2. Indice de Madurez, PH

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS ALIMENTARIAS ASIGNATURA DE TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS I DOCENTE: M.Sc. Rojas Guerra, Nilton

PRÁCTICA DETERMINACION DEL INDICE DE MADUREZ, SOLIDOS SOLUBLES, ACIDEZ TITULABLE Y pH. PROCESO DE PELADO QUÍMICO DE LAS FRUTAS. I.

INTRODUCCIÓN.

El fruto pasa a lo largo de su vida por una serie de etapas, caracterizadas por una secuencia de continuos cambios metabólicos. La vida de las frutas se divide en tres etapas fundamentales: crecimiento, maduración y senescencia, siendo la etapa más importante y compleja del desarrollo de la fruta, el proceso de maduración. Este último puede dividirse a su vez, en dos fases: la fase de maduración fisiológica y la de maduración organoléptica. Otro término empleado en el mercado es la madurez comercial. La madurez fisiológica suele iniciarse antes de que termine el crecimiento celular y finaliza, más o menos, cuando el fruto tiene las semillas en disposición de producir nuevas  plantas. La evolución de la maduración fisiológica sólo se complementa adecuadamente cuando el fruto se encuentra en la planta. La maduración organoléptica hace referencia al proceso por el cual las frutas adquieren las características sensoriales que las define como comestibles. Por lo tanto, se trata de un  proceso que transforma un tejido fisiológicamente maduro  pero no comestible en otro visual, olfatorio y gustativamente atractivo (Leopold y Kriedemann, 1975). Aunque el resultado difiere significativamente, la maduración organoléptica se puede completar tanto en la planta como una vez que la fruta ya se ha recolectado. En general, esta etapa es un proceso que comienza durante los últimos días de maduración fisiológica y que irreversiblemente conduce a la senescencia de la fruta. La madurez comercial hace referencia al momento adecuado de proceder a la recolección de un producto destinado a un fin concreto, al objeto de que cumpla las exigencias del mercado. En el grado de madurez comercial óptima, el  producto debe tener los índices de madurez adecuada para el consumidor (por ej., debe encontrarse organolépticamente maduro, en el caso de los frutos no climatéricos, como las naranjas) o ser capaz de alcanzarla. Generalmente la madurez comercial guarda escasa relación con la madurez fisiológica y puede coincidir con cualquier etapa del proceso de desarrollo (maduración fisiológica, maduración organoléptica o senescencia). Por lo que no suele ser fácil distinguir claramente las distintas etapas del desarrollo (crecimiento, madurez fisiológica, madurez organoléptica y senescencia) (Wills et al.,1997 ). ). Los cambios más palpables durante el proceso de maduración son el color, sabor, textura, etc. Estos cambios son el resultado de la profunda reestructuración metabólica y química que se desencadena dentro del fruto.

Los cambios más notables durante el proceso de maduración son el color, sabor, textura, etc. Estos cambios son el resultado de la profunda reestructuración metabólica y química que se desencadena dentro del fruto. Los índices más utilizados para medir la de madurez de un fruto son el color de fondo, la firmeza, el contenido de sólidos solubles, la prueba de almidón y la acidez, siendo todos ellos de empleo muy práctico. Otros, como número de días desde  plena floración, la intensidad de respiración y la producción de etileno son más indicados para estudiar las características fisiológicas (Knee y Hattfield, 1989). La proporción entre azúcar y ácido provee a muchas frutas su sabor característico, además de ser un indicador de la madurez comercial y organoléptica. Al inicio del proceso de maduración, esta proporción es baja debido al contenido  bajo de azúcar y contenido alto de ácido en la fruta, lo que le da el sabor ácido al fruto. Las frutas demasiado maduras tienen niveles muy bajos de ácido y consecuentemente, carecen de su sabor característico. La titulación es un  proceso químico utilizado en la evaluación de la cantidad de de ácidos y consiste en la utilización de un reactivo de compensación estandarizado, por ejemplo, el hidróxido de sodio (NaOH). Una vez que el nivel de ácido en una muestra ha sido determinado, se puede utilizar para calcular la  proporción entre azúcar y ácido ( Angón-Galván, SantosSánchez y Hernández,2006). La determinación del pH es otra prueba que se utiliza para determinar la madurez de las frutas. Los azúcares (ºBrix) representa los sólidos solubles totales  presentes en el fruto y su determinación se hace utilizando un refractómetro previamente calibrado. II. OBJETIVOS. 



Determinar y evaluar el índice de madurez de las frutas. Obtener el pelado mediante un procedimiento químico

III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. Muestras -  Naranja, plátanos, sandía, sandía, limón, pina y durazno 3.2. Determinación de sólidos solubles a) Fundamento. La medición de los sólidos solubles, junto a la de acidez total, representa uno de los principales análisis a realizar durante el proceso de elaboración de zumos, néctares y vinos de frutas. Constituye la piedra angular del proceso de acondicionamiento del mosto, con el cual se logran las condiciones ideales de fermentación. El contenido de sólidos solubles es un buen estimador del contenido azúcar en los jugos de frutas, ya que ésta representa más del 90% de la materia soluble en la mayoría de ellos. Además de ser empleado en el acondicionamiento de mostos, la madurez de las frutas; este procedimiento tiene utilidad adicional en:

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  

Determinación del estado óptimo de madurez de un fruto. Evaluación de la marcha fermentativa por la disminución de su valor en el tiempo. Cálculo del alcohol potencial de un mosto.

Los dos métodos más comunes para la determinación de sólidos solubles son la refractómetro y la areometría.  b) Sólidos solubles (método refracto métrico). La concentración en sólidos solubles de los zumos se expresa en grados Brix. Originariamente, los grados Brix son una medida de densidad. Un grado Brix es la densidad que tiene, a 20° C, una solución de sacarosa al 1 %, y a esta concentración corresponde también un determinado índice de refracción. Así pues, se dice que un zumo tiene una concentración de sólidos solubles disueltos de un grado Brix, cuando su índice de refracción es igual al de una solución de sacarosa al 1 % (p/v). Como los sólidos no son solamente sacarosa, sino que hay otros azúcares, ácidos y sales, un grado Brix no equivale a una concentración de sólidos disueltos de 1g/10ml. Los grados Brix son, por tanto, un índice comercial, aproximado, de esta concentración que se acepta convencionalmente como si todos los sólidos disueltos fueran sacarosa. 

Método Para determinar los grados Brix usaremos un refractómetro de ABBE; es el más común y mide los índices de refracción de cualquier producto. El índice de refracción varía con la temperatura, por eso se ha tomado como referencia la de 20 ° C (aunque en el laboratorio el efecto de la temperatura no lo hemos tenido en cuenta). El índice de refracción del agua: nd H 2O = 1,3330; corresponde a 0 % de sólidos solubles. Antes de medir calibramos el refractómetro con agua destilada; luego medidos y volvemos a lavar con agua entre medida y medida.



Valores referenciales: Zumo piña: 10,8 °Brix. Zumo pomelo: 10,8 °Brix. Zumo manzana: 11,1 °Brix. Zumo limón: 6,9 °Brix. Zumo naranja: 9,4 °Brix.

c) Determinación de sólidos solubles el plátano Para la determinación de sólidos solubles de la fruta como el plátano, es necesario hacer una solución; para lo cual se pesan 30 gramos de pulpa y se homogenizan con 90 mL de agua destilada durante 25 minutos, utilizando una licuadora. Después se vierten 3 gotas en el refractómetro el cual nos da una lectura en ºBrix.

3.3. Determinación de acidez. 1. Método potenciométrico. a) Fundamento. El método se basa en titular la muestra con solución de hidróxido de sodio, controlando el pH mediante el  potenciómetro. b) Reactivos  Solución decinormal de hidróxido de sodio (NaOH 0.1N)  Soluciones de tampones de pH conocido, 4 y 7. c) Aparatos  Potenciómetro con electrodos de vidrio.  Agitador electromagnético. d) Procedimiento Calibrar el potenciómetro mediante las  soluciones tampones: y 7. Efectuar las determinaciones en duplicado.  Pipetear en un vaso 25 a 100 cc. de  muestra, según la acidez esperada. Introducir los electrodos del potenciómetro en la muestra. Agregar con agitación, desde una bureta, 10 a 50 cc. de solución de hidróxido de sodio, hasta alcanzar un pH aproximado a 6. Entonces agregar lentamente solución de hidróxido de sodio hasta pH 7 Seguir titulando con la solución de hidróxido de sodio, agregando 4 gotas cada vez y leyendo el volumen de hidróxido de sodio gastado y el potenciómetro. hasta alcanzar un pH 8.3. Obtener, por interpolación, el volumen exacto de solución de hidróxido de sodio correspondiente a pH 8.1; registrar volumen V

e) Resultados Expresar la acidez como contenido de ácido por masa o volumen de muestra. La acidez se expresará, si no existe indicación expresa, en los ácidos que se presentan a continuación. Ácido cítrico para productos de frutas cítricas o bayas; ácido mático para productos derivados de frutas de pepas o carozo. ácido tartárico para productos de uva y otros.

f)Cálculos Obtener el contenido de acidez de las siguientes fórmulas 

en meq/kg

A = (V x N x 1000) / m

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En que: A = acidez, en meq/kg. V = volumen cc. de NaOH gastado.  N = normalidad de la solución de NaOH. m = masa, g, de la muestra tomada.

b) Reactivos . Hidróxido de sodio (NaOH) 0,1 N. . Fenolfataleina al 1% en alcohol al 95%. c) Procedimiento:

- en g/l

Pipetar 10 mL de jugo de fruta o vino (5 mL en caso de  jugo de limón o 1 ml de vinagre) a un erlenmeyer que contenga 100-200 mL de agua hirviendo (500 mL o más si la muestra es coloreada)

A = (V x N x 1000 x M) / (v x n) En que: A = acidez. V = volumen c.c de NaOH gestados.  N = normalidad de la solución de NaOH. n = número de H reemplazables del ácido en el cual se expresa la acidez. M = masa molecular del ácido en el cual se expresa la acidez. v = volumen, cc. de muestra.  Nota: El factor (M/n) para los ácidos considerados será: ácido mático

67,045

ácido cítrico

64,040

ácido tartárico

75,045

 Nota: Tomar como resultado el promedio de dos determinaciones hechas sobre la misma muestra. Informar el resultado a la primera cifra decimal. Miliequivalentes del ácido en términos del cual se expresa la acidez sabiendo que: 1 ml de la solución 0.1N de hidróxido de sodio equivale a: 0.006005 g de ácido acético anhidro. 0.006404 g de ácido cítrico anhidro. 0.007505 g de ácido tartárico anhidro. 0.006704 g de ácido málico anhidro. 0.004502 g de ácido oxálico anhidro. 0.009008 g de ácido láctico anhidro

g) Precisión Si la diferencia entre dos determinaciones sobre la misma muestra es superior a 1%, repetir los ensayos en duplicado 3.3.1.

Método volumétrico

a) Fundamento El método se basa en determinar el volumen de NaOH estándar necesario para neutralizar el ácido contenido en la alícuota que se titula, determinando el punto final por medio del cambio de color que se produce por la presencia del indicador ácido-base empleado.

Continuar calentando por 30-60 segundos. Dejar enfriar un poco y titular con NaOH 0,1 N usando 0,5 ml) o más si la cantidad de agua es mayor) de fenolftaleína al 0,5% hasta coloración rosada. Repetir el proceso para una segunda determinación. d) Cálculos: Calcular el porcentaje de acidez como ácido cítrico, málico, tartárico o acético según la muestra comparar los resultados con los obtenidos en la titulación electrométrica. NOTA: Para muestras muy coloradas resulta conveniente usar el método electrométrico. En Resumen: Utilizar un volumen conocido del jugo de su producto o una dilución de este, adicionar 2 o 3 gotas de fenolftaleína y titule con la solución de NaOH 0,1 N a un punto final de  pH=8,2 (momento en que ocurre el cambio del indicados). El el caso de productos de color rojo u otro que no permite ver el viraje, utilizar un pH neutro. La acidez puede calcularse con la siguiente relación. %

%

de acidez 

mL NaOH x N x meq.acido x factordilx100 

de acidez 

 g

o vol

jugo x mL muestra titulada

mL NaOH x N x meq.acido x 100 

w

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REQUERIMIENTOS FISICOS PARA LOS JUGOS DE FRUTAS

FRUTAS

% M NIMO DE ACIDO CITRICO TITULABLE

SOLIDOS SOLUBLES

SS/ACIDEZ TITULABLE

1

8

8

GULUPA

4

15

3.7

LIM N

4.5

6

1.3

LULO

1

6

6

MANDARINA

0.5

9

18

MARACUY

1.8

12

6.7

MORA

0.8

6.5

8

 NARANJA

0.5

9

18

PI A

0.3

10

33

TORONJA

0.7

8

11

BANANO

0.3

18

60

DURAZNO

0.3

11.5

38

FRESA

0.65

7

10.7

GUANABANA

0.2

13

65

GUAYABA

0.5

8

16

MAMEY

0.2

13

65

MANGO

0.3

12.5

41

MANZANA

0.4

10

25

PAPAYA

0.05

7

140

PERA

0.2

10

50

TAMARINDO

1

18

18

UVA

1

12

12

FUENTE: SEGÚN NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 659 Y 404

DETERMINACIÓN DE pH. Materiales.

Potenciómetro para medir pH Vasos de precipitación de 100 mL Agua destiladas. Buffer de calibración. b)

”

Los electrodos deben mantenerse sumergidos en agua destilada y lavarse cuidadosamente, antes y después de usar, con agua destilada (secar el exceso sin frotar el electrodo). Para la calibración usar soluciones buffer pH 7 y 4.

CURUBA

a)

“

°BRIX A 20 °C RELACI N:

ACIDEZ TITULABLE

2

Calentar y calibrar el medidor de pH (  pH-metro ) de acuerdo a las instrucciones del aparato.

Procedimiento:

Una vez preparada la muestra de acuerdo al procedimiento requerido proceda a realizar la determinación del pH de la muestra. Colocar de 50 a 75 mL de muestra homogenizada en un vaso de precipitado de 100 mL. Leer directamente con el potenciómetro.

Agitar la muestra después de la lectura y repetirla hasta que dos lecturas coincidan cercanamente. Cálculos: Usando constante de disociación del ácido  predominante de su muestra, calcule el pH teórico de la misma. Comparar el valor teórico con el obtenido experimentalmente.  I .M .

3

% 

S .S .

% acidez titulable

PELADO QUIMICO DE FRUTAS a) Materiales.

Fruta : Durazno o melocotón  Na OH caustica Vasos de precipitación de 1 litro. Recipiente metálico. Probeta de 500 mL. Balanza b) Procedimiento:

Tomar un recipiente metálico o vaso de precipitación de un litro, donde se colocan una cierta cantidad de agua hirviendo, necesario para cubrir las frutas que se desean  pelar. En el recipiente se disuelve NaOH en agua (330 g de  NaOH por litro de agua). El líquido se calienta hasta que hierva y se sumergen las frutas por 2 a 3 minutos aproximadamente. Para ello es necesario utilizar jaulas, cestas o coladores de acero inoxidable, con las cuales se introducen y se sacan las frutas del líquido. La duración del baño depende de algunos factores, tales como el espesor y la dureza de la cascara, si la cascara es muy blanda de 1 a 2 minutos y si es dura de 3 a 5 minutos. Para conocer el momento oportuno retirar una de ellas del  baño caliente, si se observa que la cascara se ha desprendido y la soda empieza actuar sobre la pulpa, retirar inmediatamente las frutas. En seguida las frutas se ponen en agua fría para eliminar el exceso de soda y siendo indispensables que el agua se renueva con facilidad; es preferible trabajar con una corriente de agua o cambiándola constantemente. Finalmente las frutas colocarlas en agua con sal (al 3%) para evitar el empardecimiento enzimático. 4 5

RESULTADOS Y DISCUSIÓN CONCLUSIONES