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Anlisis fsico-qumicode la materi
Anlisis fsico-qumico y microbiolgico de
los alimentos.
Anlisis fsico-qumico y microbiolgico de
los alimentos
Manual Tcnico para la(s) carrera(s): Profesional Tcnico y
Profesional Tcnico Bachiller en la carrera Procesamiento industrial
de alimentos
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Captulo 1 Operacin del laboratorio de alimentos
Captulo 2 Anlisis fisicoqumico de los alimentos
Captulo 3 Operacin de equipo de labratoro
Anlisis fsico-qumico y microbiolgico de
los alimentos
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ndice
Presentacin
Introduccin general
Captulo 1. Operacin del laboratorio de alimentos.
Introduccin
Unidad 1. Clasificacin de materiales de laboratorio
1.1 RAP* Clasifica los materiales de laboratorio de forma
fsica a travs de cartas de control, aplicando las tcnicas de
limpieza de acuerdo con el uso especfico de cada uno de
ellos.
1.1.1 Equipos y materiales utilizados en los procesos
de un laboratorio de qumica.
1.1.2 Cartas de control.
1.1.3 Limpieza de materiales de laboratorio
1.1.4 Tcnicas de limpieza
1.2 RAP * Maneja los materiales de laboratorio para
optimizar su empleo en los anlisis fsico-qumicos del proceso
alimenticio mediante indicaciones e instructivos
1.2.1 Manejo de materiales de laboratorio
1.2.2 Manuales de operacin
1.2.3 Uso y manejo del microscopio
1.2.4 Uso y manejo de hornos y estufas
Unidad 2. Preparacin de diluciones y soluciones
2.1 RAP* Prepara diluciones y soluciones empricas y
valoradas para su aplicacin en los anlisis fsico-qumicos del
proceso alimenticio mediante especificaciones establecidas.
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*RAP Resultado de aprendizaje
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2.1.1 Montaje de dispositivos y sistemas para
destilacin, evaporacin, titulacin, filtracin, extraccin de
gases
y determinacin de nitrgeno proteico.
2.1.2 Mtodos de separacin.
2.1.3 Mtodos de filtracin
2.1.4 Mtodos de destilacin
2.1.5 Relacin de equipos y fundamentos qumicos.
2.1.6 Preparacin de soluciones
2.1.7 Equilibrio qumico
Unidad 3. Operacin de equipo de laboratorio
3.1 RAP* Maneja equipo del laboratorio de alimentos para
optimizar su empleo en los anlisis fsico-qumicos del proceso
alimenticio mediante instructivo.
3.1.1 Principios y fundamentos para la operacin de
equipo.
3.1.2 Equipo complementario de fruta y hortaliza,
crnicos, aceites y derivados de la leche.
3.1.3 Maquinaria en un laboratorio de alimentos,
obtencin de pprika.
3.1.4 Unidad de concentracin y obtencin del
producto.
Captulo 2. Anlisis fisicoqumico de los alimentos
Introduccin
Unidad 1. Identifica equipo e instrumental del laboratorio
de
alimentos para el anlisis de muestras.
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RAP* 1.1 Identifica las Normas de seguridad e higiene de un
laboratorio de alimentos.
1.1.1 Higiene personal en un laboratorio de alimentos.
1.1.2 Equipo de proteccin personal.
1.1.3 Sealizacin y codificacin en un laboratorio.
1.1.4 Legislacin en materia de alimentos NOM.
1.1.5 Ley general de salud.
RAP* 1.2 Prepara el material, equipo e instrumentos de
laboratorio de acuerdo con el tipo de anlisis a realizar.
1.2.1 Instrumentos de laboratorio.
1.2.2 Clasificacin del instrumental por el tipo de
material.
1.2.3 Clasificacin del instrumental por su tolerancia.
1.2.4 Clasificacin del instrumental de acuerdo a su
uso.
1.2.5 Manejo y utilizacin de equipo de laboratorio.
1.2.6 Equipo de laboratorio
1.2.7 Mantenimiento, calibracin y reparacin de
equipos de laboratorio.
1.2.8 Material de laboratorio
RAP* 1.3 Selecciona y prepara la muestra de alimento de
acuerdo con las especificaciones tcnicas.
1.3.1 Qu es una muestra?
1.3.2 Muestras varias
1.3.3 Toma de muestras
1.3.4 Muestra aleatoria y representatividad
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1.3.5 Etapas en el muestreo
1.3.6 Plan o procedimiento de muestreo
1.3.7 Estimacin del muestreo
1.3.8 Tratamiento de las muestras
1.3.9 Conservacin de la muestra.
Unidad 2. Aplicacin de los mtodos de anlisis.
RAP* 2.1 Interpreta los mtodos de anlisis aplicados a los
alimentos de acuerdo con sus especificaciones tcnicas.
2.1.1 Mtodos de anlisis
2.1.2 Mtodos de anlisis qumicos
2.1.3 Mtodos espectromtricos
2.1.4 Anlisis fisicoqumico
2.1.5 Anlisis sensorial
Captulo 3. Anlisis microbiolgico de los alimentos.
Introduccin
Unidad 1. Preparacin de muestras de alimentos para su
anlisis
microbiolgico.
RAP* 1.1 Prepara el material, equipo e instrumentos de
laboratorio mediante los procedimientos establecidos para el
anlisis microbiolgico.
1.1.1 Generalidades
1.1.2 Definicin de microbiologa.
1.1.3 Organismos estudiados por la microbiologa.
1.1.4 importancia de la microbiologa en la industria
alimentaria.
1.1.5 Esterilizacin.
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140
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204
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1.1.6 Mtodos de esterilizacin.
1.1.7 Desinfectantes y antispticos.
1.1.8 Cuidados para el guardado del microscopio.
RAP* 1.2 Selecciona y prepara la muestra de alimento
de acuerdo con las especificaciones tcnicas para su anlisis
correspondiente.
1.2.1 Clasificacin de los medios de cultivo por su
origen, por su composicin, por su aplicacin
1.2.2 Seleccin de muestras para anlisis micro
bacteriolgico.
1.2.3 Preparacin de las muestras
Unidad 2. Aplicacin de mtodos de anlisis microbiolgicos a
los alimentos.
RAP* 2.1 Identifica los microorganismos presentes en los
alimentos de acuerdo con sus caractersticas para su
evaluacin
en los procesos de transformacin.
2.1.1 Principios del anlisis de alimentos.
2.1.2 Clasificacin de los microorganismos.
2.1.3 Importancia de la calidad microbiolgica en los
alimentos.
2.1.4 Origen de la contaminacin microbiana en los
alimentos.
2.1.5 Microorganismos patgenos causantes de
toxiinfecciones.
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236
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2.2 RAP* Realiza los anlisis microbiolgicos a los
alimentos de acuerdo con las especificaciones tcnicas para
determinar la calidad de los mismos.
2.2.1 Anlisis microbiolgico de los alimentos.
2.2.2 Control de microorganismos en los alimentos.
2.2.3 Mtodos de preservacin de alimentos.
2.2.4 Legislacin en materia de alimentos en Mxico.
Glosario
Bibliografa
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Presentacin
Te invito a explorar este manual tcnico que contiene un ndice
que te proporcionar un panorama general del contenido de cada
captulo. Al leerlo encontrars un apoyo a tu aprendizaje. El manual
contiene los temas ms representativos en el desarrollo de tus
competencias.
Este material contiene actividades que te invitan a reflexionar,
repasar, tomar decisiones, proponer innovaciones; en las prcticas
pondrs a prueba tus conocimientos, que te ayudarn a identificar
posibles problemas y soluciones. La autoevaluacin te permitir
comprobar tu aprendizaje; tus respuestas las puedes verificar al
trmino de cada captulo o bien tendrs que volver a revisar los temas
estudiados para encontrar la respuesta y as llegar a conocer la
estructura del manual tcnico. Lo anterior no se presenta en el
ndice porque es parte del contenido.
Recuerda, t eres quien decide si ests aprendiendo o no. El
manual contiene lo esencial; por ello est conformado para que
investigues y refuerces tu formacin acadmica.
En la ltima parte cuentas con un glosario que te ayudar a
comprender la idea; puede estar al final del manual o intercalado
en el texto. La bibliografa es el ltimo apartado de este manual
tcnico.
Bienvenido a este espacio del saber
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Introduccin general
El presente manual tcnico Anlisis fsico-qumico y microbiolgico
de los alimentos corresponde al ncleo de formacin profesional de
las carreras de Profesional Tcnico (PT) y Profesional
Tcnico-Bachiller (PT-B) en Procesamiento industrial de alimentos.
Tiene como finalidad proporcionarte los elementos que te auxilien
en la preparacin y acondicionamiento de los insumos para llevar a
cabo el proceso industrial de alimentos, el anlisis fsico-qumico y
microbiolgico, durante y despus del proceso de los mismos, adems
de, operar la maquinaria de transformacin de la industria de
alimentos, controlar la calidad de los procesos y productos, y
supervisar los procesos de produccin, proponiendo condiciones de
seguridad e higiene laboral para la disminucin de riesgos de
trabajo en las empresas del ramo alimenticio.
El manual est conformado por tres captulos: el primero Operacin
del laboratorio de alimentos te apoya en el desarrollo de
competencias laborales que te permitan operar los materiales,
instrumentos y equipos de planta y laboratorio; preparar diluciones
y soluciones empricas y valoradas, adems de identificar los
aspectos de organizacin del laboratorio, las prcticas de higiene y
de seguridad.
El segundo captulo, Anlisis fsico qumico de los alimentos te
brindan la oportunidad de desarrollar las competencias que te
permitan seleccionar, preparar y analizar los alimentos mediante
las tcnicas y procedimientos establecidos, evaluando los
componentes nutritivos que lo componen, asegurando la calidad de
los procesos de transformacin y de consumo, apoyndote en el manejo
de materiales y maquinaria que facilite la interpretacin de los
resultados obtenidos en su anlisis.
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El tercer captulo, Anlisis microbiolgico de los alimentos
contribuye a que desarrolles las competencias que te permitan
identificar, seleccionar y realizar los anlisis microbiolgicos a
los alimentos, para determinar sus caractersticas de calidad
mediante tcnicas y procedimientos establecidos.
La formacin profesional PT y el PT-B est diseada con un enfoque
basado en el desarrollo de competencias profesionales, lo cual
implica realizar trabajo con eficiencia y calidad, considerando que
el conocimiento, actitudes, aptitudes, consistencia y, por ende, el
compromiso de generar calidad en las acciones; utilizando de manera
constante mtodos definidos, procedimientos escritos y detallados,
documentacin y medicin, de acuerdo con los requerimientos del
sector productivo y los indicadores del desarrollo tecnolgico en el
rea industrial y comercial, as logras una actualizacin y mejora
continua garantizando la competitividad y excelencia en el campo
profesional.
Adquirir estas competencias fortalece tu formacin integral y te
prepara para comprender los procesos productivos en los que estars
involucrado para resolver problemas, tomar decisiones y desempearte
en diferentes ambientes laborales con una actitud creadora, crtica,
responsable y propositiva.
Al estudiar este manual recuerda siempre, que ests rodeado de
compaeros y compaeras que te pueden ayudar a comprender mejor los
contenidos. Es necesario que dediques un tiempo a la recapitulacin
de los aprendizajes logrados, con el propsito de verificar que
alcanzaste los resultados de aprendizaje (RAP).
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Captulo 1
Captulo 1Operacin del laboratorio
de alimentos
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Captulo 1
Introduccin
El presente captulo, tiene como propsito que logres identificar
y manipular los diferentes materiales, instrumentos y equipos de
planta y laboratorio de alimentos, adems de que aprendas a realizar
la preparacin de diluciones y soluciones empricas que te permitan
valorarlas, adems de lograr enriquecer los aspectos de organizacin
de un laboratorio de alimentos, considerando los requerimientos de
seguridad e higiene en el trabajo.
Para lograr lo anterior se te proporcionan contenidos que te
apoyan en el desarrollo de competencias que te permitirn
seleccionar y preparar material y equipo de laboratorio de acuerdo
a las especificaciones establecidas, identificando, las sustancias
qumicas de acuerdo a sus caractersticas y preparar soluciones segn
especificaciones tcnicas.
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Captulo 1
Unidad 1 Clasificacin de materiales de laboratorio
1.1 RAP Clasifica los materiales de laboratorio de forma fsica a
travs de cartas de control, aplicando las tcnicas de limpieza de
acuerdo con el uso especfico de cada uno de ellos
1.1.1 Equipos y materiales utilizados en los procesos de un
laboratorio de qumica
Por lo general, el material de laboratorio, se dice que es
sencillo pero complejo, ya que aunque tengamos la idea de que en
los laboratorios solo existen tubos de ensayo, pipetas, embudos y
escobillas, entre otras cosas, tambin existen otros elementos que
son mucho ms frgiles, por lo que el correcto manejo de ellos
requiere de un acertado conocimiento de los mismos.Un laboratorio
es el lugar en el que son aplicados los diversos conoci-mientos
tericos, llevndolos a la prctica, por esta razn, es muy impor-tante
que este lugar est bien equipado, con los instrumentos y materiales
adecuados para que los procesos de experimentacin funcionen como
debe ser. Al mismo tiempo, toma gran relevancia el que el material
de laboratorio de haya utilizado, sea higienizado de acuerdo a las
polticas de higiene del laboratorio, con la finalidad de que su
contaminacin no influya en experimentaciones futuras. Por otro
lado, si se requiere de trabajar con fuego o gases txicos se hace
necesario tomar las medidas de seguridad pertinentes, por lo que en
caso de quemaduras con objetos calientes, o fro, se debe contar con
los medicamentos y sustancias ne-cesarias para ayudar a confortar
al lesionado de forma inmediata, hasta que lleguen los servicios de
emergencia.
El material de laboratorio por lo general se encuentra fabricado
con vidrio ptico, de Jena o duro, por lo que debido a su composicin
son muy resistentes a la accin de reactivos qumicos y a los cambios
bruscos de tempe-ratura, dentro de ellos se encuentran los que se
muestran en la figura 1, como son el matraz de fondo plano, matraz
de Erlenmeyer, matraz de destilacin, vaso de precipitados y el tubo
de ensayo.
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Captulo 1
El soporte o sujecin, excepto la gradilla, todos los dems estn
hechos de metal, entre ellos se encuentran el soporte universal con
anillo de fierro, pinzas para bureta y tela de alambre; pinzas de
crisol, pinzas de 3 dedos con nuez, gradilla para tubos de ensayo y
pinzas para tubos de ensayo, ejemplos de estos se muestran en la
figura 3.
Existen algunos materiales que se emplea para medir volmenes,
estos pueden ser de vidrio o de plstico transparente y se
encuentran graduados, algunos de ellos se muestran en la figura
2.
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Captulo 1
En muchas ocasiones al material de laboratorio como el que se
muestra en la figura 4, se le cataloga como infinito debido a que
en esta rea por lo general se establecen innovaciones, dentro de
ellos, los ms utilizados son: el mortero con pistilo, tubo de
ensayo, esptula, tapones, escobillas, embudo, vidrio de reloj,
pipeta, probeta, cuba hidroneumtica y frascos goteros.
Figura 4. Ejemplo de algunos
materiales de laboratorio
Otros materiales son aquellos que sirven para realizar
mediciones, ejem-plo de ellos son: las balanzas, termmetro,
barmetro, brjula, flexmetro, vernier y la regla. Cada material de
laboratorio es preponderante para que los resultados de las
experimentaciones sean los esperados.
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Captulo 1
1Identifica cada elemento del laboratorio y relacinalo con su
respectivo nombre en la siguiente tabla de comparacin
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Captulo 1
1.1.2 Cartas de control
Una herramienta importante en el control estadstico de los
procesos de un laboratorio, son las cartas de control; bsicamente,
una carta de control sirve para llevar a cabo la recoleccin de
datos, de una forma sencilla, de los equipos de monitoreo y medicin
utilizado en proceso industriales y el aseguramiento de las
mediciones de laboratorios de ca-libracin y prueba, representando
el comportamiento de los valores de: mediciones directas,
magnitudes de influencia, resultado y clculos de medicin o las
caractersticas metrolgicas de un instrumento.
Un laboratorio debe estar equipado con los instrumentos
necesarios para la realizacin correcta de pruebas, por lo que en
estos deben estar insta-lados y/o calibrados de una forma correcta,
lo cual, debe estar registrado por escrito en un informe, o carta
de control, que forma parte del expe-diente de los instrumentos,
estas cartas se implementan, con la finalidad de asegurar el buen
funcionamiento de los equipos e instrumentos de laboratorio, adems
de mantener su historial.
Todo laboratorio debe contar con las respectivas cartas de
control de los equi-pos e instrumentos con los que cuente, dentro
de estas cartas se debe incluir: Nombre, marca, N de inventario, N
de serie, modelo y ao, localizacin, costo aproximado, fecha de
adquisicin, prestacin del servicio y nombre del inspector.
Todo equipo o instrumento, debe contener los datos generales,
registro, y de ser posible, anexar los reportes de mantenimiento
preventivo, correcti-vo, calibracin y verificacin.
Por tanto para poder realizar la calibracin de los instrumentos,
se debe realizar preparaciones de pruebas, con el fin de garantizar
la uniformidad en la determinacin de la actividad, por tanto, al
adquirir un nuevo ma-terial o instrumento, esto debe estar a cargo
de un profesional calificado responsable de la compra, recepcin y
distribucin del instrumental.
De ah que el encargado deba mantener un registro central o
archivo que contenga, el nombre del material de referencia,
proveedor o impor-tador, origen, lote, la fecha de anlisis para la
adquisicin si cumple los requisitos estipulados, pero en el caso de
que cualquier material deba ser rechazado se identificar claramente
y se destruir o devolver al provee-
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Captulo 1
dor lo antes posible, adems el registro debe contar con el lugar
y las condiciones de almacenamiento y la fecha de vencimiento. Este
registro deber contener toda la informacin relativa a las
propiedades del mate-rial de referencia ver figura 5. Sin embargo,
tambin es necesario verificar la calidad del material de referencia
cuando las condiciones hayan sido alteradas, o de manera rutinaria
por lo menos una vez al ao.
Figura 5. Registro de la
informacin del mate-
rial recibido
Para el caso de los reactivos de un laboratorio, los cuales son
materiales de origen qumico o biolgico utilizados en los anlisis en
el laboratorio, estos deben ser de calidad apropiada, por lo que
deben ser adquiridos a proveedores certificados, en sus envases
originales, con su respectivo registro de compra, recepcin y
distribucin para garantizar la continui-dad, sobre todo en lo que
respeta a sustancias que deben adquirirse con anticipacin.
Por si fuera poco, para el caso de la adquisicin de reactivos,
se debe te-ner certeza de que los sellos estn intactos cuando se
reciben en la bode-ga del laboratorio, por lo que, debe existir un
registro de la(s) persona(s) a cargo de la inspeccin y la fecha en
el rtulo o etiqueta.
Si por algn motivo se nota que los reactivos han sido
manipulados inde-bidamente, estos debern ser rechazados, salvo en
aquellos casos en que pueda comprobarse su identidad y pureza,
deben existir tambin un ade-
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Captulo 1
cuado manejo de reactivos y eliminacin de desechos qumicos,
adems de que debe haber espacios destinados a sustancias
inflamables, cidos, sustancias que producen emanaciones, y otros
reactivos, debidamente equipados con base en las normas contra
incendios ver figura 6.
Figura 6. Manejo ade-
cuado de sustancias
contaminantes
Con el propsito de dar seguridad a los seres humanos y reducir
la contaminacin del laboratorio, los reactivos no deben almacenarse
en el laboratorio, a menos que haya razones de peso para ello. Los
reactivos de utilizacin rutinaria deben mantenerse en el
laboratorio, por ejemplo el agua es considerada como reactivo, por
lo que debe cumplir especifica-ciones tcnicas para su utilizacin en
el laboratorio.
Se debe considerar que los reactivos elaborados en el
laboratorio deben ser preparados con base en procedimientos
escritos o de acuerdo a far-macopeas u otros textos oficiales, por
lo que deber existir tambin una carta de control en la que se
indique: la identificacin del reactivo, con-centracin, factor de
normalizacin, fecha de preparacin y vencimiento, condiciones de
almacenamiento y las iniciales del tcnico responsable.
Por si fuera poco, los equipos o instrumentos deben contar con
un ma-nual de operacin en el idioma local. El instructivo de
operacin debe describir de manera general los pasos a seguir para
el manejo del equipo y debe estar colocado en un lugar visible
cerca del equipo.
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Captulo 1
Cada equipo deber tener su registro de uso y/o su carta de
control que debe colocarse cerca del equipo, por lo que deben
establecerse progra-mas de mantenimiento preventivo especfico para
cada equipo, as como tambin programas de calibracin o verificacin
de instrumentos para que stos operen de tal forma que aseguren que
las mediciones efectuadas sean trazables de acuerdo con patrones
nacionales de medicin y si es factible con aquellos especificados
por el Comit Nacional de Pesas y Medidas.
En el caso de que un equipo se encuentre fuera de
especificaciones se debe realizar acciones correctivas, mientras
tanto, se debe poner fuera de servicio dicho aparato, pero para el
caso de instrumentos, estos de-ben demostrar mediante calibraciones
que se encuentran en condiciones satisfactorias para operar, aqu se
sugiere realizar calibraciones peridicas en servicio
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34
Captulo 1
1.1.3 Limpieza de materiales de laboratorio
Son utensilios que te permiten sujetar algunas otras piezas de
laboratorio, ver figura 7 a,b,c,d.
Material de sostn
Material de recipiente
Utensilios usados como contenedores de sustancias, ver figura
8.
Figura 7. Material de soporte
a) Gradilla b) Pinzas para sujetar tubos de ensayo
d) Nuez para sujetar.c) Soporte universal.
Figura 8. Material contenedores, vasos de precipitados y
matraces.
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Captulo 1
Son utensilios que permiten medir volmenes, ver figura 9.
Material volumtrico
Figura 9. Pipetas y probetas para la medicin de lquidos
Material de uso especfico
Son utensilios que te permiten realizar algunas operaciones
especficas y solo se pueden utilizar para ello, ver figura 10.
Soluciones qumicas de limpieza
Un anlisis qumico se realiza comnmente por duplicado o
triplicado, por eso es importante marcar cada vaso que contenga una
muestra de manera que pueda identificarse su contenido. Los
matraces, vasos y algunos crisoles tienen pequeas reas grabadas
sobre las que se pueden hacer marcas semipermanentes con un lpiz;
recuerda que antes de utilizar cada vaso, matraz o crisol que vaya
a contener una muestra, debe limpiarse perfectamente. El material
debe lavarse con una solucin de detergente caliente y despus debe
enjuagarse, primero con agua corriente y finalmente con porciones
pequeas de agua desionizada. El material de vidrio apropiadamente
limpio debe cubrirse con una pelcula uniforme y continua de agua y
ponerse en un escurridor. En casos muy raros es necesario secar la
superficie interior del material de vidrio antes de utilizarlo; el
secado es, en el mejor de los casos, un desperdicio de tiempo y, en
el peor, una fuente potencial de contaminacin.
Para el lavado, puede utilizarse un detergente orgnico como el
benceno o acetona para eliminar pelculas de grasa, aunque en
ocasiones las soluciones se preparan con aldehdos que son agentes
alquilantes que
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Captulo 1
actan sobre las protenas, provocando una modificacin
irreversible en enzimas que inhiben la actividad enzimtica, estos
compuestos destruyen las esporas.
Glutaraldehdo
Es un desinfectante que tienen un amplio espectro de accin, se
activa con la presencia de material orgnico y no es corrosivo, ya
que dependiendo del tiempo de exposicin se puede alcanzar
diferentes grados de desinfeccin, este proceso se muestra en la
figura 11 y consiste en preparar una solucin alcalina al 2 % y
sumergir el material a esterilizar de 20 a 30 minutos, y luego un
enjuague de 10 minutos, este mtodo tiene la ventaja de ser rpido,
adems de ser el nico esterilizante efectivo en fro.
Formaldehdo
En este proceso se utilizan pastillas de paraformaldehido, que
se colocan en el fondo de una caja, se encuentran envueltas en gasa
o algodn, despus pueden ser expuestas al calor para una rpida
esterilizacin (accin del gas formaldehdo). Tiene aplicacin en
estufas de formol, las cuales consisten en unas cajas de doble
fondo, donde son colocan las pastillas y se calienta a 60 C, con lo
cual se puede esterilizar materiales de ltex, goma o plsticos, sin
embargo, las pastillas de formalina esterilizan en 36 horas a
temperatura ambiente, un ejemplo de este proceso se muestra en la
figura 12.
Potasa alcohlica
Este proceso es utilizado para eliminar residuos de grasas, como
pueden ser las de silicn, para ello, se sumerge en la potasa tibia
de 10 a 15 minutos, despus se enjuaga con agua corriente y
destilada, por ltimo se seca. Para obtener la solucin, de debe
preparar disolviendo 20g de Hidrxido de Potasio (KOH) por cada
100ml de alcohol etlico de 96.
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Captulo 1
Esterilizacin por gas-plasma de Perxido de Hidrgeno
Este proceso de esterilizacin se lleva acabo a baja temperatura,
consiste en la transmisin de perxido de hidrgeno en fase plasma
(estado entre lquido y gas), que ejerciendo una accin biocida.
Tcnicas de limpieza general
Limpieza simple
1. Lavar con agua simple, jabn y tallar con un escobilln.
2. Enjuagar con agua simple.
3. Enjuagar con agua destilada.
4. Secar con calor directo, en un escurridor o con sustancias
qumicas.
Tcnica de limpieza qumica de las buretas
1. Lavar con agua y jabn.
2. Sujetar la bureta a un soporte universal con ayuda de las
pinzas para bureta.
3. Estando cerrada la bureta llenarla de solucin limpiadora.
4. Dejar actuar.
5. Enjuagar.
6. Secar.
Figura 13. Escurridor de material de vidrio en un laboratorio
comn de an-lisis qumico
Tcnica de limpieza qumica de las pipetas
1. Lavar con agua y jabn.
2. Colocar en un recipiente adecuado alas pipetas (de
polipropileno).
3. Cubrir perfectamente con la solucin limpiadora.
4. Dejar actuar.
5. Enjuagar.
6. Secar.
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Captulo 1
Tcnicas para la eliminacin de microorganismos
Mtodos de esterilizacin fsica
Para poder entender lo que es la esterilizacin por mtodos
fsicos, hay que comprender que es la esterilizacin, pues sta
consiste en la destruccin o eliminacin de cualquier tipo de vida
microbiana de los objetos inanimados, incluyendo las formas
esporuladas de hongos y bacterias. Significa el nivel ms alto de
seguridad y, por tanto, de letalidad (o eficacia biocida). Teniendo
esto en cuenta podemos entrar en detalle con los mtodos antes
mencionados.
Calor
La utilizacin de este mtodo y su eficacia depende de dos
factores: el tiempo de exposicin y la temperatura. Todos los
microorganismos son susceptibles, en distinto grado, a la accin del
calor. Provoca la desnaturalizacin de protenas, fusin y
desorganizacin de las membranas y/o procesos oxidantes
irreversibles en los microorganismos.
Esterilizacin por calor seco:
Estufa
Este mtodo utiliza aire caliente seco y la operacin se realiza
en aparatos que reciben el nombre de esterilizacin por aire
caliente o estufas.
Ventajas de este mtodo: Facilidad de instalacin, manejo y la
disposicin de poder esterilizar material dentro de recipientes
cerrados.
Desventajas: Son necesarias altas temperaturas, con lo cual los
instrumentos a esterilizar pueden ser deteriorados por el excesivo
calor.
Adems no hay una distribucin homognea de la temperatura por lo
que existe la posibilidad de un excesivo gasto de funcionamiento
por consumo de energa elctrica. La accin destructiva del calor
sobre protenas y lpidos requiere mayor temperatura cuando el
material est seco, o cuando la actividad
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Captulo 1
Autoclave:
En este mtodo, el calor y la presin actan de forma combinada,
aqu el calor hmedo es producido en forma de vapor de agua a presin
y el mecanismo de destruccin se realiza a travs de la coagulacin de
la protena bacteriana, destruyendo los microorganismos ms
resistentes como las esporas.
En este mtodo, todos los organismos vivos pueden ser rpidamente
destruidos en presencia del vapor de agua a presin, la figura 14 es
un ejemplo de una autoclave para la eliminacin de
microorganismos.
de agua del medio es baja.
Estufas doble cmara
Este sistema de limpieza, consiste en un equipo con doble cmara,
en el cual el aire caliente generado en su interior por una
resistencia, circula por la cavidad principal y por el espacio
entre ambas cmaras a temperatura de 170 C para el instrumental
metlico y a 140 C para el contenido de los tambores.
Se mantiene una temperatura estable mediante termostatos de
metal, que al dilatarse por el calor, cortan el circuito
elctrico.
Desventajas
Requiere mayor tiempo de esterilizacin, respecto al calor hmedo,
debido a la baja penetracin del calor.
Esterilizacin por calor hmedo:
En este mtodo, el calor es el que produce la desnaturalizacin y
coagulacin de protenas, estos efectos se deben a dos razones: El
primero es que el agua es una especie qumica muy reactiva y muchas
estructuras biolgicas son producidas por reacciones que eliminan
agua; el vapor de agua posee un coeficiente de transferencia de
calor mucho ms elevado que el aire por ltimo el agua hierve a 100C.
El segundo es que no constituye un mtodo esterilizante, ya que
permite la supervivencia de muchas esporas.
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40
Captulo 1
Ventajas del calor hmedo
Rpido calentamiento y penetracin, destruccin de bacterias y
esporas en corto tiempo, no deja residuos txicos, hay un bajo
deterioro del material expuesto, y por ltimo y no menos importante,
es econmico.
Desventajas: No permite esterilizar soluciones que formen
emulsiones con el agua.
Operacin de la autoclave:
Se coloca agua en la caldera, procurando que su nivel no alcance
a los objetos que se disponen sobre una rejilla de metal. Se cierra
asegurando la tapa, sin ajustar los bulones y se da calor, dejando
abierta la vlvula de escape hasta que todo el aire se desaloje y
comience la salida de vapor en forma de chorro continuo y
abundante.
2Relaciona las siguientes afirmaciones, que hacen referencia a
los mtodos de limpieza de microorganismos.
Afirmacin
A. Este mtodo utiliza aire caliente seco
B. En este mtodo el aire caliente generado por una resistencia
circula a travs de una cavidad principal.
C. Este mtodo produce una desna-turalizacin y coagulacin de
pro-tenas.
D. Este mtodo destruye los micro-organismos ms resistentes como
las esporas.
Mtodo referido
( ) Estufas de doble cmara
( ) Esterilizacin por calor hmedo.
( ) Autoclave
( ) Estufa
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41
Captulo 1
1Realiza una solucin qumica de limpieza
Material- 300 ml de cido clorhdrico.- 100 ml de cido ntrico- 600
ml de agua destilada
Procedimiento
1. En un recipiente de vidrio de 1500 ml, en primer lugar coloca
los 600 ml de agua destilada.
2. Colcate los lentes de proteccin y agrega los 100 ml de cido
ntri-co y los 300 ml de cido clorhdrico al agua destilada, muy
lentamente.
Nota: Nunca debers agregar el agua a los cidos, ya que esto
provo-cara una ebullicin de las sustancias y podras sufrir
quemaduras.
3. Agita muy levemente la solucin.
4. Ahora podrs sumergir los instrumentos de vidrio en esta
solucin, para poderlos limpiar.5. Al trmino del lavado en la
solucin, puedes lavar con abundante agua y poner en el
escurridor.
6. Realiza un reporte de tu prctica.
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42
Captulo 1
2
Realiza una mezcla crmica
Material6.5 g Dicromato de Potasio10 ml Agua destilada 100 ml de
cido sulfrico
Procedimiento1. Utiliza los lentes de proteccin y guantes de
plstico para realizar este experimento.2. Disuelve dicromato de
potasio en los 10 ml de agua destilada.3. Calienta la solucin
ligeramente y djala enfriar por unos minutos.4. Agrega poco a poco,
el cido sulfrico, y mezcla la solucin con mucho cuidado.5. Realiza
un reporte de la prctica realizada
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43
Captulo 1
Los materiales de laboratorio pueden estar construidos con
sustancias de diferentes caractersticas pero que sin embargo,
sirven para nuestro propsito, por lo que las sustancias utilizadas
de manera frecuente en el laboratorio, como ya es de tu
conocimiento, pueden estar hechas con base a vidrio borosilicatado,
porcelana o cermica y metlicos.
Por tanto, el material de laboratorio ser todo aquel que est
construido con sustancias que soportan el tratamiento o que su uso
adecuado as lo requiere, de tal forma que si el material es de
vidrio, este debe estar construido con paredes finas, o
eventualmente paredes gruesas con llaves o cierres, por lo que debe
ser utilizado con suma precaucin.
En lo que respecta al vidrio borosilicatado o Pirex, este es
utilizado por su bajsimo coeficiente de dilatacin, adems de que al
romperse, forma astillas o fracciones muy cortantes que pueden
llegar a provocar al ma-nipulador del material, heridas
dolorosas.
Se recomienda que al utilizar el material de vidrio y
especialmente cuando se encuentre caliente, se debe manipular con
un trapo o guantes de fibra amiantados o de lana ya que de esta
forma se logra disminuir situaciones de riesgo.
En el caso de los metales y los materiales de cermica, estos
tambin deben ser tratados con sumo cuidado en su uso cotidiano,
debido a su peso y a su alta conductividad de calor, por lo que al
manipularlos se debe hacer con algn trapo a guantes diseados para
soportar tempera-turas altas.
Sin lugar a dudas el plstico ha estado ganando terreno en la
fabrica-cin de diferentes instrumentos en varios de los campos,
siempre con las adecuaciones a los requerimientos de dichas reas,
ejemplos de estos materiales son los polietilenos, el PVC y el
tefln (o politetrafluoretileno).
Dentro del laboratorio, y al utilizar fibra de vidrio o amianto
en cualquie-ra de sus presentaciones es recomendable o
imprescindible hacerlo con
1.2 RAP Maneja los materiales de laboratorio para optimizar su
empleo en los anlisis fsico-qumicos del proceso alimenticio
mediante indicaciones e instructivos
1.2.1 Manejo de materiales de laboratorio
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44
Captulo 1
guantes de fibra y adems se puede utilizar barbijo, de forma
general, todo material que se encuentre caliente no debe ser mojado
con agua y cuando se lo coloque sobre alguna superficie se debe de
tener cuidado de hacerlo sobre una superficie de madera o de
cartn.
Sin las razones antes mencionadas, se puede determinar que el
material de laboratorio podra clasificarse en las siguientes
categoras, esta clasificacin se encuentra de acuer-do a la
funcionalidad y frecuencia de su uso en el laboratorio
1. Material calentable2. Material no calentable3. Material de
intermedio o de conexin4. Material de medicin o de comparacin5.
Material de fuentes de calor
Material CalentableSon considerados materiales de la-boratorio
calentables aquellos cuyo uso as lo requiere, por lo que estn
construidos con sustancias que so-portan altas temperaturas. Un
ejem-plo de estos materiales son los tubos de ensayo, los cuales
son utilizados para realizar pequeos ensayos, ca-lentamientos o
contener o fluidos, la figura 15 muestra este tipo de
materiales.
Material no calentableEste tipo de material se caracteriza por
poseer paredes de vidrio gruesas, adems de concentraciones de
material o llaves de cierre. Este tipo de material si se llega a
calentar sufre un fenmeno fsico llamado culpa, de-bido a que la
pared exterior se calienta ms rpido que la pared interior, por lo
que se genera una dilatacin que como consecuencia hace que el
material se rompa, es por esta razn que este tipo instrumentos estn
construidos con materiales que no soportan el calentamiento,
ejemplo de estos se muestra en la siguiente figura 16.
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45
Captulo 1
Material Intermedio o de conexinPor lo general todas la
herramientas auxiliares del laboratorio son consideradas materiales
intermedios o de conexin, ejemplo de ellos son el soporte
universal, el cual consta de una barra metlica que se atornilla
sobre la base, esta puede ser trpode o tener una for-ma
rectangular, sobre esta barra se sujetan y fijan los aros pinza u
otros soportes, con la ayuda de diferentes nueces, aunque existen
otros utensilios que no tienen nueces para fijar, por lo que
proporcionan la posibilidad de modificar la distancia al soporte,
ejemplo de este mate-rial se puede observar en la figura 17.
Materiales de medicin o de comparacinEn el laboratorio tambin
podemos encontrar materiales que nos permiten hacer una evaluacin
de magnitudes ponderables de una sustancia o ma-terial, las
magnitudes que comnmente se emplean en un laboratorio son:
Longitud, Masa, Superficie, Tiempo, Estado trmico y Volumen.
Para medir la longitud, se puede emplear una regla o cinta
graduada, las unidades ms utilizadas son: 1 metro = 101 dm = 102 cm
= 103 mm = 106 micras = 109 milimicrasPara medir masa, se emplea la
balanza, como pueden ser una bscula, sus unidades son: 1 Kilogramo
= 103 gramos = 106 miligramosPara medir superficie, estas pueden
ser calculadas debido a que son mag-nitudes derivadas, cuyas
unidades son:1 metro cuadrado ( m2) = 102 dm2 = 104 cm2 = 106
mm2
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46
Captulo 1
Para llevar a cabo la medicin del tiempo, se utiliza el reloj y
el cronmetro, sus unidades son: 1 hora = 6.101 minutos = 3,6.103
segundos = 3,6.104 segundos/10
La probeta, la bureta y la pipeta graduada, son ejemplos de
materiales de medicin o comparacin, estos se pueden observar en la
figura 18.
Fuentes de CalorDentro de las fuentes de calor se pueden tener
los aparatos con llama, al utilizar estos aparatos, los cuales son
de llama abierta, pueden existir riesgos de incendio y explosin por
la presencia de gases comburentes y combustibles o de productos
inflamables en el ambiente prximo donde se utilizan, ejemplo de
ellos se muestra en la figura 19.
1.2.2 Manuales de operacinLos manuales de operacin deben estar
dirigidos a todo aquel personal que opera o proporciona
mantenimiento preventivo a equipos y material de laboratorio, en
este se describen algunos de los equipos ms co-mnmente usados y sus
principales funciones. Algunos de estos son de funcionamiento
sencillo tales como: el Microscopio binocular, Centrfuga, Balanza,
Analtica, Bao de Mara, Rotador Serolgico, Autoclave, Horno y
Estufa; adems de otros que requieren de sistemas ms sofisticados
como: Espectrofotmetro, y Pipetas automticas.
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47
Captulo 1
Es importante hacer notar que el manual de operacin no debe
sustituir el manual del fabricante, por lo que es considerado como
un complemento de l. El objetivo de los manuales de operacin es,
describir la opera-cin de los equipos e instrumentos que son
utilizados en los ambientes de laboratorio, mostrando al operador
el uso adecuado de los equipos e instrumentos, fomentando el
seguimiento de las recomendaciones del fabricante, adems de mostrar
los procedimientos para el adecuado man-tenimiento y cuidado de los
equipos e instrumentos.
1.2.3 Uso y manejo del microscopioPara obtener un funcionamiento
continuo del microscopio, es importante tomar muy en cuenta las
siguientes recomendaciones:
1. Debe ser cubierto con cobertores de tela, y no plsticos, ya
que estos podran producir deformaciones debido al calor que
producen, adems de formacin de hongos en los lentes.2. Jams debe
ser expuesto a los rayos del sol de forma directa, ni cer-ca de
sustancias txicas y menos cerca de donde existan equipos que
producen vibracin.3. Es importante considerar que el polvo se
encuentra prcticamente en todo lugar, lo que ocasiona problemas en
las partes mecnicas que se deslizan sobre guas con extrema
precisin, si estas guas estn sucias, el polvo con la lubricacin
hace las veces de esmeril o lija, ocasionando desajustes en los
movimientos, debido a esto es necesario limpiar y lubri-car
peridicamente estos mecanismos.
1.2.4 Uso y manejo de hornos y estufasTanto los hornos como las
estufas, tienen el mismo diseo, se diferencian una de otra en el
control de temperatura que utilizan. La estufa como la que se
muestra en la figura 20, es un equipo indispensable en la seccin de
bacteriologa, se utilizan a una temperatura de 37C , para realizar
cultivos de bacterias, hongos, a una temperatura igual a la del
cuerpo humano.
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48
Captulo 1
Algunas estufas especiales al vaco, son utilizadas para cultivos
de anae-robios, en ellas, el aire de la estufa se elimina mediante
una bomba de vaco y se sustituye por nitrgeno; luego ste se elimina
y se sustituye por otro, repitindose este procedimiento hasta
obtener una atmsfera pura. La admisin de nitrgeno se regula
mediante una vlvula dosificadora. Por lo general, los hornos son
utilizados en el laboratorio para el secado de material y para
secar sales qumicas, regularmente sus temperaturas osci-lan de 60C
a 300C, en ellos, la circulacin del aire asegura una intensa
transmisin del calor y, por tanto, un secado ms rpido, la renovacin
del aire, se realiza a travs de un orificio de salida de aire, en
el techo.
Para la operacin de las estufas se debe cuidar que se encuentren
co-locadas sobre una superficie nivelada, la separacin mnima entre
estos equipos y la pared debe ser de aproximadamente 20 cm, con lo
cual se asegura la circulacin del aire. Se debe tener cuidado de
encender el equipo con el interruptor de encendido y marcar la
temperatura deseada, con el control de temperatura, para el caso
del secado de sales qumi-cas, esto se debe hacer a una temperatura
entre 70C a 80C, se debe esperar un tiempo prudente para que el
equipo alcance la temperatura seleccionada.
Se debe tener cuidado, de no colocar dentro del horno material
que no soporte temperaturas elevadas, ya que ste puede derretirse o
quemarse produciendo malos olores, adems de contaminar las muestras
o el mis-mo material, se debe cuidar que durante el proceso sus
diferentes indica-dores se encuentren funcionando perfectamente.
Dentro de los cuidados en este aparato, se encuentra el asegurar un
calentamiento homogneo de todo el material colocado en la estufa o
en un horno de secado, por lo que se recomienda colocarlo en los
estantes de forma que no impida la circulacin del aire, no debe
utilizarse para procesos de secado donde se originen vapores, ni
tampoco utilizarlo para secar o esterilizar material descartable,
no se debe limpiar el interior de un horno o una estufa utili-zando
objetos punzantes, ya que puede daar la cmara interna.
Los manuales de operacin contienen un apartado en el que se
propor-cionan tablas que especifican el tipo de aparato, su posible
falla y su posible solucin, un ejemplo de esto se muestra en la
siguiente tabla 1.
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49
Captulo 1
Aparato Posible falla Posible solucin
MicroscopioBinocular
a) La luz no enciende. Revisa que el cordn est bien conectado a
toma-corriente.Remueve el foco, ins-peccione visualmente si est
quemado, si es as reemplcelo.
b) La luz parpadea La base est floja, cambiar
c) Hongos en los len-tes del prisma.
Si no estn muy daa-dos limpiar con lquido a base de alcohol o
ter.
Puedes ampliar ms tus conocimientos sobre este tema si visitas
la siguiente pgina
web:http://www.gruposaludgtz.org/proyecto/mspas-gtz/Downloads/Laborato-rio-Clinico.pdf
Tabla 1.
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50
Captulo 1
Ttulo
Este punto deber dar una indicacin clara del fenmeno estudiado y
adems contener palabras claves para los sistemas de bsqueda
bibliogrfica en el idioma nativo y en ingls.
Introduccin
Esta rea del informe se deber sealar el marco terico o enfoque
que se le dio al estudio, con las razones del porqu y el para qu
del mismo. Esta seccin acompaada con el ttulo se adjunta en idioma
nativo y en ingls para las publicaciones.
Mtodos
Aqu es donde se darn los detalles experimentales y las
mediciones que se efectuaron en formas tabuladas o en
correspondencias proporcionales a grficos, los materiales empleados
y las condiciones metodolgicas que se utilizaron a fin de dar una
acabada explicacin de las actividades y de los resultados. Estas
descripciones les permitirn a otros investigadores poder repetir la
experiencia en estas condiciones o modificarlas.
Resultados y discusin
Esta seccin se deber presentar ajustada a un orden de
argumentacin que permita llegar a una conclusin lgica y ordenada,
apoyada en los comentarios que l o los autores realizan para
fundamentar el marco terico utilizado en su desarrollo.
Nunca se deber presentar un resultado de un trabajo de
investigacin sin un comentario formal de presentacin y deber
proveer los resultados, segn el tratamiento estadstico o de
correcciones que le permita visualizar las conclusiones.
Todo manual debe contar con una serie de apartados dentro de los
cuales se pue-den tener los siguientes:
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51
Captulo 1
3Reconoce e identifica el material de laboratorio
MaterialDiferentes tipos de materiales e instrumentos utilizados
en el laboratorio.
Procedimiento1. Sobre la mesa de laboratorio reconoce y agrupa,
los diferentes mate-riales proporcionados. 2. Observa los
materiales e identifica las sustancias con las que han sido
construidos.3. Una vez identificado el material de laboratorio,
debers reconocer su uso y sus posibles limitaciones que no pongan
en riesgo su vida til.4. Planifica alguna actividad que cumpla con
las condiciones de seguri-dad en el trabajo del laboratorio, y que
sea simple, en la que se pueda usar este material.5. Elabora un
informe de la prctica realizada.
-
52
Captulo 1
4
Separacin de lquidos de diferentes densidades
MaterialBalanzaMatraz aforado de 200 mlMatraz ErlenmeyerEmbudo
de decantacinSoporte universal1 gramo de yodo150 ml de agua
destilada10 ml ter
Procedimiento1. Pesa 0,1 gr. en balanza +/- 0,001gr de yodo no
sublimado y disol-verlo en 100ml de agua destilada, en matraz
aforado.2. Observa las caractersticas de la solucin, de ella se
reservarn 10 ml en un matraz de Erlenmeyer.3. Coloca el embudo de
decantacin, en un aro sujeto en un soporte universal o de Bunsen, y
agrgale 10 ml de ter o tetracloruro de car-bono.4. Tapa el embudo
de decantacin, invirtela, abre la llave para el esca-pe de gases
que se pudieran formar, efecta movimientos de rotacin.5. Coloca
nuevamente el embudo de decantacin en el aro y observa lo que
ocurre.6. Enuncia una hiptesis de lo ocurrido, luego colcala en un
matraz de Erlenmeyer a 10 ml de la solucin acuosa final.7. Titular
las soluciones acuosas de yodo con una solucin 0,1 molar de tri
sulfito de sodio y una solucin de almidn como indicador.8. A qu se
deben los diferentes volmenes de solucin titulante gasta-dos? 9.
Realiza un reporte de la prctica realizada.
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53
Captulo 1
2.1.2 Mtodos de separacin
Los mtodos de separacin se basan en las diferencias entre las
propiedades fsicas de los componentes de una mezcla, tales como:
Punto de ebullicin, densidad, presin de vapor, punto de fusin,
solubilidad, etc. Los mtodos ms conocidos son:
Filtracin.
Decantacin.
Evaporacin.
Cristalizacin.
Sublimacin.
Destilacin.
Extraccin.
Cromatografa.
Unidad 2 Preparacin de diluciones y soluciones
2.1 RAP Prepara diluciones y soluciones empricas y valoradas
para su aplicacin en los anlisis fsico-qumicos del proceso
alimenticio mediante especificaciones establecidas
2.1.1 Montaje de dispositivos y sistemas para destilacin,
evaporacin, titulacin, filtracin, extraccin de gases y determinacin
de nitrgeno proteico
Contar con el conocimiento de la composicin de los alimentos, su
contenido en nutrientes, de determinados parmetros que nos informan
de su calidad o de la presencia de determinados contaminantes es
una informacin fundamental para la gestin de la calidad y la
seguridad de los mismos, requieren del soporte expertos para el
diseo y montaje de dispositivos con base en un plan de control,
para la realizacin del mismo, en la obtencin de resultados
totalmente fiables, de ah que el conocer diferentes mtodos de
preparacin y anlisis de diferentes componentes que constituyen a
los alimentos, permitir proporcionar la informacin necesaria a
partir de dichos procesos, por lo que todos los productos a
analizar, deben ser interpretados, para poder cuantificar los
nutrientes o contaminantes y en la resolucin de sus problemas
relacionados con la qumica de los alimentos, algunos mtodos
son:
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54
Captulo 1
Figura 22.
(1) (2)
(3) (4)
2.1.3 Mtodos de filtracin
Las aplicaciones de los procesos de filtracin son muy extensas,
encontrndose en muchos mbitos de la actividad humana, tanto en la
vida domstica como de la industria general, donde son
particularmente importantes aquellos procesos industriales que
requieren de las tcnicas de ingeniera qumica.
La industria alimenticia y de la bebida, la separacin precisa de
partculas resulta necesaria e importante, por ejemplo en la
produccin de cerveza, zumo de manzana y muchos productos lcteos,
para lo cual se utiliza la filtracin por membrana, la cual es
utilizada para la clarificacin, concentracin, fraccionacin
(separacin de componentes), desalacin y purificacin de toda una
serie de bebidas, adems de ser aplicada para aumentar la seguridad
de algunos productos alimentarios, sin tener que recurrir a
tratamientos trmicos.
Otros ejemplos de elaboracin de alimentos que requieren de la
tcnica de filtracin por membrana se muestran en la figura 21, y son
los zumos de fruta y verdura, como el de manzana o zanahoria; los
quesos, los helados, la mantequilla o algunas leches fermentadas;
los productos lcteos desnatados o bajos en lactosa; la cerveza, el
vino y la sidra sin alcohol, entre otros.
Tambin es recomendado, para mejorar los procesos de filtracin,
como el que se muestra en la figura 22, en la cual se observa que
para filtrar usando vaco primario es ideal usar embudos Buchner
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55
Captulo 1
2.1.4 Mtodos de destilacin
El mtodo mostrado en la figura 23, consiste en separar los
componentes de las mezclas basndose en las diferencias en los
puntos de ebullicin de dichos componentes. Cabe mencionar, que un
compuesto de punto de ebullicin bajo se considera voltil en relacin
con los otros componentes de puntos de ebullicin mayor. Los
compuestos con una presin de vapor baja tendrn puntos de ebullicin
altos y los que tengan una presin de vapor alta tendrn puntos de
ebullicin bajos.
En muchos casos, al tratar de separar un componente de la mezcla
por destilacin en la fase gas, se forma una especie de asociacin
entre las molculas llamada azetropo el cual puede presentar un
cambio en el punto de ebullicin al realizar la destilacin.
Por ejemplo, para determinar humedad (% de agua) en residuos
slidos se puede hacer uso de una destilacin del azetropo
aguatolueno. Se agrega una cantidad de tolueno al slido pulverizado
y se destila, se colecta el destilado en una trampa y al enfriarse
se puede medir la cantidad de agua que queda en el fondo de la
trampa (el tolueno es menos denso que el agua y es insoluble en
sta).
Los tipos de destilacin ms comunes son: Destilacin simple,
destilacin fraccionada, la destilacin por arrastre con vapor y la
destilacin a presin reducida.
Figura 23. Montaje del dispositivo general de destilacin.
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56
Captulo 1
Figura 24. Montaje de un equipo para llevar a cabo la destilacin
sim-ple.
Destilacin simple
Para llevar a cabo la destilacin simple, se requiere que los
materiales y dispositivos se monten tal como se muestra en la
figura 24, aqu, se logra que el lquido se destile desde el matraz
de destilacin, a travs de un primer paso que es la vaporizacin lo
que establece el equilibrio lquido-vapor. Posteriormente, parte del
vapor se condensa en las paredes del matraz, pero gran parte de ste
pasa por la salida lateral condensndose debido a la circulacin del
agua fra por el tubo refrigerante, el resultado obtenido se llama
destilado, y la porcin restante o que queda en el baln de
destilacin se llama residuo, es necesario mantener un ritmo de
destilacin, a travs de un goteo continuo de condensado en el bulbo
del termmetro. Con la finalidad de evitar sobrecalentamiento de los
lquidos, es necesario introducir en el baln ncleos de ebullicin y
mantener constante el ritmo de destilacin. La destilacin simple, es
aplicable en los sistemas que contienen lquidos orgnicos de puntos
de ebullicin bastante diferenciados, como por ejemplo el sistema
butano-etanol o agua-metanol.
La siguiente direccin te muestra un video de cmo se lleva a cabo
este proceso:
http : / /w w w.yo ut ube.com/watch?v =W7Vlx n4e 2v0& fe at
ure =player_embedded
Destilacin fraccionada
Cuando se requiere de la realizacin de una serie completa de
pequeas separaciones (destilacin simple), en una operacin sencilla
y continua que
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57
Captulo 1
utiliza el equipo montado de la figura 25. En este montaje, una
columna de destilacin fraccionada proporciona una gran superficie
para el intercambio de calor, en las condiciones de equilibrio, que
se establece entre el vapor que asciende y el lquido (condensado)
que desciende. El resultado es una serie completa de evaporaciones
y condensaciones parciales en toda la longitud de la columna de
fraccionamiento. Cuando el condensado en algn punto de la columna
toma calor del vapor, una parte se evapora de nuevo y lo dems, es
decir el vapor restante forma el ms rico en el componente ms voltil
(el de menor ebullicin). De forma paralela, cuando el vapor cede
calor al condensado, parte del mismo se condensa, siendo ste el ms
rico en el componente menos voltil (el de mayor punto de
ebullicin). Con base a lo anterior, se afirma que a medida que
aumenta la altura aumenta el enriquecimiento del componente ms
voltil e inversamente con el componente menos voltil. Tambin se
establece a lo largo de la columna un gradiente de temperaturas,
que varan desde el punto de ebullicin del componente X hasta el
punto de ebullicin
del componente Y. Existe una influencia adicional al equilibrio
termodinmica liquido-vapor, y ste es el intercambio de energa
(prdida) que se verifica la columna de fraccionamiento.
Cabe mencionar que este tipo de destilacin es mucho ms eficiente
que una destilacin simple y que mientras ms etapas involucre, mejor
separacin se obtiene de los componentes.
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58
Captulo 1
Agitador magntico con calentamiento
MSH20D/reemplazado por una mufa
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59
Captulo 1
La siguiente pgina web, te muestra la aplicacin que tiene este
tipo de destilacin:
http://www.yarethquimicos.uuuq.com/montaje_para_destilacion_fraccionada_o_sencilla.htm
Pinza con nuez para er-lenmeyer o refrigerante
Erlenmeyer con esme-rilado / reemplazado
por un baln
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60
Captulo 1
Figura 26. Montaje de un equipo para llevar a cabo la destilacin
con arrastre de vapor.
Destilacin por arrastre con vapor
La destilacin por arrastre de vapor, es utilizada para separar
sustancias insolubles en agua y literalmente voltiles, de otros
productos no voltiles mezclados con ellas. El proceso consiste en
hacer pasar una corriente de vapor a travs de la mezcla de reaccin
y los componentes que son solubles en el vapor son separados. Entre
las sustancias que se pueden separar por esta tcnica se pueden
citar los aceites esenciales. Este mtodo es un buen sustituto de la
destilacin al vaco, y tiene algunas ventajas, ya que la destilacin
se realiza a temperaturas bajas. El comportamiento de la destilacin
de un sistema de dos fases miscibles, donde cada lquido ejerce su
propia presin de vapor y la suma de ambas es de la presin de
operacin, son independientes de las cantidades relativas de la
mezcla. Estos hechos constituyen la base para la purificacin de
sustancias por el arrastre de una corriente de vapor. Existen
varios compuestos orgnicos de punto de ebullicin relativamente
alto, que con agua co-destilan en una cantidad en peso lo
suficientemente grande para ser destilados con cierta rapidez por
debajo del punto de ebullicin del agua, lo cual se debe a sus pesos
moleculares relativamente elevados comparados con las del agua, la
figura 26, muestra el montaje del equipo para llevar a cabo este
tipo de destilacin.
La siguiente pgina web, te muestra la forma de llevar a cabo
esta destilacin en el laboratorio.
http://www.youtube.com/watch?v=7kGM3FZkCpc&feature=related
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61
Captulo 1
Titulacin volumtrica
Otro proceso de anlisis cuantitativo es la valoracin o
titulacin, el cual es utilizado para determinar la concentracin
desconocida de un reactivo conocido. Aqu las medidas de volumen
juegan un papel fundamental, razn por la que se le llama tambin
anlisis volumtrico. En este proceso, un reactivo llamado valorante
o titulador, el cual tiene un volumen y concentracin conocida, es
utilizada para hacer que reaccione con una solucin de analito que
es de una concentracin desconocida.
Para aadir el valorante se utiliza una bureta calibrada, para
que sea posible determinar la cantidad exacta que se ha consumido
cuando se alcanza el punto final. El punto final es el punto en el
que finaliza la valoracin, y se determina mediante el uso de un
indicador, de forma Ideal es el mismo volumen que en el punto de
equivalencia, es decir el nmero de moles de valorante aadido es
igual al nmero de moles de analito, algn mltiplo del mismo.
Sin embargo, existen muchos tipos diferentes de valoraciones, en
una titulacin o valoracin cido-base simple, puede usarse un
indicador de pH, como la fenolftalena, que es normalmente incolora
pero adquiere color rosa cuando el pH es igual o mayor que 8,2.
Otro ejemplo es la naranja de metilo, de color rojo con en medio
cido y amarillo en disoluciones bsicas. No todas las titulaciones
requieren un indicador. En algunos casos, o bien los reactivos o
los productos son fuertemente coloreados y pueden servir como
"indicador". Por ejemplo, una titulacin o valoracin redox utiliza
el permanganato de potasio como disolucin estndar (rosa/violeta) no
requiere indicador porque sufre un cambio de color fcil de detectar
pues queda incolora al reducirse el permanganato. Despus del punto
de equivalencia, hay un exceso de la disolucin titulante
(permanganato) y persiste un color rosado dbil que no desaparece,
el montaje del material para este mtodo se muestra en la figura
27.
Destilacin al vaco: Muchas sustancias no pueden purificarse por
destilacin a la presin ordinaria, porque se descomponen a
temperaturas cercanas a su punto de ebullicin normal, en otros
casos la destilacin requiere de inmensas inversiones o utilizacin
de energa en gran cantidad, o finalmente poseen problemas de
equilibrio lquido-vapor, en consecuencia se emplea el mtodo de
destilacin al vaco o presin reducida. Sabemos que un lquido empieza
a hervir cuando su presin de vapor es igual a la presin atmosfrica
o de operacin, por lo tanto si reducimos la presin de operacin
tendremos la ebullicin a temperaturas bajas, esta no incluye a la
destilacin fraccionada.
Evaporacin: Consiste en separar los componentes ms voltiles
exponiendo una gran superficie de la mezcla. El aplicar calor y una
corriente de aire seco acelera el proceso.
Figura 27. Montaje del Rotavapor.
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62
Captulo 1
Determinacin de nitrgeno proteico
Nitrgeno y protena bruta
En el trabajo de rutina se determina mucho ms frecuentemente la
protena total que las protenas o aminocidos individuales. En
general, el procedimiento de referencia Kjeldahl determina la
materia nitrogenada total, que incluye tanto las no protenas como
las protenas verdaderas.
El mtodo Kjeldahl consta de las siguientes etapas:
Ntotal
digestin en
H2SO4(NH4)2SO4 / H2SO4
Destilar con exceso de NaOH
NH3 / cido brico(valorar con cido)
En la mezcla de digestin, se incluye sulfato sdico para aumentar
el punto de ebullicin y un catalizador para acelerar la reaccin,
tal como sulfato de cobre. El amoniaco en el destilado se retiene
por un cido normalizado y se valora por retroceso, o bien en cido
brico y se valora directamente. El mtodo de Kjeldahl no determina
todas las formas de nitrgeno a menos que se modifiquen
adecuadamente; esto incluye nitratos y nitritos.
La mayora de los procedimientos de determinacin de nitrgeno en
alimentos pertenecen a uno de los siguientes apartados:
Extraccin de gases
Montaje de dispositivo
Los gases en el laboratorio, se extraen por medio de campanas de
extraccin o de ventiladores de extraccin que permiten mantener el
rea de trabajo lo ms segura e higinica posible, dejando el rea
libre de gases.
Hay cabinas de extraccin de gases, tiles para llevar a cabo
ciertas operaciones, sobretodo cuando se usan disolventes orgnicos
y gases txicos.
En la siguiente pgina web, puede observar una metodologa para el
diseo de sistemas de extraccin de gases en cocinas
industriales:
http://www.cubasolar.cu/biblioteca/Ecosolar/Ecosolar06/HTML/articulo04.htm
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63
Captulo 1
(a) Destilacin macro- Kjeldahl.
(b) Destilacin semimicro Kjeldahl.
(c) Tcnica de micro difusin de Conway.
(d) Valoracin al formol.
(e) Mtodos (colorimtricos) de teido.
Los mtodos (d) y (e) se deben normalizar frente al mtodo de
referencia Kjeldahl.
La seleccin del mtodo para determinar protena puede realizarse
de acuerdo a varias circunstancias como lo son la disponibilidad de
equipo, nmero de muestras examinadas regularmente, urgencia en la
obtencin de resultados, grado de precisin deseado y homogeneidad de
la muestra. As, si tienen que examinarse con frecuencia gran nmero
de muestras de leche de vaca procedentes de la misma ganadera, la
valoracin al formol o uno de los mtodos de teido proporcionan
resultados satisfactorios.
Sin embargo, con muestras de homogeneidad dudosa, tales como
embutidos de carnicera, es preferible el mtodo de referencia. Por
otra parte, cuando puede obtenerse una precisin razonable como por
ejemplo, se digieren 2g de muestra (como en el mtodo macro), la
digestin se hace hasta 100 ml, pero se toman porciones de 10 ml
para la destilacin semi-micro.
4Contesta las siguientes preguntas.
1. Explica en qu consiste el proceso de destilacin de manera
general.2. Explica en qu consiste el mtodo de filtracin de
mezclas.3. De manera general, dnde es aplicable la destilacin
simple?4. Para qu se utiliza la destilacin por arrastre de vapor?5.
Para qu es utilizado el mtodo de destilacin de titulacin
volumtrica?
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64
Captulo 1
Fibra crudaEl mtodo de anlisis de fibra cruda o bruta consiste
en determinar la fibra cruda en los alimentos y otros productos
agrcolas, el procedimiento consiste en un aparato que es un
condensador de reflujo diseado para operar con velocidad y precisin
al someter una muestra a la accin simulada del sistema digestivo,
aqu las muestras se hierven en cido y se lavan, luego se hierven en
lcali y se lavan de nuevo. Los slidos restantes se aslan y se
denominan fibra insoluble o fibra cruda, como son la celulosa y
otros materiales agrcolas indigeribles. El aparato para llevar a
cabo el anlisis de fibra cruda, requiere de las siguientes
recomendaciones para el uso de la determinacin de contenido de
fibra cruda, por lo que se debe considerar lo siguiente:
1. Por lo general, las muestras y el reactivo deben colocarse en
un vaso de precipitado de 600 ml.
2. Se sugiere que el vaso de precipitado se coloque en el
calentador elctrico, el cual se eleva hasta que se hace una conexin
de compresin de resorte entre el vaso de precipitado y el
condensador.
3. Posteriormente se debe aplicar calor y a medida que aumenta
la temperatura, la solucin de ebullicin alcanza el condensador y se
inicia el proceso de reflujo.
4. Se proporciona un control infinito de calor para cada
calentador elctrico, lo que permite controlar el calor progresivo
para obtener la ebullicin apropiada y la velocidad de reflujo.
5. Finalmente, despus de un perodo especificado, los contenidos
del vaso de precipitado se filtran, para que luego se laven
repetidamente en agua hirviendo.
6. El residuo en el filtro se hierve con reactivos custicos y se
filtra de nuevo.
7. El residuo restante se seca, enfra, pesa y registra como
fibra cruda.
La figura 28, muestra el montaje de los elementos en el aparato
de fibra cruda.
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65
Captulo 1
2.1.5 Relacin de equipos y materiales qumicos
Dentro de los materiales que pueden obtenerse en un laboratorio
de qumica se encuentran los compuestos, los cuales son sustancias
formadas por la unin de dos o ms elementos de la tabla peridica, en
una razn fija, su caracterstica esencial es que tienen una frmula
qumica. Por ejemplo, el agua es un compuesto formado por hidrgeno y
oxgeno en la razn de dos a uno (en volumen), por lo general, esta
razn fija es debida a una propiedad intrnseca. Por tanto, un
compuesto es aquel que est formado por molculas con enlaces
estables y no obedece a una seleccin humana arbitraria, por tal
motivo, el bronce o el chocolate se denominan mezclas o aleaciones
pero no compuestos, de ah que los elementos de un compuesto no se
puedan dividir o separar por mtodos fsicos, sino solo mediante
reacciones qumicas.
La siguiente pagina web, te permite profundizar aun ms sobre el
concepto de un compuesto:
http://www.youtube.com/watch?v=VoTqMKAQL28
Las reacciones qumicas son consideradas procesos en los que una
o ms sustancias se transforman en otra u otras con propiedades
diferentes. Es importante considerar que para que se pueda
establecer una reaccin qumica se debe de contar con sustancias que
reaccionan y sustancias que se forman.
Un reaccionante o reactivo, es una sustancia qumica que
reacciona, y una sustancia que se genera debido a una reaccin
qumica se les denomina sustancia resultante o producto qumico, en
las reacciones qumicas, los cambios qumicos alteran la estructura
interna de las sustancias reaccionantes, de forma general, se dice
que ha ocurrido una reaccin si se observa que al interactuar los
"supuestos" reaccionantes se da la formacin de un precipitado, algn
cambio de temperatura, formacin de algn gas, cambio de olor o
cambio de color durante la reaccin.
Al estudio de la rapidez con la que se efecta una reaccin
qumica, consumiendo reaccionantes qumicos y liberando productos
qumicos, se denomina cintica qumica. Se puede expresar la rapidez
de reaccin como la relacin que se presenta entra la masa de
reaccionante consumida y tiempo que dura la reaccin. Tambin se
puede tomar la rapidez de reaccin como la relacin existente
entre
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66
Captulo 1
la masa formada de producto y el tiempo de reaccin.
Existen varios factores que puede acelerar la rapidez de la
reaccin qumica. Por ejemplo, si la concentracin de los
reaccionantes aumenta, esto traer como consecuencia que se
incremente la rapidez de la reaccin qumica. De forma parecida si la
superficie de contacto entre los reaccionantes aumenta, tambin se
ver un efecto de aumento de la velocidad de reaccin qumica. Otro
factor que incrementa la rapidez de la reaccin qumica es el cambio
de la temperatura. Los catalizadores positivos y los catalizadores
negativos tambin inciden en el aumento o la disminucin de la
rapidez de la reaccin qumica.
Al analizar una reaccin qumica es muy importante tener en cuenta
la ley de la conservacin de la masa. Esto quiere decir, que, en
toda reaccin qumica la masa total de las sustancias qumicas
reaccionantes tiene que ser igual a la masa total de los productos
qumicos. Efectivamente, la ley de la conservacin de la masa
establece que la materia no se crea ni se destruye, slo se
transforma.
La siguiente pgina web, te permite observar, la manera de llevar
a cabo una reaccin qumica:
http://www.youtube.com/watch?v=2YPx2Ie5UFQ&feature=related
Soluciones
Las soluciones son mezclas homogneas de dos o ms sustancias. Sus
componentes, sin importar el estado fsico en que se encuentren, no
pueden ser separados por filtracin debido al tamao submicroscpico
de sus partculas. El componente que est presente en mayor cantidad
se llama disolvente y los otros componentes solutos. Las
propiedades de una mezcla homognea son las mismas en todos los
puntos de una muestra dada, es decir, existen soluciones slidas,
lquidas y gaseosas y algunos ejemplos de stas son el aire limpio
(mezcla de nitrgeno y oxgeno), agua endulzada y algunas aleaciones
de latn (cobre y zinc).
Los tomos, molculas o iones de una solucin estn perfectamente
mezclados y ello facilita que entren en contacto y reaccionen, en
las soluciones en fase lquida o gaseosa, las partculas se mueven y
chocan incrementando las posibilidades para que reaccionen
entre
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67
Captulo 1
s. Debido a que las partculas estn muy juntas en las soluciones
lquidas y por tanto chocan ms a menudo, estas soluciones son los
medios que se emplean para producir frmacos, alimentos y otros
productos comerciales. Tambin son el medio en el que se llevan a
cabo las reacciones en nuestro cuerpo y en el de otros organismos
vivos.
Soluciones amortiguadoras
Una disolucin amortiguadora (o tampn o buffer), es una disolucin
de 1) un cido dbil o una base dbil y 2) su sal; esto es, ambos
componentes deben estar presentes. La disolucin tiene la capacidad
de resistir los cambios de pH cuando se agregan pequeas cantidades
de cido o de base.
Una disolucin amortiguadora debe contener una concentracin
relativamente grande de cido para reaccionar con los iones OH- que
se le aadan; y tambin debe contener una concentracin semejante de
base para neutralizar los iones H+ que se le agreguen. Adems, los
componentes cidos y bsicos del amortiguador no deben consumirse el
uno al otro en una reaccin de neutralizacin. Estos requerimientos
se satisfacen con un par cido-base conjugado, por ejemplo, un cido
dbil y su base conjugada (suministrada por una sal) o una base dbil
y su cido conjugado.
Una disolucin amortiguadora siempre se puede preparar al mezclar
cantidades molares semejantes de cido actico (CH3COOH) y de su sal
acetato de sodio (CH3COONa) en medio acuoso. Una disolucin que
contenga estas dos sustancias tiene la capacidad de neutralizar a
un cido o a una base que le sea agregada.
La capacidad amortiguadora, es decir, la efectividad de la
disolucin amortiguadora, depende de la cantidad de cido y de base
conjugada que tenga la disolucin. Cuanto mayor sea esta cantidad,
mayor ser la capacidad amortiguadora.
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68
Captulo 1
2.1.6 Preparacin de solucionesPreparacin de una disolucin
Para preparar una disolucin amortiguadora, primero se selecciona
un cido dbil con un pka muy cercano al pH deseado, enseguida se
sustituyen los valores de pH y pka.
Se dice que se tiene un alimento alterado, cuando por algn
motivo, durante su obtencin, preparacin, almacenamiento,
manipulacin, tenencia o almacenamiento, y que por causas no
provocadas sufra variaciones en sus caracteres organolpticos,
composicin qumica o de valor nutritivo de tal manera que su consumo
queda anulado o disminuido.
El deterioro de los alimentos puede originarse ya sea por la
accin de enzimas, las cuales se encuentran normalmente presentes en
los tejidos vegetales y animales, reacciones puramente qumicas,
tales como hidrlisis, oxidacin, pardeamiento no enzimtico (Reaccin
de Maillard ), accin de agentes fsicos: calor, humedad , sequedad,
etc., o por la proliferacin y accin de microorganismos.
Es por eso que los alimentos pueden ser el vehculo de transmisin
de diversos microorganismos y metablicos microbianos, que en
algunos casos pueden ser patgenos para el hombre. De acuerdo a su
procedencia, es posible agrupar los microorganismos como de origen
endgeno, es decir, los ya presentes en los alimentos antes de su
obtencin y de origen exgeno, los cuales llegan a los alimentos
durante su obtencin, transporte, industrializacin y/o conservacin.
En los microorganismos exgenos, se destacan los que son patgenos
para el hombre, ya que provocan intoxicacin e infeccin y las
especies alterantes que proliferan y ocasionan cambios bioqumicos
peculiares que provocan la alteracin del producto.
Dentro de las causas frecuentes de alteracin de los productos
alimenticios se encuentran las reacciones fsicas y qumicas.
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Captulo 1
Entre los agentes fsicos alterantes se encuentran:
Accin de la luz, que es un factor de oxidacin y catalizador de
reacciones qumicas y bioqumicas
Accin del calor, el cual entre 20 y 40C provoca que se aceleren
los procesos de degradacin, y a ms de 40C se presentan fenmenos de
evaporacin y desecacin, oscurecimiento, prdida de aroma, sabor y
palatabilidad. Por encima de 50C se produce el cambio de estado de
algunas protenas y a temperaturas superiores a los 100C se produce
desnaturalizacin de protenas, quemaduras y cambios de coloraciones,
ver figura 29.
Accin del fro, la cual produce congelacin (cristalizacin y
quemaduras por congelacin), oxidacin y enranciamiento,
decoloraciones o aparicin de coloraciones anormales,
Accin de la humedad, que dentro de la evaporacin y desecacin
produce prdida de peso, desecacin superficial, contraccin de
volumen, coloraciones anormales, prdida del aroma, etc.
Figura 29. Alimentos alterados por la accin del calor
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70
Captulo 1
Dentro de las reacciones qumicas que causan alteraciones en los
alimen-tos se encuentran: Reacciones de pardeamiento enzimtico y no
enzimtico, en donde el pardeamiento enzimtico es la transformacin
de compuestos fenlicos en polmeros coloreados, frecuentemente
pardos o negros, debida a la accin de la enzima polifenoloxidasa.
Plantea importantes problemas de coloraciones con algunas frutas y
legumbres (manzanas, pltanos, peras y otras frutas cortadas) en
especial, cuando se alteran los tejidos de stos vegetales o se daan
por golpes durante los procesos de pelado, corte, triturado, como
se muestra en la figura 30.
Reaccin al pardeamiento no enzimtico, que es el resultado de
reacciones originadas por las condensaciones entre compuestos
carbonilos y amina-dos; o por la degradacin de compuestos con
dobles enlaces conjugados a grupos carbonilo. Estas reacciones
conducen a la formacin de pol-meros oscuros que en algunos casos
pueden ser deseables, pero que en la mayora de casos conllevan
alteraciones organolpticas y prdidas del valor nutritivo de los
alimentos afectados.
Reaccin a la alteracin de las grasas por hidrlisis lipoltica, es
decir, por la accin enzimtica de lipasas y la liberacin de cidos
grasos lo que produce enranciamiento y por la oxidacin lipdica, la
cual debido a la accin de la luz o metales las grasas insaturadas
se oxidan y dan lugar a radicales perxidos e hidroperxidos con
formacin de aldehdos y cetonas.
Figura 30. Alteracin de
alimentos por reaccin
qumica
Como una forma de lograr la conservacin de los ali-mentos, desde
sus orgenes, los seres humanos, han utilizado mtodos de conservacin
con los cuales se busca prolongar la vida til de los alimentos,
garanti-zando la salubridad de los mismos y, en consecuencia, la
salud de los consumidores.
La conservacin e higienizacin de los alimentos se consigue
eliminando los microorganismos que conta-minan la materia prima,
reduciendo la actividad meta-blica de los microorganismos y/o
reduciendo la ve-locidad de reacciones enzimticas y qumicas
diversas, destruyendo los agentes de alteracin.
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Captulo 1
Una de ellas es a travs de la tecnologa basada en la separacin
de microorganismos, la cual busca separar los microorganismos del
medio de crecimiento, tales como la decantacin, filtracin y
centrifugacin, aun-que su aplicacin en la industria alimentaria es
limitada, este mtodo se muestra en la siguiente figura 31.
Figura 31. Mquina
centrifugadora de
microorganismos
Otra forma es a travs de la tecnologa basada en la inhibicin de
la actividad metablica, en la cual se busca un descenso de la
actividad de agua (deshidratacin, adicin de solutos, etc.), el
descenso de la tem-peratura (refrigeracin y congelacin), el
descenso del potencial redox (envasado a vaco y atmsferas
modificadas), el descenso del pH (adicin de acidificantes diversos,
fermentaciones, etc.) y la adicin de agentes bacteriostticos, esta
tecnologa se muestra en la figura 32.
Figura 32. Mtodo de deshidratacin t refrigeracin de
alimentos
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72
Captulo 1
Por ltimo se cuenta con la tecnologa basada en la inactivacin
micro-biana y enzimtica, que utiliza al calor como forma de
inactivacin micro-biana, ya que la mayor termorresistencia la
tienen las esporas bacterianas que cuentan con tiempos de reduccin
decimal a 100C superiores a un minuto; y la menor las clulas
vegetativas, activas metablicamente, con tiempos de reduccin
decimal del orden de 1 minuto a 60-70C. Tomando en cuenta lo que se
requiera, los tratamientos trmicos pueden aplicarse a nivel de
pasteurizacin o de esterilizacin, esto se muestra en la figura 33.
La pasteurizacin no afecta a la viabilidad de las esporas
bacterianas, mientras que la esterilizacin, que es un tratamiento
de alta intensidad, su objetivo es la destruccin de todos los
microorganismos presentes en el alimento capaces de provocar su
alteracin y de reducir la probabilidad de supervivencia de los
patgenos hasta lmites despreciables.
Por lo general, los tratamientos trmicos destruyen las enzimas
endgenas y las toxinas microbianas, por lo cual, los alimentos
esterilizados son estables du-rante largos perodos de tiempo,
incluso a temperatura ambiente. Sin embargo, el inconveniente de
los tratamientos trmicos radica en su inespecificidad, es decir,
que el calor adems de destruir los agentes de alteracin, tambin
afecta a las propiedades sensoriales y el valor nutritivo de los
alimentos.
Figura 33. Inactivacin microbiana y enzimtica por medio de
calor
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73
Captulo 1
2.1.7 Equilibrio qumico
Es al que llega cualquier reaccin reversible si no existe
intervencin externa, y en el cual se observa las cantidades
relativas de las sustancias que intervienen en la reaccin, tanto
los reactivos como los productos permanecen constantes, en el
estado de equilibrio qumico las concentraciones de las sustancias
participantes no cambian con el tiempo y de igual manera en un
sistema aislado tampoco se observan cambios fsicos a medida que
transcurre el mismo.
Una vez iniciada cualquier reaccin qumica pueden presentarse dos
situaciones diferentes: la reaccin se desarrolla hasta el
agotamiento de los reactivos o bien transcurrir hasta un punto en
el que, aun cuando existan reactivos en cierta cantidad, la
reaccin, aparentemente, se detiene. Que el comportamiento sea de
una u otra forma depender de la constante de equilibrio de la
reaccin, cuando sta es muy grande y la reaccin ocurre hasta el
agotamiento del reactivo que se halla en menor proporcin, nos
hallamos en el caso de las reacciones irreversibles, el segundo
caso es el de las reacciones reversibles en el que la reaccin llega
a un estado de equilibrio.
A pesar de que un sistema qumico en equilibrio parece que no se
modifica con el tiempo, esto no significa que no est ocurriendo
ningn cambio. Inicialmente, los reactivos se combinan para formar
los productos, pero llega un momento en que la cantidad de producto
es lo suficientemente grande para que stos reaccionen entre s
volviendo a formar los reactivos iniciales. De esta manera
transcurren simultneamente dos reacciones: directa e inversa.
El equilibrio se alcanza cuando los reactivos se transforman en
productos con la misma velocidad que vuelven a transformarse en
reactivos, es decir, a una velocidad de reaccin directa igual a
velocidad de reaccin inversa.
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Captulo 1
Unidad 3 Operacin de equipo de laboratorio
3.1 RAP Maneja equipo del laboratorio de alimentos para
optimizar su empleo en los anlisis fsico-qumicos del proceso
alimenticio mediante instructivo
3.1.1 Principios y fundamentos para la operacin de equipo
Dentro de los diferentes procesos productivos de la industria de
alimen-tacin y bebidas se utilizan una amplia variedad de
maquinaria y equipo de laboratorio, dentro de las cuales se pueden
destacar:
Las FPM o Maquinaria de Proceso de Alimentos, dentro de las que
se encuentran congeladores, cocinas, pasteurizadoras,
esterilizadoras, mezcla-doras y prensas, y las mquinas de
conformacin, como son las mquinas de llenado de botellas,
taponadoras y las mquinas de embalar.
En lo que se refiere a la logstica interna, se cuenta con cintas
transpor-tadoras y sistemas de elevacin.
En los servicios generales, se cuenta con compresores de aire y
de refri-geracin.
Adems de los sistemas de transferencia de calor y fro.
No slo la maquinaria especfica de este sector, sino toda la lnea
com-pleta del proceso productivo debe satisfacer las exigencias ms
elevadas desde el punto de vista de la higiene. La calidad y la
seguridad de los alimentos elaborados en la industria dependen, en
gran medida, de la forma en que los equipos, maquinaria y
alimentos, hayan sido limpiados, desinfectados, esterilizados y
conservados.
Los equipos y lneas de proceso se deben disear y construir de
tal forma que el personal de mantenimiento pueda acceder con
facilidad a todos los componentes que deban ser verificados de
manera regular. Esto es aplicable al mantenimiento de la lubricacin
y a las diversas actividades que se ejecuten de forma regular en la
fbrica, siempre siguiendo un plan predeterminado.
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75
Captulo 1
Por ejemplo:Verificar el nivel del aceite, rellenar y renovar el
aceite de los en-granajes, sistemas hidrulicos y
compresores.Lubricar los engranajes y las cadenas de
transmisin.Rellenar de grasa o de aceite los depsitos de los
sistemas autom-ticos de lubricacin o humedecer los aparatos de
lubricacin.
Lubricacin de la maquinaria
Lubricar los equipos de proceso es una actividad que puede ser
difcil de reconciliar con los estrictos requisitos sobre higiene
impuestos en el proceso de elaboracin de alimentos. Sin embargo, es
una actividad tc-nica inevitable que, si se realiza en el momento
adecuado y en la forma correcta, ayudar a suministrar los productos
terminados en el tiempo deseado y conforme a las normas de calidad
aplicables.
Las mquinas incorrectamente lubricadas pueden dar lugar a:-
Aumento en el desgaste de la mquina.- Paradas no planificadas en el
proceso productivo.- Disminucin de la calidad.- En ocasiones, un
aumento incontrolable de los costes.
Es posible reducir al mnimo las operaciones de lubricacin
(lubricacin, cambio de aceite y relleno de depsitos) utilizando
diseos libres de man-tenimiento o de mantenimiento mnimo. Por
ejemplo, se pueden utilizar cadenas, ruedas dentadas y engranajes
lubricados "de por vida. Debern tenerse en cuenta estas ideas
cuando se pongan en prctica los nuevos estndares de diseo.
La lubricacin de mquinas y componentes es necesaria para disipar
el calor, prevenir el desgaste y reducir la friccin. Cuando se
utilizan lubri-cantes se puede hacer una distincin entre lubricacin
de consumo y lubricacin de circulacin.
La siguiente pgina web te muestra la importancia de este tipo de
lubri-cacin:
http://www.youtube.com/watch?v=l4lzTZys4lE&feature=related
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76
Captulo 1
Lubricacin de consumo
Entre las aplicaciones de la lubricacin de consumo se incluyen,
por ejemplo, engranajes equipados con puntos de grasa que se deben
volver a engrasar con una pistola de grasa o con un sistema
automtico de lubricacin, y cintas de engranajes en mquinas
envasadoras.
Las cadenas y guas de mando que estn lubricadas con aceite o
grasa tambin pertenecen a esta categora. Con este tipo de
lubricacin abierta existe el peligro de que el lubricante entre en
contacto con el entorno del proceso de una manera incontrolada, con
el riesgo aadido de que pueda entrar en contacto con el producto
final.
http://www.youtube.com/watch?v=iR6TthqGPm8&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=urQ5f3Vb1DU
3.1.2 Equipo complementario de fruta y hortaliza, crnicos,
aceites y derivados de la leche
El equipo complementario a nivel industrial para crnicos es un
molino, embutidora manual, balanza de peso, empacadora de bandejas,
empacadora al vaco, nevera mixta, juego de cuchillos crnicos,
guantes de acero, tableros acrlicos, moldes para jamn y una mesa
plana con pozuelo.
Para el procesamiento de fluver y lcteos, se requiere una
marmita, despulpadora, licuadora, moldes de queso,
termolactodensmetro, refractmetro, agitador de cantina, termmetro
de punzn y termmetro de leche.
3.1.3 Ejemplo de maquinaria en un laboratorio de alimentos:
Obtencin de pprika
Equipo y Maquinaria por unidades de produccin
Unidad de preparacin de materia prima e insumos
Consiste en preparar adecuadamente la materia prima. Los
principales equipos son: balanza de plataforma, mesas de trabajo,
recipientes de limpieza, secador de bandejas, molino de martillos,
separador de semillas, compresora, etc.
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Captulo 1
Unidad de extraccin y recuperacin de solvente
Son de lo ms importante de la planta qumica, de ella depender la
factibilidad de la empresa. Los principales equipos son:
Extractores, cada uno con capacidad de 100 kg de materia prima
por lotes, con sistema de calentamiento, aislamiento trmico;
controles de nivel de lquido, temperatura, presin, vaco y visores
de control del grado de extraccin de los pigmentos del pprika.
Evaporadores, con sistema de calentamiento, aislamiento trmico;
controles de nivel de lquido, presin, temperatura.
Intercambiador de calor para la condensacin del solvente
recuperado.
Tanque de recepcin de solvente recuperado con indicador de nivel
de lquido, temperatura y vaco.
3.1.4 Unidad de concentracin y obtencin del producto
Permite separar la oleorresina de pprika del solvente
extractante empleado los principales equipos son:
Un equipo de filtrado del tipo cartuchos.
Un tanque de almacenamiento pare lquido filtrado con indicador
de nivel de lquido y presin.
Un destilador-concentrador al vaco, con registro de temperatura,
presin, vaco, indicador de nivel de lquido; con sistema de
calentamiento, aislamiento trmico.
Un intercambiador de calor para la condensacin del solvente a
separarse.
Otros menores.
Planta de energa
Un caldero de 15 bhp y equipo complementario.
Una torre de enfriamiento complementario a los intercambiadores
de calor.
Un equipo productor de vaco.
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78
Captulo 1
Equipos auxiliares
Balanza de plataforma, recipientes para descarga de pprika
residual, taller de mantenimiento de equipos y maquinarias con un
mnimo de herramientas, etc.
Equipo y material de laboratorio
Equipo de extraccin soxhlet, balanza analtica, espectrofotmetro
uv, equipo de filtrado al vaco, estufa elctrica, cocina elctrica,
equipo de destilacin; indicador de ph, temperatura; centrfuga,
equipo hplc, materiales de vidrio y cermica.
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Captulo 1
Relaciona las columnas:
a. Material de sostn.
b. Solucin de limpieza de metales.
c. Elimina microorganism
