Tratamiento de Aguas Practicas

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERIA PESQUERA Y DE ALIMENTOSESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE ALIMENTOS

GUIA DE PRAacuteCTICASDE

TRATAMIENTO DE AGUAS Y ELABORACION DE BEBIDAS

PROFESOR ING PERCY ORDONtildeEZ HUAMAN

2009

Praacutectica Nordm1 Tratamiento de Aguas

La cloracioacuten en las aguas como medio de desinfeccioacuten

1 ObjetivoLas aguas tienen una demanda de cloro que deben satisfacer antes de que aparezca el cloro libre efectivo utilizado como agente desinfectante Esta demanda se define como la diferencia entre la cantidad de cloro suministrado y la remanente despueacutes de un tiempo determinado de contactoEn esta praacutectica se estudiaraacuten las pruebas fundamentales a realizar en todo laboratoriorelacionadas con la cloracioacuten- determinacioacuten del cloro residual- determinacioacuten de la demanda de cloro

2 IntroduccioacutenEn la actualidad se considera que los procesos de desinfeccioacuten del agua implican un tratamiento especializado dirigido a la destruccioacuten de los organismos perjudiciales o indeseables Claacutesicamente los procesos de desinfeccioacuten se han empleado con la finalidad de destruir o inactivar los microorganismos patoacutegenos y muy especialmentelas bacterias de origen intestinalLos principales factores que influyen sobre la eficacia de la desinfeccioacuten son lossiguientes- Tipo y concentracioacuten de los organismos que deben destruirse- Tipo y concentracioacuten del desinfectante- Tiempo de contacto- Caracteriacutesticas quiacutemicas y temperatura del agua que se va a tratarPara la desinfeccioacuten del agua se usan procedimientos fiacutesicos y quiacutemicos Como procedimientos fiacutesicos se emplean- Las ondas de frecuencia ultrasoacutenica- La luz ultravioletaComo procedimientos quiacutemicos tenemos los procesos de- Ozonizacioacuten- Accioacuten oligodinaacutemica de la plata- CloracioacutenSoacutelo se emplean estos tres meacutetodos entre las muchas sustancias quiacutemicas con caraacutecter antiseacuteptico porque en las aguas de consumo humano soacutelo se pueden usar aquellas que ademaacutes de ser bactericidas eneacutergicos no comuniquen al agua olor sabor o aspecto desagradable y produzcan un agua inocua para el organismo

La finalidad principal de la cloracioacuten es destruir las bacterias por la accioacuten germicida del cloro Tambieacuten son importantes otros efectos secundarios como la oxidacioacuten del hierro del manganeso y de los sulfuros de hidroacutegeno y destruccioacuten de algunos compuestos que producen olores y sabores

21 Reactividad del cloro211 Reacciones del cloro con el aguaCuando el cloro gas (Cl2) se antildeade al agua tienen lugar dos reacciones hidroacutelisis e ionizacioacuten La hidroacutelisis puede definirse como

Cl2 + H2O = HClO + H+ + Cl- K= 45 10-4 (T = 25 ordm C)

Como el valor de la constante de equilibrio K es elevado se pueden disolver grandes cantidades de Cl2 en agua La ionizacioacuten puede definirse como

HClO = H+ + ClO- Ki = 37 10 -8 (T = 25 ordm C)

Esta ecuacioacuten explica que la proporcioacuten de aacutecido hipocloroso disociado es funcioacuten del pH A pH bajos el cloro se encuentra predominantemente como HClO a pH 8 predominan los iones hipoclorito (ClO-) existiendo eacutestos exclusivamente para valores del pH del orden de 95 oacute superioresEl cloro que existe en el agua en forma de aacutecido hipocloroso (HClO) o de iones hipoclorito (ClO-) se conoce con el nombre de cloro disponible libre La distribucioacuten relativa de estas dos formas es muy importante ya que la eficacia de la mortandad del HClO es de 40 a 80 veces del ClO-

212 Reaccioacuten del cloro con los compuestos minerales disueltos en el agua

1048707 Bicarbonatos y carbonatosAl antildeadir cloro en el agua se forma como hemos visto aacutecido clorhiacutedrico que reacciona con el bicarbonato y carbonato del agua si estaacuten presentes Si la cantidad de cloro es importante seraacute conveniente tener en cuenta esta acidez y si se considera necesario se efectuaraacute un tratamiento neutralizador

1048707 SulfurosLos sulfuros pueden estar presentes en el agua procedentes de aguas de capas profundas de capas con piritas o bien de capas aluviales ricas en materias orgaacutenicas reductoras El efecto teoacuterico de la cloracioacuten de agua es oxidar los sulfuros a sulfatos

H2S + 4 HOCl = H2SO4 + HCl1048707 Hierro y manganesoLa presencia de hierro y manganeso en el agua tambieacuten influye sobre los procesos de cloracioacuten Estos metales se encuentran en el agua solubilizados en su forma reducida Fe++ y Mn++ En presencia de cloro se oxidan pasando Fe3+ y Mn4+ que precipitan si el pH es lo bastante elevado bajo forma de Fe (OH)3 y MnO2 lo que permite la eliminacioacuten de estos compuestos

1048707 AmoniacuteacoEl agua residual no tratada contiene nitroacutegeno en forma de amoniacuteaco y de nitroacutegeno orgaacutenico (asociado a la materia orgaacutenica) El efluente procedente de la mayoriacutea de las plantas de tratamiento tambieacuten contiene cantidades significativas de nitroacutegeno generalmente en forma de amoniacuteaco o nitrato si la planta estaacute proyectada para llevar a cabo la nitrificacioacuten Dada que el aacutecido hipocloroso es un agente oxidante muy activo reaccionaraacute raacutepidamente con el amoniacuteaco presente en el agua residual y formaraacute tres tipos de cloraminas en las reacciones sucesivas

NH3 + HClO rarr NH2Cl (Monocloramina) + H2ONH2 Cl + HClO rarr NHCl2 (Dicloramina) + H2O

NHCl2 + HClO rarr NCl3 (Tricloruro de nitroacutegeno) + H2O

Estas reacciones son altamente dependientes del pH de la temperatura del tiempo de contacto y de la relacioacuten inicial entre el cloro y el amoniacuteaco Las dos especies que predominan en la mayoriacutea de los casos son la monocloramina (NH2Cl) y la dicloramina (NHCl2) El cloro presente en estos compuestos se llama cloro combinado disponible Estas cloraminas sirven tambieacuten como desinfectantes a pesar de que reaccionan con extrema lentitud

Reaccioacuten del breakpoint

El hecho de que el cloro libre reaccione con el amoniacuteaco junto con que sea ademaacutes un fuerte agente oxidante complica el mantenimiento de una cantidad residual (combinado o libre) para la desinfeccioacuten de las aguas residuales Los fenoacutemenos que resultan al antildeadir cloro a un agua residual que contenga amoniacuteaco pueden explicarse consultandola figura 1

Cuando se antildeade cloro las sustancias faacutecilmente oxidables tales como Fe2+ Mn2+ H2S y la materia orgaacutenica reacciona con el cloro reduciendo la mayor parte del ioacuten cloruro (etapa A) Tras satisfacer esta demanda inmediata el cloro continuaraacute reaccionando con el amoniacuteaco para formar cloraminas (etapa B) En el caso de relaciones molares de cloro a amoniacuteaco menores que 1 se formaraacuten monocloramina y dicloramina

La distribucioacuten de estas dos formas viene dictada por sus velocidades de formacioacuten que son independientes del pH y de la temperatura En la etapa C algunas de las cloraminas se convierten en tricloruro de nitroacutegeno mientras que las cloraminas restantes se oxidaraacuten a oacutexido de nitroso y nitroacutegeno (N2) reducieacutendose el cloro a ioacuten cloruro Con la adicioacuten continuada de cloro todas las cloraminas se oxidaraacuten en el breakpointTeoacutericamente la reaccioacuten ponderal entre el cloro y el nitroacutegeno amoniacal en el breakpoint es 761

Figura 1- Curva generalizada obtenida durante la cloracioacutenLas posibles reacciones responsables de la aparicioacuten de los gases mencionados y de la desaparicioacuten de las cloraminas son las siguientes (veaacutese tambieacuten la uacuteltima ecuacioacuten)

NH2Cl + NHCl2 + HOCl 1048707 N2O + 4 HCl4 NH2Cl + 3 Cl2 + H2O 1048707 N2 + N2O + 10 HCl

2 NH2Cl + HOCl 1048707 N2O + 3 HClNH2Cl + NHCl2 1048707 N2 + 3 HCl

La adicioacuten de cloro maacutes allaacute del breakpoint daraacute como resultado un aumento directamente proporcional del cloro libre disponible (hipoclorito sin reaccionar) La razoacuten principal para antildeadir cloro suficiente hasta obtener cloro residual libre es que la desinfeccioacuten se lograraacute con toda seguridad A veces debido a la formacioacuten de triclorurode nitroacutegeno y sus compuestos afines se han presentado graves problemas de olor durante las operaciones de cloracioacuten al breakpoint La presencia de compuestos adicionales durante la cloracioacuten da lugar a su reaccioacuten con la alcalinidad del agua residual y en casi todos los casos la disminucioacuten del pH seraacute pequentildea La presencia de compuestos adicionales que reaccionen con el cloro puede alterar mucho la forma de la curva de breakpoint La cantidad de cloro que debe antildeadirse para alcanzar un nivel deseado de cloro residual se llama demanda de cloro

213 Reaccioacuten del cloro con los compuestos orgaacutenicos disueltos en el aguaEn las aguas tratadas por el cloro se han identificado una serie de compuestos orgaacutenicos clorados Estos compuestos se forman fundamentalmente por la presencia de la fraccioacuten de aacutecidos fuacutelvicos de las sustancias quiacutemicas naturales que actuacutean como precursores de dichos trihalometanos y por la presencia de compuestos acetileacutenicos de bajo peso molecular

22 Accioacuten bactericida del cloro y sus compuestosEn la actualidad parece ser que la accioacuten bactericida del cloro es de tipo fiacutesico-quiacutemico La relativa eficacia de los distintos agentes oxidantes es funcioacuten de su

velocidad de difusioacuten a traveacutes de la pared celular Despueacutes de traspasada la pared celular el compuesto tiene capacidad para atacar al grupo enzimaacutetico cuya destruccioacuten provoca la muerte del organismo La rapidez de la desinfeccioacuten con cloro es proporcional a la temperatura del agua de manera que en igualdad de las demaacutes condiciones la eficacia de la cloracioacuten aumenta con la temperatura pero como en agua friacutea el cloro es maacutes estable y permanece durante maacutes tiempo se compensa hasta cierto punto la menor rapidez de la desinfeccioacutenEl cloro libre es maacutes eficaz que el cloro combinado como agente bactericida Seguacuten experiencias realizadas se necesitan 25 veces maacutes cloro combinado que cloro libre para un mismo pH y temperatura del agua La eficacia de la desinfeccioacuten con concentraciones de Cl2 puede expresarse mediante la ecuacioacuten siguiente

Cn t = CteC = Concentracioacuten de Cl2t = Tiempo de contacton = Coeficiente de dilucioacuten

3 Procedimiento experimental31 Determinacioacuten del cloro residual prueba de la ortotolidina en presencia dearsenitoLa prueba de la ortotolidina en presencia de arsenito mide- El cloro libre residual- El cloro combinado residual cuando se practica la cloraminacioacuten ocuando el agua natural contiene amoniacuteaco- El cloro residual libre y combinado cuando ambos esteacuten presentes- El error imputable a ciertas sustancias perturbadoras como el manganeso y los nitritosFundamentoCuando se antildeade ortotolidina a un agua que contiene cloro aparece un color verde amarillo cuya intensidad es proporcional a la cantidad de cloro residual presente La reaccioacuten del cloro libre residual es praacutecticamente instantaacutenea y el color aparece en menos de 15 segundos El cloro residual combinado en cambio reacciona relativamente despacio con la ortotodilina y hacen falta 5 minutos a 22ordm C para que la aparicioacuten del color sea completa Por lo tanto la aparicioacuten instantaacutenea o retrasada del color indica la presencia o la ausencia de cloro libre residual La coloracioacuten instantaacutenea puede evaluarse cuantitativamente antildeadiendo a la muestra un agente reductor deacutebil como el arsenito soacutedico inmediatamente despueacutes de haber antildeadido la ortotolidina El arsenito soacutedico neutraliza el cloro combinado antes de que reaccione con la ortotolidina La accioacuten del arsenito soacutedico no modifica la coloracioacuten instantaacutenea La coloracioacuten medida es la debida al cloro libre residual y a las interferencias Los errores imputables a las interferencias pueden compensarse vertiendo otra porcioacuten de la muestra de agua en otro vaso y antildeadiendo primero arsenito soacutedico para neutralizar el cloro residual y luego ortotolidina para que reaccione con las interferencias que puedan estar presentes y formar una coloracioacuten engantildeosa La concentracioacuten de cloro libre residual puede calcularse por diferencia entre la primera y segunda muestraSe antildeade ortotolidina a una tercera porcioacuten de la muestra y se deja que la reaccioacuten se prolongue durante 5 minutos El color resultante seraacute imputable a las reacciones de la ortotolidina con- el cloro libre residual- el cloro combinado residual- las sustancias perturbadoras

La concentracioacuten de cloro combinado residual puede calcularse por diferencia entre latercera y la primera muestra

Toma de muestras

Los frascos para recoger las muestras y los tubos empleados en la prueba han de estar limpios porque cualquier suciedad depositada en el vidrio podriacutea reaccionar con el cloro y dar resultados maacutes bajos En lo posible se tomaraacuten las muestras en los lugares donde el cloro haya estado en contacto con el agua durante 10 minutos por lo menos De no ser asiacute se dejaraacute que la muestra repose hasta que el tiempo total de contacto sea de 10minutos

Material y reactivos necesarios1048707 Espectrofotoacutemetro o fotoacutemetro de filtros para usar con longitud de onda de 400 ndash490 nm y con trayecto de luz de 1 cm1048707 Reactivos para determinar el cloro residuala) Disolucioacuten normalizada de 100 ppm de clorob) Disolucioacuten de ortotolidina al 01 Disolver 0135 g de clorohidrato de ortotolidina en 50 ml de agua destilada Antildeadir agitando constantemente 50 ml de una disolucioacuten de aacutecido clohiacutedrico al 30 Conservar en sitio oscuro al abrigo de la luz y evitando la diferencia de la temperatura No utilizar la disolucioacuten pasados los 6 meses y si hay alguacuten principio de precipitacioacutenc) Disolucioacuten de arsenito soacutedico (AsO2Na)Preparar esta disolucioacuten al 05 (5 gl)

Curva patroacutenA continuacioacuten se muestra una curva patroacuten que relaciona el contenido en cloro residual total (en mgl) con la absorbancia de la muestra medida a λ = 440 nm obtenida con el espectrofotoacutemetro del laboratorio

mgCl2 001

005

010

015

020

025

030

040

050

060

080

100

Absorbancia

103

10 46 94 141 192 240 281 375 456 545 710 881

Meacutetodo operativoa) Se dejan las muestras en reposo hasta que el tiempo de reposo pasa de 10 minutos a no ser que el agua haya tardado maacutes en llegar desde el punto de aplicacioacuten del cloro hasta el lugar en que se tome la muestrab) Se marcan tres vasos con las letras A B y Cc) Se introduce en el vaso C 1 ml de disolucioacuten de ortotolidina se antildeaden 20 ml deagua problema se mezcla el contenido y se deja en reposo para medir la intensidad de la cloracioacuten al cabo de 5 minutosd) Se vierte en el vaso A 1 ml de ortotolidina se antildeaden 20 ml de agua problema se antildeade raacutepidamente 1 ml de disolucioacuten de arsenito soacutedico se mezcla el contenido y se mide la intensidad de la cloracioacuten al cabo de 5 minutose) Se vierte 1 ml de arsenito soacutedico en el vaso B se antildeaden 20 ml de aguaproblema se antildeade 1 ml de ortotolidina y se mezcla el contenido se mide laintensidad de la cloracioacuten despueacutes de 5 minutosInterpretacioacuten y presentacioacuten de los resultadosEl valor de la concentracioacuten de C representa el cloro total residual maacutes loscolores interferentesEl valor de A corresponde al cloro libre disponible maacutes los colores interferentes- Cloro residual total disponible = C ndash B- Cloro residual libre disponible = A ndash B

- Cloro residual combinado disponible = Cloro residual totaldisponible ndash Cloro residual libre disponible = C - A

32 Demanda de cloroLa demanda de cloro de un agua determinada es la cantidad de cloro necesaria para reaccionar con la materia orgaacutenica y las demaacutes sustancias que contenga el agua y equivale por tanto a la diferencia entre la cantidad de cloro que se haya antildeadido y la cantidad de cloro residual que estaacute presente despueacutes de cierto tiempo de contacto

Toma de muestrasSe recogen en un frasco limpio unos 800 ml del agua que va a ser examinadaMaterial y reactivos necesariosLos descritos para la prueba de la ortotolidina

Meacutetodo operativoa) Se vierten 6 porciones de 100 ml de la muestra en otros tantos frascosb) Se antildeaden voluacutemenes variables de disolucioacuten normalizada de cloro de 100 ppm a cada uno de los frascos y se mezclan en cada uno el contenido para obtener asiacute dosis determinadas de cloro Las concentraciones reales obtenidas han de calcularse teniendo en cuenta el volumen total de cada muestrac) Se dejan los frascos hermeacuteticamente cerrados en reposo durante 10 minutos o durante un tiempo igual al de contacto en el tiempo en el que se haga la comprobacioacutend) Se determina luego en cada porcioacuten la cantidad y naturaleza del cloro residual mediante la prueba de la ortotolidina en presencia de arsenito Con la dosis menor no deberaacute quedar cloro residual y la dosis mayor deberaacute ser muy superior a la aplicada en la instalacioacutene) Si las cantidades de la disolucioacuten de cloro que se han antildeadido no dan ese resultado se escogeraacute otra u otras progresiones ascendentes de la dosis que se antildeadiraacuten a porciones nuevas de la muestra hasta obtenerlo

Interpretacioacuten y presentacioacuten de los resultadosRepresentar graacuteficamente los valores del cloro residual frente a las concentraciones de cloro antildeadidas calculadas teniendo en cuenta el volumen total de cada muestraComprobar que el cloro residual en lugar de aumentar de forma regular con la dosis introducida pasa por una maacuteximo despueacutes decrece pasa por un miacutenimo y crece a continuacioacuten linealmente comentando los resultados

Procesos de Depuracioacuten de aguas Residuales

Praacutectica deLa cloracioacuten en las aguas como

medio de desinfeccioacuten

Alumnos Curso

Fecha _ _ _ _ _ _ _ _

Parte 1 Determinacioacuten de la concentracioacuten de cloro en agua potableComplete la siguiente tabla con los resultados experimentales indicando las concentraciones de cloro residual total cloro residual combinado y cloro residual libre

Curva de calibrado

Absorbancia Concentracioacuten (mgl)

Muestra

A B C Cloro residualtotal (mgl)

Cloro residualcombinado (mgl)

Cloro residual libre(mgl)

Agua potable

Parte 2 Determinacioacuten de la demanda de cloro de un agua determinadaComplete la siguiente tabla con los resultados experimentales indicando las concentraciones de cloro residual total cloro residual combinado y cloro residual libre

Absorbancia Concentracioacuten (mgl)

Dosis deCloro (ml)

Concentracioacutende cloro (mgl)

A B C

Cloro residualtotal (mgl)

Cloro residualcombinado(mgl)

Cloro residuallibre (mgl)

Parte 3 Representacioacuten graacutefica de la curva de demanda de cloroRepresente graacuteficamente los valores de cloro residual frente a las concentraciones de cloro de cada una de las muestras

Cloro residual (mgl)

Dosis de cloro (mgl)

Parte 4 Discusioacuten de resultadosRealizar una discusioacuten detallada basaacutendose en los resultados obtenidos de cada una de las etapas presentes en la cloracioacuten de un agua

Bibliografiacutea

httpwwwuclmesprofesoradojvillasenoresppdarcloracionpdf

Praacutectica Nordm 2Elaboracioacuten de bebidas enriquecidas con vitaminas antioxidantes A C y E

1 OBJETIVO

Elaborar bebidas enriquecidas en vitaminas A C y E utilizando como base frutas

2 FUNDAMENTOPodemos decir que la bebidas enriquecidas con vitaminas A C y E son alimentos funcionales o nutraceacuteuticos porque umltodo aquel alimento semejante en apariencia fiacutesica al alimento convencional consumido como parte de la dieta diaria pero capaz de producir demostrados efectos metaboacutelicos o fisioloacutegicos uacutetiles en la mantencioacuten de una buena salud fiacutesica y mental pudiendo auxiliar en la reduccioacuten del riesgo de enfermedades croacutenico-degenerativas ademaacutes de sus funciones nutricionales baacutesicasuml (Cozzolino 2000)

Aunque todaviacutea no existe una definicioacuten aceptada universalmente para este tipo de productos el International Life Science Institute (ILSI) establece que se puede considerar que un alimento es funcional si se logra demostrar satisfactoriamente que posee un efecto beneficioso sobre una o varias funciones especiacuteficas en el organismo que mejora el estado de salud y de bienestar o bien reduce el riesgo de una enfermedad

El origen de los alimentos funcionales tuvo lugar en Japoacuten en los antildeos 70 cuando se descubrieron las actividades especiales de algunos componentes de los alimentos En ese momento aparecioacute el concepto de alimento saludable refirieacutendose a productos que se comercializaban bajo la indicacioacuten de aportar alguacuten beneficio para la salud (ricos en calcio fortificados con vitaminas etc) Pero fue en la deacutecada de los 80 cuando llegoacute su gran boom con alimentos especialmente disentildeados para ser incluidos en dietas ajustadas a requisitos dieteacuteticos muy estrictos (pobres en caloriacuteas sin colesterol exentos de gluten etc)

A diferencia de lo que ocurre actualmente en Europa en otros paiacuteses como Japoacuten o EEUU la legislacioacuten establece claramente las caracteriacutesticas que debe cumplir un alimento para que sea considerado funcional En el caso del Japoacuten que destaca por ser el pionero en este campo

- El alimento debe mejorar la dieta y la salud regulando alguacuten proceso corporal concreto como por ejemplo facilitar la recuperacioacuten de alguna enfermedad enaltecer mecanismos bioloacutegicos de defensa controlar condiciones fiacutesicas y mentales retrasar el envejecimiento - Los beneacuteficos nutricionales de los alimentos deben tener una soacutelida base cientiacutefica

- La cantidad de ingesta diaria del alimento o ingrediente debe ser suficiente para que ejerza su accioacuten No debe ser nocivo por encima de la ingesta

- El alimento debe ser administrado como tal nunca en forma de tableta polvo o caacutepsula

- Los ingredientes deben ser compuestos naturales

Con este nuevo concepto de umlalimento funcional umllo que pretende la industria alimentaria es abrir nuevos segmentos de mercado

ALIMENTOS ENRIQUECIDOS CON VITAMINAS ANTIOXIDANTES

Las vitaminas A C y E forman parte de los nutrientes antioxidantes por poseer la capacidad de proteger a las ceacutelulas del organismo contra la accioacuten oxidante de los radicales libres

Los radicales libres son moleacuteculas muy inestables que presentan electrones desapareados con capacidad para provocar dantildeos muy diversos al organismo tales como destruccioacuten y mutacioacuten de la informacioacuten geneacutetica facilitando el desarrollo de diferentes enfermedades como el caacutencer oxidacioacuten de las proteiacutenas muy relacionadas con el desarrollo de arteriosclerosis envejecimiento y aparicioacuten precoz de cataratas

El organismo cuenta en concreto con dos liacuteneas de defensa frente a la agresioacuten causada por estos compuestos una representada por los sistemas enzimaacuteticos antioxidantes (superoxidodismutasa catalasa peroxidasa y glutation peroxidasa) y la otra representada por las ya mencionadas vitaminas A C y E La actividad de estas uacuteltimas es especialmente relevante cuando los sistemas enzimaacuteticos son sobrepasados ya sea por una disminucioacuten de su capacidad (envejecimiento) o por una disminucioacuten desmesurada de radicales libres (por contaminacioacuten atmosfeacuterica alcohol estreacutes tabaco exceso de grasa en la dieta exceso de ejercicio fiacutesicoetc) (De Rosa 1998)

La vitamina A forma parte de las vitaminas liposolubles pudieacutendose encontrar en la naturaleza en diferentes formas activas como es el caso del retinol retinal aacutecido retinoico o dehidro-retinol asiacute como los eacutesteres de muchas de estas especies quiacutemicas En los vegetales la vitamina A se encuentra como provitamina en forma de carotenoides siendo el beta-caroteno el maacutes abundante y el que tiene mayor actividad vitamiacutenica Para expresar el contenido de vitamina A de los alimentos se emplea los equivalentes de retinol (ER) que incluyen la suma de vitamina los compuestos mayoritarios con actividad de vitamina A (1 equivalente de retinol = 1 ug de retinol = 6 ug de beta-caroteno) Las fuentes maacutes importantes de carotenos se encuentran en las frutas y vegetales fuertemente coloreados en rojo amarillo o verde como la zanahoria tomate albaricoque meloacuten mandarina melocotoacuten mango papaya etc

La vitamina E tambieacuten liposoluble incluye diferentes tocoferoles bioloacutegicamente activos de los cuales el isoacutemero de mayor actividad es el alfa-tocoferol Para expresar el contenido de vitamina E de los alimentos se emplean los equivalentes de alfa-tocoferol que incluyen la actividad de los diferentes tocoferoles bioloacutegicamente activos Cuando soacutelo se dispone de informacioacuten sobre el alfa-tocoferol el valor en mg debe multiplicarse por 12 para obtener el total de equivalentes de alfa-tocoferol que refleja la presencia de los otros tocoferoles en el alimento Las principales fuentes de vitamina E las constituyen los aceites vegetales frutos secos yema de huevo etc encontraacutendose en muy bajas proporciones en las frutas y hortalizas

La vitamina C o aacutecido ascoacuterbico forma parte de las vitaminas hidrosolubles encontraacutendose ampliamente distribuida en todas las frutas y verduras como los pimientos ciacutetricos fresas kiwi maracuyaacute mango papaya guayaba pintildea y carambola (Moreiras 1995)

Las investigaciones maacutes recientes como es el caso del proyecto SUVIMAX (Suplementacioacuten con vitaminas y minerales antioxidantes) ( Vaacutezquez y col2000) sugieren que el consumo de una dieta rica en vitaminas antioxidantes ayudariacutea a la prevencioacuten de las enfermedades causadas por los dantildeos de los radicales libres Como resultado de estos estudios muchos investigadores proponen un incremento de las Cantidades Diarias Recomendadas (CDRs)

De todas formas los resultados obtenidos hasta la fecha no son concluyentes llegando incluso a contradecirse De hecho hay estudios que sugieren que una ingesta elevada y demasiado prolongada de estos nutrientes puede tener un efecto totalmente negativo pudiendo incluso promover el desarrollo de algunos caacutenceres en lugar de prevenirlos Tambieacuten hay investigadores que recalcan los efectos perjudiciales que puede tener el consumo en exceso de vitaminas antioxidantes antes y durante el embarazo haciendo especial hincapieacute en la vitamina A Por ello se sugiere a los fabricantes de suplementos que contienen vitamina A que disminuyan su cantidad maacutexima por unidad de dosis de 8000 a 5000 UI (cerca de 2500 a 1500 equivalentes de retinol) Maacutes auacuten sostienen la praacutectica de etiquetar los productos que son ricos en vitamina A con el fin de indicar que el consumo excesivo puede resultar dantildeino para el feto Seriacutea por tanto recomendable advertir a las embarazadas que eviten los suplementos y alimentos enriquecidos que contienen vitamina A durante el primer trimestre a menos que se haya diagnosticado una deficiencia en dicha vitamina (Mahan y Escott-Stump 1998)

3 MATERIALES Y METODOS

Seleccioacuten de la materia prima- La seleccioacuten se hizo tomando en cuenta 1) que las frutas y verduras utilizadas tuvieran un alto contenido de uno o maacutes carotenoides 2) la produccioacuten agriacutecola fuera significativa garantizando su disponibilidad en el mercado y el costo no fuera alto y 3) con amplio consumo en la poblacioacuten La materia prima seleccionada para la elaboracioacuten de las bebidas fueron Guayaba (Psidium guajava L) Jugo de Mandarina (Citrus nobilis) Naranja Valencia (Citrus aurantum) Papayal (Carica papaya) Toronja (Citrus paradisi) y Zanahoria (Daucus carota)

Anaacutelisis fisicoquiacutemicos de la materia prima- Humedad Grado de madurez (soacutelidos solubles totales acidez titulable) y pH (AOAC 2000) vitamina C como aacutecido ascoacuterbico evaluacioacuten sensorial

Formulaciones- Se llevaron a cabo diferentes formulaciones empleando las frutas y verduras seleccionadas La cantidad de cada carotenoide que debiacutea contener el producto desarrollado se sugirioacute tomando en cuenta los valores que presentan un efecto beneacutefico reportado en literatura la cantidad de cada carotenoide presente en cada una de las frutas y verduras que se emplearon como materia prima la ingesta diaria recomendada de retinol (IDR) establecida por el INNSZ (1000 1048707g) y que la vitamina A se pudiera ingerir

hasta 10 veces la IDR por un periacuteodo prolongado sin presentar ninguacuten efecto adverso (Adade 1996)

Proceso de elaboracioacuten- Fig 1 Elaboracioacuten de las bebidas de frutas y verduras-

Tabla I- Resultados de los anaacutelisis quiacutemicos a la materia primaMateria acidez pH soacutelidos Aacutecido ascorbprima Humedad (como aacutecido s ascoacuterbico) totales (mg100g)Guayaba 7935 0057 51 11

205791Mandarina 8784 0045 507 11 18224Naranja 8266 0072 471 14 61333Papaya 8947 0012 54 11 85688Toronja 8769 0197 408 11 41307Zanahoria 8556 0008 644 9 7193bull La determinacioacuten se hizo en jugo de zanahoria

Tabla II- Formulaciones empleadas para la elaboracioacuten de UNA bebida funcional con contenido de carotenoides

Insumos Zanahoria (jugo) 20Tomate (jugo) 10Mandarina (jugo) 35Naranja (jugo) 10Guayaba (neacutectar) 10Papaya (neacutectar) 10Toronja (jugo) 05Total 100

Tabla Nordm3- Contenido de Beta-caroteno vitamina E y aacutecido ascoacuterbico en algunas frutas y hortalizas empleadas para la elaboracioacuten de bebidas funcionales y enriquecidas1

Producto Beta-caroteno(ug100g muestra)

Vitamina E(mg100g muestra)

Aacutecido ascoacuterbico(mg100g muestra)

AlbaricoqueCiruelasFresaMandarinaManzanaMelocotoacutenMeloacutenNaranjaAguacate

150015030

26430

6301338198246

-0702-

02-

010232

736035108255017

(1) Fuente Moreiras et al1995

5 RESULTADOS

Deberaacute indicarse la formulacioacuten empleada en la bebida obtenida a traveacutes de la hoja de caacutelculo asiacute como los contenidos finales de vitamina A C y E en el envase (220 ml ) teniendo en cuenta una peacuterdida del 10 por proceso Asimismo indicar el porcentaje de cubrimiento de las necesidades nutricionales en las respectivas vitaminas por las bebidas seguacuten los ejemplos adjuntos

TABLA Nordm 4 FORMULACION DE LA BEBIDA PARA ADULTOS

Nombre

Fibra Calcio Foacutesfo Hierro Reti Tiami Ribo- Nia Acido Vit E

mg mg ro mg nol na flavi cina Ascor mg

mg mcg mg na mg bico

mg mg Guayaba amarilla 5 031 160 075 001 015 000 000 002 036 000

Mango 25 025 425 375 010 3975 001 003 010 620 000

Pintildea 125 006 125 063 005 088 001 001 003 249 000

Zanahoria 75 009 248 120 004 8250 001 000 007 073 011

Jarabe 50 TOTAL 100 071 958 633 019 12328 002 004 023 978 011Envase 300ml 212 2873 1898 058 36983 007 013 068 2933 034Bebida pasteuiz 190 2585 1708 052 33284 006 011 061 2640 030Rerquerim 100000 6000 1200

Cubierto 3328 4399 253

TABLA Nordm 5 FORMULACION DE LA BEBIDA PARA NINtildeOS

Ca mg P mg Fe mg

Retinol mcg

Tiamina mg

Riboflav mg

Niacina mg

Aascoacuterb mg

Guayaba amarilla 800 256 120 001 024 000 000 004 058Mango 2000 340 300 008 3180 001 002 008 496Maracuyagrave jugo de 200 026 060 006 820 000 000 000 044Pintildea 1000 100 050 004 070 000 001 003 199Jarabe 6000 TOTAL 10000 722 530 019 4094 001 004 014 797Envase 300ml 30000 2166 1590 056 12282 004 011 042 2390Bebida Pasteruriz 1949 1431 051 11053 003 010 004 2151Requerim 400 55 Cubierto 2763 3911() Se asume un nivel de peacuterdida de nutrientes del 10

Para 30 botellas de 300ml cu se requiere aproximadamenteGuayaba 1 kg botellas y tapas 30 unidadesMango 15 kgPintildea 2 kgMaracuya frac12 kgAzucar 1 kg

Praacutectica Nordm 3Elaboracioacuten de una bebida enriquecida en proteiacutenas para nintildeos a base de

cereales leguminosas y laacutecteos

I OBJETIVO

Elaborar una bebida baacutesicamente proteica que posea un coacutemputo quiacutemico mayor a 85 y

que tenga aceptabilidad por nintildeos escolares

II FUNDAMENTO

QUINUA

Chenopodium quinoa Willdenow

Origen planta nativa de las laderas occidentales de los Andes

Formas de utilizacioacuten

Consumo humano luego de la eliminacioacuten del sabor amargo mediante la frotacioacuten el lavado o por un proceso de escarificacioacuten se puede consumir como grano entero harina cruda o tostada hojuelas seacutemola y polvo instantaacuteneo y ser preparados en muacuteltiples formas

Uso industrial la agroindustria transforma este grano preferentemente en hojuelas y harina debido a que la feacutecula es un excelente alimento panificable -uso medicinal a las hojas tallos y granos se les atribuyen propiedades cicatrizantes desinflamantes analgeacutesicas desinfectantes de la viacuteas urinarias se utiliza tambieacuten en caso de fracturas en hemorragias internas y como repelente de insectos

Composicioacuten quiacutemica y valor nutricional

Composicioacuten por 100 gramos de porcioacuten comestible

Tabla de contenido de aminoaacutecidos en g por 100 g de proteinas quinua quinua quinua rosada blanca blanca dulce proteiacutenag 125 118 114 fenilalanina 385 405 413 triptoacutefano 128 130 121 metionina 198 220 217

leucina 650 683 688 isoleucina 691 705 688 valina 305 338 413 lisina 691 736 613 treonina 450 451 452 arginina 711 676 723 histidina 285 282 346

LA MACA

VALOR NUTRICIONAL DE LA MACA

El valor nutricional del hipocoacutetilo seco de la maca es alto asemejaacutendose a aquellos encontrados en cereales y granos tales como maiacutez arroz y trigo los hipocoacutetilos frescos contienen 80 por ciento de agua los hipocoacutetilos secos de maca tienen la siguiente composicioacuten 59 por ciento carbohidratos 102 proteiacutenas 85 fibra y 22 por ciento liacutepidos

Entre otros componentes (Dini 1994) la maca tiene una cantidad importante de aminoaacutecidos esenciales y maacutes altos niveles de hierro y calcio que la papa blanca Adicionalmente la maca contiene importantes cantidades de aacutecidos grasos de los cuales el linoleico palmiacutetico y oleico son los maacutes prominentes La maca tambieacuten es rica en esteroles y un alto contenido mineral en particular hierro calcio y cobre alcaloides tambieacuten se encuentran presentes pero aun deben ser determinados La maca tiene un fuerte y peculiar sabor que no es aceptable a muchas personas La mayoriacutea de los casos este es disfrazado por otros componentes en la elaboracioacuten de jugos

Composicioacuten quiacutemica de la maca

Nutrientes Mayores Aminoaacutecidos mg g Proteiacutena

Humedad Proteiacutena CenizaGrasa FibraCarbohidratos

153102482285590

Ac Aspaacutertico Ac Glutaacutemico Serina Histidina Glicina Treonina Alanina Arginina Tirosina Fenilalanina Valina Metionina IsoleucinaLeucina LisinaHO-ProlinaProlinaSarcosina

9171565504219683331631994306553793284749105452600507

Minerales mg 100 g Vitaminas mg

CalcioFoacutesforoHierroManganesoCobreZincSodioPotasio

2201801550859381872050

Tiamina B1Riboflavina B2Vitamina C

020035250

MAIacuteZ

Las variedades cultivadas fundamentalmente para alimentacioacuten comprenden el maiacutez dulce y el reventador aunque tambieacuten se usan en buena medida el maiacutez dentado el amilaacutecea o harinoso y el cristalino este uacuteltimo tambieacuten se utiliza para pienso El maiacutez normal inmaturo en la panoja es objeto de gran consumo hervido o tostado El maiacutez harinoso es un grano con endospermo blando que se emplea mucho como alimento en Meacutexico Guatemala y los paiacuteses andinos El maiacutez de tipo dentado tiene un endospermo calloso y vitreo a los lados y en la parte posterior del grano en tanto que el nuacutecleo central es blando El maiacutez de tipo cristalino posee un endospermo grueso duro y vitreo que encierra un centro pequentildeo granuloso y amilaacutecea

Composicioacuten quiacutemica y valor nutritivo del maiacutez

La composicioacuten quiacutemica tras la elaboracioacuten para el consumo es un aspecto importante del valor nutritivo y en ella influyen la estructura fiacutesica del grano factores geneacuteticos y ambientales la elaboracioacuten y otros eslabones de la cadena alimenticia

Composicioacuten quiacutemica proximal de las partes principales de los granos de maiacutez ()

Componente quiacutemico Pericarpio Endospermo Germen

Proteiacutenas 37 80 184

Extracto eteacutereo 10 08 332

Fibra cruda 867 27 88

Cenizas 08 03 105

Almidoacuten 73 876 83

azuacutecar 034 062 108

Fuente Watson 1987

Contenido de aminoaacutecidos esenciales de las proteiacutenas del germen y el endospermo del maiacutez

Aminoaacutecido Endospermoa Germenb Modelo FAOOMSmg mgg N mg mgg N

Triptofano 48 38 144 62 60

Treonina 315 249 622 268 250

Isoleucina 365 289 578 249 250

Leucina 1 024 810 1 030 444 440

Lisina 228 180 791 341 340

Total azufrados 249 197 362 156 220

Fenilalanina 359 284 483 208 380

Tirosina 483 382 343 148 380

Valina 403 319 789 340 310

a126 por ciento de N b232 por ciento de N Fuente Orr y Watt 1957

3 MATERIAES Y METODOSMateria prima e insumos- harinas instantaacuteneas de productos agriacutecolas con alto contenido proteico y oacuteptima calidad de la proteiacutena proteiacutena animal (leche en polvo suero de leche) cereales fuente de energiacutea (grasa vegetal) edulcorante azuacutecar saborizanteOtros materiales envases de vidrioEquipos marmita termoacutemetro balanza refractoacutemetro recipientes metaacutelicosMetodologiacutea

- Establecer en una hoja de caacutelculo la foacutermula de la bebida que cumpla con os requisitos nutricionales (coacutemputo quiacutemico gt a 85 proteiacutena animal 20 caloacuterias por proteiacutenas 7 min caloriacuteas por grasas 25 min

- Elaborar la bebida con la mezcla de las harina instantaacuteneas e insumos diluyendo 70g de soacutelidos en 250ml de agua tratada Pasteurizar envasar y esterilizar Y enfriar

- Evaluar la aceptabilidad de la bebida-

4 RESULTADOSIndicar la formulacioacuten determinada los rendimiento alcanzados paraacutemetros de procesos y nivel de aceptabilidad (test de escala hedoacutenica)

Praacutectica Nordm 4Elaboracioacuten y evaluacioacuten de una bebida natural de extracto de frutas

1 OBJETIVOElaborar y evaluar una bebida a partir de extracto de frutas naturales con propiedades funcionales

2 FUNDAMENTO

El importante progreso de los extractos estandarizados es sin lugar a dudas un avance en materia de productos funcionales Los proacuteximos antildeos seraacuten importantes para el posicionamiento global de los alimentos con ingredientes en base a extractos naturales

Los alimentos funcionales en base a ingredientes naturales y maacutes concretamente los formulados con extractos vegetales estandarizados se estaacuten convirtiendo uacuteltimamente en una alternativa muy vaacutelida en diferentes aacutereas de salud En esta praacutectica queremos destacar las posibilidades concretas que ofrecen los extractos vegetales en base a frutas y que deben ser consideradas por la industria por ser una alternativa vaacutelida relativamente econoacutemica sencilla y raacutepida en cuanto a su implementacioacuten

Son muchas las publicaciones cientiacuteficas que han dado razones bien fundamentadas para explicar el resurgimiento de los productos en base a extractos vegetales El avance cientiacutefico-tecnoloacutegico ha permitido identificar las estructuras quiacutemicas de gran parte de los componentes de una determinada planta Incluso se han determinado las fracciones extractivas responsables de una determinada accioacuten fisioloacutegica Otra razoacuten de importancia radica en la preferencia de eleccioacuten de nutraceacuteuticos naturales en base al claro desarrollo de sus normas de calidad seguridad y eficacia Esta uacuteltima cualidad estaacute determinada por la caracterizacioacuten de importantes sustancias bioactivas que son concentradas y de probada accioacuten muchas de ellas porcientos de antildeos

El importante progreso de los extractos estandarizados es sin lugar a dudas lo que lleva a plantear que los proacuteximos antildeos seraacuten importantes para el posicionamiento global de los alimentos con ingredientes funcionales en base a extractos naturales

Su incursioacuten se destaca principalmente en el segmento de bebidas jugos neacutectares aguas saborizadas y variedades de laacutecteos

Podemos destacar etapas importantes a considerar con el fin de incorporarlos exitosamente a los alimentos

Seleccioacuten del principio activo de los diversos extractos Eleccioacuten de la dosis a incluir en el alimento en funcioacuten de su eficacia y del

tratamiento en la industria Determinacioacuten de la ingesta diaria consumida Definicioacuten del periacuteodo de uso-consumo Reformulacioacuten del producto final en relacioacuten a su funcionalidad vigilando el

perfil organoleacuteptico del mismo (color sabor y olor extrantildeos)

Los antioxidantes de definen como cualquier moleacutecula que sea capaz de interactuar con los radicales libres que previenen la accioacuten de eacutestos sobre los sustratos bioloacutegicos Se clasifican enEnzimaacuteticos superoacutexido dismutasa (SOD) catalasa (CAT) y glutatioacuten peroxidasaNo enzimaacuteticos pueden ser hidrofiacutelicos como el aacutecido uacuterico el AA el glutatioacuten y los polifenoles o lipofiacutelicos como el tocoferol los carotenoides o el ubiquinol

Una dieta rica en productos frescos variada y equilibrada podriacutea proporcionarnos una cantidad aceptable de antioxidantes capaces de neutralizar a los radicales libres Sin embargo existen factores de riesgo adicionales en nuestro modo de vida tenemos exceso de radicales (debido al humo la contaminacioacuten el sol los agentes quiacutemicos) y en la mayoriacutea de los casos nuestra dieta no es la adecuada Para mejorarla debemos incluir diariamente una buena proporcioacuten de frutas verduras y legumbres acompantildeadas tambieacuten de cereales integrales y nueces

LOS ANTIOXIDANTES Y LOS RADICALES LIBRES

Los antioxidantes retrasan el proceso de envejecimiento combatiendo la degeneracioacuten y muerte de las ceacutelulas que provocan los radicales libres La incapacidad de nuestro cuerpo para neutralizar los radicales libres a los que nos exponemos diariamente nos obliga a recurrir a alimentos con las propiedades antioxidantes capaces de neutralizarlos En su mecanismo de accioacuten los antioxidantes detienen la reaccioacuten en cadena de oxidacioacuten de grasas eliminan el oxiacutegeno atrapado o disuelto en el producto y descartan trazas de ciertos metales que facilitan la oxidacioacuten de compuestos orgaacutenicos Los principales antioxidantes provenientes de las frutas son

Polifenoles estaacuten presentes en el comuacuten de los vegetales pero su concentracioacuten variacutea enormemente dependiendo del tipo de alimento Los polifenoles tienen propiedades quimiopreventivas

Antocianos es un grupo de pigmentos flavonoides hidrosolubles (glucoacutesidos) que estaacuten en solucioacuten en las vacuolas de las ceacutelulas vegetales de frutos flores tallos y hojas Ejemplos son la uva la cereza el kiwi y la ciruela

Carotenoides Los alfa y beta carotenos son precursores de la vitamina A y actuacutean como nutrientes antioxidantes Son los uacutenicos carotenoides que se transforman en cantidades apreciables de vitamina A Ejemplos son la zanahoria el tomate la naranja la papaya la lechuga y la espinaca

Quercetina es un potente antioxidante encontrado en una gran variedad de frutas y vegetales Ejemplo son la uva la cebolla la manzana la cereza el teacute verde y el vino tinto

3 MATERIALES Seleccioacuten de frutas manzana membrillo granada uva (2 kg) Fructosa y o sacarosa (azuacutecar blanca) frac12 kg Enzima pectin estearasa 3ml Termoacutemetro Refractoacutemetro Equipo para determinacioacuten de acidez por titulacioacuten pH metro Probeta 200ml Balanza Algodoacuten Botellas de vidrio con tapa (6 por grupo)

Equipo extractor de zumo

4 METODOLOGIA Determinar las caracteriacutesticas fiacutesicas del fruto Peso unitario (g) semillas ()

pulpa () y zumo () Obtencioacuten y determinacioacuten de las caracteriacutesticas fiacutesico quiacutemicas del zumo pH

soacutelidos solubles soacutelidos insolubles densidad y turbidez Determinar las caracteriacutesticas quiacutemicas del zumo de acidez y vitamina C Tratamiento enzimaacutetico en el zumo Filtrado Envasado Pasteurizacioacuten Enfriado Evaluacioacuten fiacutesico quiacutemica despueacutes de 15 diacuteas miacutenimo

5 RESULTADOS

Reportar en cuadros las caracteriacutesticas fiacutesicas del fruto las caracteriacutesticas fiacutesico quiacutemicas del zumo y las caracteriacutesticas quiacutemicas de la bebida final obtenida

Praacutectica Nordm 5Evaluacioacuten de las caracteriacutesticas fiacutesico quiacutemicas y sensoriales del cafeacute

Elaboracioacuten de una bebida energeacutetica con incorporacioacuten de derivados de cacao

1 OBJETIVO

Evaluar las caracteriacutesticas que determinan la calidad del cafeacute tostado y en los productos derivados del cacao cacao en polvo y chocolate

2 FUNDAMENTO

Composicioacuten del cafeacute recieacuten preparado y del cafeacute instantaacuteneoLa cantidad y naturaleza de los soacutelidos solubles e el producto final de consumo tiene una gran importancia para la industria del cafeacute El contenido en soacutelidos totales variacutea en funcioacuten de diversos factores La preparacioacuten casera de la bebida es menos eficaz que la extraccioacuten industrial pero dentro de la preparacioacuten casera hay una gran variabilidad en la eficacia seguacuten el meacutetodo que se emplee la relacioacuten cafeacute agua y el grado de molturacioacuten del cafeacute Los rendimientos en soacutelidos totales variacutea del 15 al 28 sobre materia seca Se pueden mejorar estos rendimientos con el uso de algunas clases de cafeteras automaacuteticas que usan cafeacute finamente molido Normalmente con el cafeacute Robusta se consiguen mejores rendimientos en la extraccioacuten de soacutelidos que con el cafeacute Araacutebica

En la elaboracioacuten del cafeacute instantaacuteneo se pierde una considerable cantidad de compuestos volaacutetiles Esta peacuterdida es responsable de las diferencias entre un cafeacute recieacuten preparado y un cafeacute instantaacuteneo

Cacao en polvo instantaacuteneoEl cacao en polvo tradicional presenta una mala dispersabilidad y se requiere el uso de agua o leche hirviendo para conseguir dispersarlo Esto es un gran inconveniente cuado se prepara o cuando se desea que las bebidas de cacao adquiera una gran popularidad La solucioacuten habitual incluye la adicioacuten de un humectante siendo la lecitina de uso maacutes extendido

Para conseguir una buena humectabilidad de un cacao con un contenido en grasa superior al 22 se precisa hasta 3 de lecitina y es esencial que las lecitinas empleadas sean insiacutepida y que no desarrolle malos sabores y aromas durante el almacenamiento Por ello se han remplazado el uso de lecitinas vegetales por lecitinas modificadas

Chocolate para beberEl chocolate para beber ha remplazado en cierto grado al cacao en polvo para la preparacioacuten de bebidas En general el chocolate para beber es maacutes faacutecil de preparar que el cacao y con el se pueden preparar bebidas friacuteas o se se pueden distribuir sin la adicioacuten de lecitina En su presentacioacuten maacutes simple el chocolate para beber contiene alrededor de un 70 de sacarosa o de otros azuacutecares y un 30 de cacao en polvo

3 MATERIALES31 Para praacutectica de cafeacuteCafeacute en granos tostados

Cacao en polvo instantaacuteneo y chocolate para beberAgua tratadaCafetera eleacutectricaVasos32 Para praacutectica de cacaoMateria prima e insumos indicados en el cuadro adjunto u otros similares que alcancen similar valor nutritivo Aditivos (estabilizantes vitaminas)

4 METODOLOGIA

I En el cafeacute realizar la percolacioacuten con agua tratada caliente (superior a 60degC) a traveacutes de un proceso constante de goteo La evaluacioacuten que se realizaraacute utilizando una escala de valoracioacuten (0-5 puntos) a Fenoacutemeno de superficie observar presencia de espuma vistas en la superficie de la muestrab Turbidez Ausencia o presencia de transparencia en las muestra vistas en tubos de ensayoc Color o matiz Descripcioacuten del color Prieto marroacuten anaranjado amarillo matiz claro u oscuro e intensidadd Sedimento Indicacioacuten de la cantidad relativa de sedimento que se fijan en el fondo del tubo de ensayo e Aromaf Sabor

ll En los derivados del cacao21 Preparar una bebida en agua tratada caliente (superior a 60degC) y observar detenidamente despueacutes de 30 segundosa Capacidad de dispersioacuten del productob Presencia de sedimentacioacutenc Cambio de color de la bebidad Aroma de la bebidae Sabor de la bebida

22 Preparar una bebida seguacuten la formulacioacuten indicada y evaluar seguacuten el caso anterior ademaacutes establecer su nivel nutricional (valor energeacutetico de proteiacutenas y grasas)

5 RESULTADOSPresentar sus resultados en un cuadro de calificacioacuten determinando la calidad de los productos evaluadosSe Adjunta ejemplo de formulacioacuten de bebida de cacao

Praacutectica Nordm 6Elaboracioacuten de ldquosidrardquo y vinagre de manzana

1 OBJETIVOElaborar una bebida por fermentacioacuten alcohoacutelica ldquosidrardquo y vinagre por fermentacioacuten aceacutetica a partir de manzanas Seguidamente realizar el control de calidad de ambos productos

2 FUNDAMENTO

Fermentacioacuten alcohoacutelicaLa fermentacioacuten alcohoacutelica es un proceso bioquiacutemico mediante el cual ciertos microorganismos transforman el azuacutecar en alcohol (etanol) y anhiacutedrido carboacutenico (CO2) en un medio anaerobio (sin presencia de oxigeno) Esta fermentacioacuten es llevada a cabo principalmente por levaduras del geacutenero Saccharomyces Como fuente de materia prima se utiliza a casi todas los alimentos que poseen azuacutecares en su constitucioacuten Si se tuviera almidones como en el caso de los cereales estos antes del proceso de fermentacioacuten deben ser hidrolizados La ecuacioacuten global de la fermentacioacuten alcohoacutelica es

C6H12O6 2 CO2 + 2 C2H5OH Sacarosa Saccharomyces Anh Carboacutenico Etanol cereviceae

Fermentacioacuten aceacuteticaEl acido aceacutetico es formado en dos etapas en la primera los azuacutecares son transformados en alcohol por accioacuten de las levaduras Saccharomyces y en el segundo periacuteodo este alcohol se transforma en aacutecido aceacutetico por accioacuten de la bacteria Acetobacter La formacioacuten del acido aceacutetico resulta de la oxidacioacuten del alcohol por la bacteria del vinagre (Acetobacter aceti) en presencia de oxiacutegeno Esta bacteria requiere de oxigeno para su crecimiento y actividad La ecuacioacuten global de la fermentacioacuten aceacutetica es

C6H5OH + O2 CH3COOH + H2O Alcohol Oxigeno Acetobacter aceti Ac Aceacutetico Agua

La fermentacioacuten aceacutetica se ve favorecida cuando la concentracioacuten de alcohol es del 6 a 8 con una tolerancia de hasta 12 Hay diferentes tipos de vinagre (no todos son a base de frutas) Entre los maacutes comunes estaacuten el vinagre de vino de manzana de alcohol y de malta Tambieacuten existen otras variedades como el vinagre con sabor a hierbas o a frutas pero estos no son tan conocidos

3 MATERIALES Y METODOSMateria prima e insumos manzanas de la variedad Israel para la elaboracioacuten de sidra y manzana variedad delicia para vinagre 4 kg de cada unoInsumos azuacutecar blanca levaduras sacharomyces cereviciaes y Acetobacter aceti agua tratada Reactivos quiacutemicos (hidroacutexido de sodio 01N fenolftaleiacutena) agua destilada Material de vidrio (vagueta pipeta volumeacutetrica 20 ml erlenmeyer 125 ml bureta embudo )soporte refraacutectometro pHmetro termoacutemetro balanza digital

Otros materiales y equipos pantildeo de lona para filtrado envases de vidrio manguera aseacuteptica lt 05 cm de diaacutemetro transparente algodoacuten cinta adhesiva recipiente de vidrio con tapa miacutenimo 05 litros (o balde de plaacutestico con tapa) tablas de picar cuchillos desinfectante Pulpeadora refinadora marmitaMetodologiacutea Se seguiraacute las operaciones seguacuten el flujo de proceso para cada producto

ControlesAcidez totalTitulacioacutenEsta prueba adicional al pH se basa en titular la muestra con una solucioacuten de hidroacutexido de sodio al 01N y fenolftaleina como indicador y se suele expresar en funcioacuten del acido predominante en la muestraReactivos y Materiales- Solucioacuten de Hidroacutexido de Sodio - NaOH (01 N)- Fenolftaleiacutena en solucioacuten- Pipeta de 1 ml y 10 ml- Vaso precipitado de 25 - 50 ml- GoteroProcedimientoEn algunos casos como en alimentos liacutequidos la determinacioacuten se hace directamente sobre una aliacutecuota como en la leche vinagre etc En otros casos es necesario hacer diluciones como en la miel pasta de tomate etc procediendo despueacutes a filtrar cuando hay muchos soacutelidos en el liquido o mezcla Mientras que en determinados alimentos especialmente en muestras soacutelidas hay que extraer los aacutecidos para lo cual se procede primero a moler triturar licuar etcBaacutesicamente se siguen los siguientes pasos1 Tomar 10 ml de la muestra colocar en el vaso precipitado2 Adicionar 1 a 2 gotas de Fenolftaleiacutena al 1

3 Con la pipeta de 10 ml adicionar la solucioacuten de NaOH ldquogota a gotardquo hasta que vire a un color rosado claro A esta operacioacuten se le denomina titulacioacuten4 Anotar el gasto de NaOH para luego hacer el caacutelculo respectivos y obtener el porcentaje de acidez expresado en el tipo de aacutecido que deseamos calcular

CaacutelculosPara el calculo de la acidez titulable se aplica la siguiente foacutermula Acidez Aceacutetica = (Gasto de NaOH) x (factor)

FactorAcido FactorA Aceacutetico 006A Citrico 0064A Laacutectico 009Por ejemplo queremos determinar el porcentaje de acidez (expresado en de acidez aceacutetica) de una muestra de vinagre Si al titular 1 ml de muestra de vinagre se obtiene un gasto de 9 ml de solucioacuten de NaOH (01 N) entonces la acidez se calcula de la siguiente manera Acidez Aceacutetica = (Gasto de NaOH) x (06) Acidez Aceacutetica = (90) x (06) Acidez Aceacutetica = 54Luego la acidez aceacutetica de la muestra de vinagre seraacute de 54

Recomendaciones1 Al momento de extraer la muestra esta debe ser lo maacutes representativa posible2 Es importante que las cantidades de muestra y reactivos empleados sean medidos exactamente para poder tener el real de acidez3 Si durante la operacioacuten de titulacioacuten el viraje de color de la muestra con fenolftaleina se produce de manera raacutepida que hace imposible poder determinar el gasto total de NaOH la operacioacuten deberaacute de repetirse4 La operacioacuten de titulacioacuten para determinar la acidez de la muestra se debe repetir por lo menos tres veces para poder corroborar el resultado5 Los materiales de vidrio empleados (pipetas y vaso de precipitado) deben ser lavados y secados luego de ser utilizados para evitar posibles contaminaciones que perjudiquen las determinaciones de acidez aceacutetica que se realicen posteriormente

Determinacioacuten de soacutelidos solublesEl contenido de soacutelidos solubles se determina a traveacutes del iacutendice de refraccioacuten Este meacutetodo se emplea para determinar la concentracioacuten de sacarosa de estos productosLa concentracioacuten de sacarosa se expresa mediante los grados degBrix a una temperatura de 20deg C El grados degBrix es equivalente al porcentaje en peso de la sacarosa contenida en una solucioacuten acuosa Si a 20deg C una solucioacuten tiene 60 degBrix esto significa que la solucioacuten contiene 60 de sacarosa En productos tales como jugos y mermeladas la presencia de otras sustancias soacutelidas influye en la refraccioacuten de la luz Sin embargo el iacutendice de refraccioacuten y el degBrix son suficientes para determinar el contenido de soacutelidos solubles en el producto Por comodidad se utiliza mucho el refractoacutemetro portaacutetil que normalmente tiene una escala en degBrix Se puede observar los pasos y el procedimiento para medir los degBrix en la siguiente paacuteginaOtros anaacutelisisTambieacuten en el control de calidad se deben realizar el recuento total de bacterias mesoacutefilas viables recuento total de hongos y levaduras anaacutelisis sensorial densidad entre otros

4 RESULTADOS

Reportar los resultados de rendimientos control de los paraacutemetros de proceso en el tiempo de produccioacuten (variacioacuten de pH acidez ordmBrix) anaacutelisis fiacutesicos y quiacutemicos de los productos finales

ELABORACIOacuteN DE VINAGRE DE FRUTAS

DESCRIPCIOacuteN DEL PRODUCTO Y DEL PROCESO S MATERIA PRIMA E INGREDIENTES INSTALACIONES Y EQUIPOS DIAGRAMA DE FLUJO DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO CONTROL DE CALIDAD BIBLIOGRAFIacuteA

DESCRIPCIOacuteN DEL PRODUCTO Y DEL PROCESO Es un producto aacutecido que se obtiene a partir del vino En el vino los jugos con azuacutecar se fermentan pasando los azuacutecares a alcohol y seguidamente los microorganismos oxidan el alcohol a vinagre (aacutecido aceacutetico) Puede elaborarse a partir de diversas materias primas por ejemplo de frutas como el banano pintildea mango guayaba y marantildeoacuten El proceso de elaboracioacuten del vinagre consiste en dos etapas consecutivas en la primera ocurre la fermentacioacuten del azuacutecar a alcohol etiacutelico por accioacuten de las levaduras mientras que en la segunda etapa las bacterias aceacuteticas oxidan el alcohol a aacutecido aceacutetico El vinagre es utilizado como saborizante en productos como salsas mayonesa mostaza y como preservante en la elaboracioacuten de encurtidos y otras conservas aacutecidas MATERIA PRIMA E INGREDIENTES

Frutas con aroma fuerte y alto contenido de azuacutecares pintildea banano naranja nance etc Azuacutecar blanca

Levadura

Fosfato de amonio

INSTALACIONES Y EQUIPOS Instalaciones El local debe ser lo suficientemente grande para albergar las siguientes aacutereas recepcioacuten de la fruta proceso empaque bodega laboratorio oficina servicios sanitarios y vestidor La construccioacuten debe ser en bloc repellado con acabado sanitario en las uniones del piso y pared para facilitar la limpieza Los pisos deben ser de concreto recubiertos de losetas o resina plaacutestica con desnivel para el desaguumle Los techos de estructura metaacutelica con zinc y cielorraso Las puertas de metal o vidrio y ventanales de vidrio Se recomienda el uso de cedazo en puertas y ventanas Equipo

Despulpador (licuadora) Ollas Coladores o pantildeos Refractoacutemetro

Cuchillos tablas de picar (procesador de alimentos)

DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA ELABORACIOacuteN DE VINAGRE DE FRUTAS

FRUTAS macr RECEPCIOacuteN macr LAVADO Y SELECCIOacuteN macr PELADO Y TROCEDADO reg caacutescara y

corazoacuten macr

ESCALDADO macr EXTRACCIOacuteN DE LA PULPA macr CLARIFICADO reg sedimento macr

azuacutecar y levadura reg PREPARACIOacuteN DEL MOSTO macr FERMENTACIOacuteN ALCOHOLICA temperatura

ambiente 10 diacuteas

macr cultivo aceacutetico reg TRASIEGO Y INOCULACIOacuteN

macr alcohol reg FERMENTACIOacuteN ACEacuteTICA temperatura

ambiente 15 diacuteas

macr FILTRADO reg residuos macr PASTEURIZACIOacuteN 65 degC X 15 minutos macr ENVASADO

DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO Baacutesicamente se siguen todas las operaciones realizadas en la fabricacioacuten de vino Recepcioacuten consiste en cuantificar la materia prima que entra al proceso es necesario usar balanzas limpias y calibradas Lavado y seleccioacuten el lavado se efectuacutea con agua clorinada y su seleccioacuten con base a que no haya materia prima defectuosa el tamantildeo no es muy importante Preparacioacuten de la fruta la eliminacioacuten de la caacutescara facilita el escaldado y reduce la tendencia a un sabor desagradable en el producto final En algunas frutas grandes para facilitar el escaldado se cortan en pequentildeos trozos Este proceso se puede hacer en forma manual o mecaacutenica Escaldado se hace sumergiendo la fruta en agua hirviendo el tiempo que dura la fruta dentro del agua depende del tipo de fruta El escaldado desactiva la accioacuten enzimaacutetica que provoca el pardeamiento y hace maacutes sensibles los tejidos de la frutas facilitando su proceso

Extraccioacuten de la pulpa se hace pasando la fruta por un despulpador o bien licuaacutendola para facilitar la extraccioacuten En la extraccioacuten de la pulpa se pueden agregar pequentildeas cantidades de agua para facilitar su molido Clarificado la pulpa se deja en reposo para que los soacutelidos se sedimenten El liacutequido claro que estaacute en la parte superior se retira y se traslada a un barril de preferencia de madera La pulpa (soacutelidos que se depositan en el fondo) se prensan para extraerle el liacutequido restante se filtra y se agrega al primero El tiempo de reposo depende del tipo de la fruta Estandarizado el mosto (jugo) debe tener aproximadamente 12 degBrix si fuera necesario puede adicionarse azuacutecar Preparacioacuten del cultivo el cultivo se hace separando el 25 del mosto clarificado y se esteriliza mediante ebullicioacuten se deja enfriar y se inocula con levadura del tipo Saccharomyces ellipsoideus (levadura para panificar) El mosto inoculado se deja en reposo durante 24 horas y luego se vierte al resto del mosto Mezclado y fermentacioacuten alcohoacutelica el cultivo preparado en el paso anterior se agrega al mosto en el barril y se deja fermentar por unos 10 diacuteas a temperatura ambiente El barril debe taparse con una tela que permita la salida del gas producido un tapoacuten de algodoacuten es recomendable Transvasado e inoculacioacuten el liacutequido claro obtenido de la fase anterior se transvasa con la ayuda de un sifoacuten al barril generador de vinagre donde es inoculado con un cultivo de bacterias aceacuteticas (Acetobacter aceti) o bien se mezcla con el 20 de un vinagre no pasteurizado El barril se cubre con una tela delgada y al cabo de 2 semanas a una temperatura de 25degC el vinagre estaacute listo Filtrado el filtrado se hace con la ayuda de filtros o coladores finos para eliminar residuos de pulpa o levadura Pasteurizacioacuten el vinagre filtrado se pasteuriza en un recipiente muy limpio a una temperatura de 65 degC por 15 minutos Envasado se hace en botellas de vidrio previamente esterilizadas CONTROL DE CALIDAD En la materia prima La fruta debe estar en el grado de madurez oacuteptima para aprovechar su contenido de azuacutecar evitar la fruta podrida o con golpes En el procesoUtilizar las cantidades recomendadas en la elaboracioacuten del mosto Lograr la estandarizacioacuten previamente definida Esto se logra controlando los grados brix el de alcohol asiacute como el burbujeo que es una sentildeal de la activacioacuten de la levadura y finalmente la formacioacuten de una capa de bacterias En el producto Verificar el contenido de aacutecido aceacutetico revisar el sellado y el volumen del contenido BIBLIOGRAFIacuteA Jimeacutenez E Eficiencia de un aparato de construccioacuten artesanal para la produccioacuten semi-continua de vinagre Escuela de Tecnologiacutea de Alimentos Universidad de Costa Rica San Joseacute 1988 90 p

PRODAR Manual de Procesos Agroindustriales Proyecto de Capacitacioacuten para el Fomento de la Agroindustria Rural Instituto Interamericano de Cooperacioacuten para la Agricultura San Joseacute ndash Costa Rica Documento sin publicar 120 p Colquichagua Diana Vinagre de Frutas Serie de Procesamiento de Alimentos No 2 Intermediate Technology Development Group ITDG-Peruacute Lima 1998 38 p