de almidón y afecto sobre la solidez del gel de distintas sustancias añadidas

Esta prueba se basa en que la presencia de algunas sustancias pueden

tener influencias sobre la consistencia del gel. Así por ejemplo, el azúcar,

reduce la consistencia del gel, ya que la misma compite con el almidón para

retener el agua disponible y por lo tanto se limita el grado de hinchazón de

los gránulos de almidón.

El ácido, reduce la consistencia del gel, ya que causa la fragmentación de

los gránulos de almidón y los gránulos pequeños no forman un gel tan

fácilmente como los gránulos grandes.

Puede suceder también, que tenga lugar un cierto grado de hidrólisis de las

moléculas del almidón.

Materiales:

Tubos de ensayo - 2 moldes o vasitos pirex

Termómetro - Platos

Mecheros o cocinas - Almidón de maíz u otra fuente

3 Vasos de precipitación de 400cm3 - Azúcar

3 Baquetas

Agujas de coser arpillera

Solución de ácido cítrico 0.5M ( o sea, 26 gr de ácido cítrico en 250 cm3

de agua destilada)

-

Procedimiento:

Poner 15 gr. De almidón en cada uno de los tres vasos de precipitación

de 400 cm3.

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Muestra 1: Añadir 230 cm agua lentamente, haciendo una pasta de almidón y diluir

entonces, para obtener una suspensión

Calentar sobre un mechero agitando constantemente no con fuerza

hasta que la pasta alcance 95°C .Retirarla del calor o inmediatamente

verterla dentro de 2 moldes y dejar enfriar.

Muestra 2: Repetir el procedimiento de la muestra 1. pero añadiendo al almidón 50

gr de azúcar antes de la adición del agua.

Muestra 3: Repetir el procedimiento de la muestra 1 pero sustituya el agua por 230

cm de una solución de ácido citrico 0.5 M. normalizar lo más posible las

condiciones bajo las cuales se tratan las tres muestras.

Comparar la consistencia de los geles cuando las muestras está

perfectamente frías, mediante examen visual, y comprobando la

profundidad a que se hunde en el gel una aguja de coser arpillera

colocada suavemente sobre la superficie. Verter los geles desde los

moldes a un plato y compararnos y obtener resultados.

IV. METODOLOGIA.

4.1. Cálculos.

4.1.1. Producción de emulsiones (L/L)

PROBETA I: M1

20ml aceite + 18ml H2O + 2ml NaOH + 0.5ml Ac. Oleico

PROBETA II: M2

20ml aceite + 20ml H2O cal + 0.5ml de Ac. Oleico

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Fig. 1 Fig. 2

Al adicionar las sustancias Al agitar las probetas

PRUEVAS PARA DETERMINAR LA CLASE DE EMULSION

Fig. 3

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Las 2 primeras placas son de las probetas y las 3 resultantes son de los alimentos

ya hablados, aquí podemos ver las diferentes coloraciones después de agregar

Azul de metileno y sudan III, y así poder determinar qué tipo de emulsiones son.

4.1.2. Estabilidad de la espuma de clara de huevo (G/L)

N° de Probeta

Muestra 25 ml. Tiempo Volumen de gasto

(espuma) Tiempo reposado

01

Clara de huevo

2min 5.00 ml 30min

02 3min 12.00 ml 30min

03 4min 15.00 ml 30min

04 5min 12.00 ml 30min

05 7min 7.90 ml 30min

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N°COMPONENTES

VSEMULSIÓN

COLORANTE EMULGENTECLASE DE EMULSIÓ

N

OBSERVACIONES

01 M1

Azul de metileno.

+Sudan III.

Oleato sódico Ac/Ag Color Azul

02 M2 oleato cálcico Ag/Ac Color Rojo

03 Mantequilla Ag/Ac Color rojo

04 Aceite Ag/Ac Color rojo

05 Leche Ac/Ag Color azul


06 10min 7.20 ml 30min

Fig. 4

Las probetas con las espumas batidas a diferente tiempo y midiendo el gasto

4.1.3. Producción de gel de almidón y efecto sobre la solides del Gel al añadir distintas sustancias.

Para realizar esta prueba utilizamos almidón y añadimos distintas sustancias para poder observar la consistencia del gel a esos diferentes medios.

N° COMPONENTESTIPO DE

EMULSIÓN

SUSTANCIAAÑADIDA

(15g almidón)CONSISTENCIA OBS

1 AlmidónAgua

S/L Ninguna + ó -En este caso la

consistencia debería

ser mayor a los demás

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5ml

12ml

15ml

12ml

7.9ml 7.2ml

TIEMPO DE BATIDO

volu

men

de

gast

o


pasos.

2 AlmidónAgua

S/L Azúcar +Debería ser menor su

consistencia ya que

contiene azúcar.

3 Almidón S/LÁcido cítrico

0.5M

Sin consistencia

Fig. 5

Los diferentes tipos de gel con diversas sustancias añadidas

V. RESULTADOS.

Producción de emulsiones (L/L)

Los resultados de los diferentes tipos de emulsiones encontramos en el siguiente

cuadro.

Estabilidad de la espuma de clara de huevo (G/L)

Los resultados para espumas de clara de huevo están detalladas en el siguiente

cuadro:

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N°COMPONENTES

VSEMULSIÓN

COLORANTE EMULGENTECLASE DE EMULSIÓ

N

OBSERVACIONES

01 M1

Azul de metileno.

+Sudan III.

Oleato sódico Ac/Ag Color Azul

02 M2 oleato cálcico Ag/Ac Color Rojo

03 Mantequilla Ag/Ac Color rojo

04 Aceite Ag/Ac Color rojo

05 Leche Ac/Ag Color azul


N° de Probeta

Muestra 25 ml. Tiempo Volumen de gasto

(espuma) Tiempo reposado

01

Clara de huevo

2min 5.00 ml 30min

02 3min 12.00 ml 30min

03 4min 15.00 ml 30min

04 5min 12.00 ml 30min

05 7min 7.90 ml 30min

06 10min 7.20 ml 30min

Producción de gel de almidón y efecto sobre la solides del Gel al añadir distintas sustancias.

Los resultados para la solides de los geles con diferentes tipos de sustancias se

encuentra especificado en el siguiente cuadro.

N° COMPONENTESTIPO DE

EMULSIÓN

SUSTANCIAAÑADIDA

(15g almidón)CONSISTENCIA OBS

1 AlmidónAgua

S/L Ninguna + ó -

En este caso la

consistencia debería

ser mayor a los demás

pasos.

2 AlmidónAgua

S/L Azúcar +Debería ser menor su

consistencia ya que

contiene azúcar.

3 Almidón S/LÁcido cítrico

0.5M

Sin consistencia

VI. DISCUCIONES.

Emulsiones:

Cuando mesclamos aceite, NaOH y ácido oleico pudimos ver que no se mezclan y

al agitarlos aumento el volumen.

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Y al mezclar aceite, agua y ácido oleico en una parte se mezcla y al agitarle no

aumenta el volumen al igual que la otra.

Espumas:

Las espumas resultaron de batir las claras de huevo, como se pudo ver en los

resultados menos tiempo de batido menor es el gasto y a más tiempo de batido

mayor es el gasto, esto se debe a que cuando más se bate la clara de huevo, las

partículas están más inestables.

También encontramos espumas en la cerveza al agitarle y en otros alimentos.

Geles:

Los geles son alimentos que resultan de un batido de almidón, temperatura,

azúcar y agua: son muy importantes ya que les encontramos en los alimentos así

como la gelatina, manjar, etc.

En la práctica vimos que al agregar almidón + agua y azúcar la consistencia fue

mayor, según la teoría esto no debe ser muy consistente, porque el azúcar,

reduce la consistencia del gel, ya que la misma compite con el almidón para

retener el agua disponible y por lo tanto se limita el grado de hinchazón de los

gránulos de almidón.

Esto se supone que es debido a que se agregó poca cantidad de azúcar y se

volvió más consistente.

VII. CONCLUCIONES.La práctica se realizó con éxito, pudimos diferencias los sistemas coloidales

importantes en alimentos; emulsiones, espumas y geles.

También pudimos identificar cuál de los alimentos que consumimos a diario, son

emulsiones, espumas y geles.

Aprendimos utilizando el método adecuado para identificar los diferentes tipos de

coloides.

VIII. RECOMENDACIONES.

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Es recomendable estudias sobre coloides ya que nos será muy util como futuros

ingenieros agroindustriales que nos estamos formando, ya que en esta carrera

estudiamos mucho sobre procesamiento de alimentos.

IX. BIBLIOGRAFIAS.

Owen R. f (ed 2). (2000). Química de los alimentos.

Wikipedia. sistemas coloidales. www.wikipedia.com.pe

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http://www.wikipedia.com.pe/

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