I. INTRODUCCION

La presencia de agua en los alimentos es el principal factor responsable de las reacciones

químicas, enzimáticas y microbiológicas que alteran la calidad de los mismos, es por ello

que la determinación de la humedad es una de las más importantes en el proceso y

control de los alimentos, el cual representa un factor de calidad en la conservación de

diversos productos.

El contenido de humedad de los alimentos varía enormemente. El agua es un

constituyente principal en la mayoría de los productos alimenticios. Para esta

determinación se puede realizar aplicando diversos métodos, el cual será elegido de

acuerdo a las características del alimento, tomando en cuenta los deterioros que puede

sufrir nuestra muestra a evaluar. La elección de uno de los métodos es con la finalidad de

obtener una mayor exactitud en los resultados.

La determinación precisa es muy difícil debido a que el agua se encuentra en los alimentos

como agua enlazada y como agua libre. El método más generalizado para esta

determinación se basa en la pérdida del peso que sufre una muestra por calentamiento

hasta llegar a peso constante, esta pérdida de masa es debido a una combinación de

tiempo y temperatura.

La forma de preparar la muestra para este análisis quizá sea la fuente de error potencial

más grande, así que se deben tomar precauciones para minimizar las pérdidas o ganancias

de agua inadvertidas que ocurren durante estos pasos. Obviamente, cualquier exposición

de la muestra a la atmósfera abierta debe ser tan breve como sea posible. Se debe

minimizar cualquier probabilidad de calentamiento de la muestra mientras se muele. La

pérdida de humedad de la muestra se manifiesta en forma lineal con respecto a la

humedad relativa ambiental.

Objetivos:

Conocer algunos métodos para determinar el porcentaje de humedad y

materia seca en los alimentos.

Determinar el porcentaje de humedad y materia seca de un alimento.

II. REVISIÓN DE LITERATURA

1.1. Humedad

El agua se encuentra en los alimentos esencialmente en dos formas, como agua

enlazada y como agua disponible o libre; el agua enlazada incluye moléculas de agua

unidas en forma química, o a través de puentes de hidrógeno a grupos iónicos o

polares, mientras que el agua libre es la que no está físicamente unida a la matriz del

alimento y se puede congelar o perder con facilidad por evaporación o secado. Puesto

que la mayoría de los alimentos son mezclas heterogéneas de sustancias, contienen

proporciones variables de ambas formas (Kirk et.al, 1996).

Existen muchos métodos para determinar el contenido de humedad en alimentos, por

lo cual la proporción de los tipos de humedad que se encuentran en el alimento es

variable y frecuentemente se obtiene una mala correlación de resultados. Sin

embargo, la mayoría de los métodos brinda resultados reproducibles si se tiene en

cuenta las instrucciones empíricas, y permiten obtener resultados satisfactorios de

uso práctico (Kirk et.al, 1996).

1.2. Sustancia Seca

La sustancia seca de un alimento constituye la suma de todos los componentes no

volátiles del mismo. Se incluyen fundamentalmente lípidos, carbohidratos, proteínas y

minerales, entre otros. La sustancia seca se determina generalmente por secado de la

muestra y pesada del residuo, mediante la medida de la refracción o calculando la

densidad real. La diferencia entre el contenido en sustancia seca y el 100% se

denomina, no muy correctamente, contenido en agua (Matissek et.al, 1998).

1.3. Teoría de la deshidratación

1.3.1. Definición de deshidratación de alimentos

Término que se refiere a la operación unitaria donde se elimina por evaporación o

sublimación el agua presente en los alimentos, hasta un grado tal que el producto

resultante pueda preservarse durante largo tiempo; lográndose este fin por la

aplicación de calor bajo condiciones controladas, (BRENAN Y BUTTERS 1980 citado

por Ordóñez 1994).

1.3.2. Fundamentos de la deshidratación

Al deshidratar un alimento húmedo con aire caliente, este aporta el calor sensible

y el calor latente de evaporación de la humedad y también actúa como gas

portador para eliminar el vapor de agua, que se forma alrededor de la superficie de

evaporación, (BRENAN Y BUTTER 1980, citado por Ordóñez 1994).

En el estudio de los fenómenos de secado deben mantenerse constantes los

factores cuya influencia se admite. Ello se consigue sin hacer variar la temperatura,

humedad, carga y velocidad del aire que se desplaza sobre la sustancia estudiada,

(KNEULE 1976, citado por Ordóñez 1994).

Si el cambio del contenido en humedad de producto se registra durante todo el

proceso de secado de determinados intervalos de tiempo los datos pueden

representarse en forma de curvas. El estudio de tales curvas muestra que el

proceso de secado está dividido en diversas fases (Ordóñez, 1994).

1.3.2.1. Fase Estacionaria (A-B):

Periodo de estabilización, en el cual las condiciones de la superficie del sólido se

equilibran con las del aire desecado. Con frecuencia esta fase es una proporción

despreciable del ciclo de secado; pero en algunos casos puede ser significativo.

1.3.2.2. Fase a velocidad constante (B-C):

Llamado también periodo de evaporación superficial, periodo que se refiere a

una humectación más o menos completa de la superficie del producto, en que el

proceso de secado viene determinado por las transferencias de materia sobre

esta superficie. La masa de la materia transferida no tiene entonces significado

alguno, dado que la humedad gana con tanta rapidez esta superficie que la

película de agua que en ella se encuentra se renueva rápidamente. La

temperatura de la superficie del producto está determinada por la difusión

simultánea del calor y de la materia, aproximadamente igual a la temperatura del

bulbo húmedo del aire.

Debido al movimiento del agua, en el interior de la sustancia se producen

diferencias de humedad de las que resulta una disminución del contenido de

humedad de la superficie. Esta permanece húmeda mientras la fuerza de

aspiración de los capilares basta para trasladar rápidamente del interior la

cantidad de humedad que se evapora en la superficie con las condiciones que

imperen en el aire ambiente.

Por lo tanto el secado en el periodo de velocidad constante depende

básicamente del estado del aire que rodea al alimento, especialmente velocidad,

temperatura y contenido de humedad (Ordóñez, 1994)

1.3.2.3. Fase a velocidad decreciente (C-D):

Periodo que se presenta cuando se llega a cierto valor de humedad y la velocidad

de secado comienza a decrecer (punto crítico); la razón de evaporación de la

superficie del alimento y las variaciones de velocidad de secado, son menos

dependientes de la corriente de aire, que de la distribución de la humedad en el

producto, (KNEULE 1976, citado por Ordóñez 1994).

1.4. Métodos por Secado

Estos métodos incluyen la determinación de la pérdida de peso debido a la

evaporación de agua en el punto de ebullición o temperaturas cercanas a él. Aunque

se usan con frecuencia porque al considerarlos sobre una base comparativa

proporcionan resultados precisos, es necesario recordar que el resultado obtenido

puede no ser una medida verdadera del contenido de agua en la muestra (Kirk et.al,

1996).

La proporción de agua perdida aumenta al elevar la temperatura; por lo tanto, es muy

importante comparar sólo los resultados obtenidos usando las mismas condiciones de

secado, más aún, si el alimentos es susceptible a alguna descomposición debido al

aumento de la temperatura (Kirk et.al, 1996).

El aumento de la temperatura no es el único factor determinante en los métodos de

secado. El tamaño de la partícula y el peso de la muestra, el tipo de cápsula de

porcelana y las variaciones de temperatura entre una y otra charola del horno, son

otros factores a considerarse (Kirk et.al, 1996).

Durante el proceso de fabricación de alimentos se pueden efectuar determinaciones

rápidas de humedad en forma aproximada usando hornos especiales que operan a

temperaturas elevadas. Otros contienen lámparas infrarrojas para secado e

incorporan lecturas directas de peso aproximado. Los hornos microondas se usan

también, para la determinación rápida de humedad en el laboratorio (Kirk et.al,

1996).

1.5. Métodos de destilación

Estos métodos incluyen la destilación del producto alimenticio inmiscible que tiene un

elevado punto de ebullición y una densidad menor que las del agua, por ejemplo,

tolueno, heptano y xileno. El agua que se destila cae debajo del disolvente

condensado en un recipiente graduado, en el cual se puede medir el volumen de la

fase acuosa. Se debe empujar dentro del condensador un largo alambre, hasta cerca

del tubo de salida que facilite el escurrimiento de cualquier cantidad de agua que

pueda destilar hasta el tubo graduado. Aunque los resultados bajos son comunes en

el método de destilación, éste tiene la ventaja que una vez que se ha montado el

aparato necesita poca atención y que cualquier aceite volátil que destile, no es

medido, dado que quedan atrapados en el disolvente inmiscible (Kirk et.al, 1996).

1.6. Métodos químicos

En la Norma Británica (BS 2551:1970) se describe el sensible método de titulación

para determinar agua, desarrollada originalmente por Karl Fisher. Este método se

basa en la reacción no estequiometria del agua con el yodo y el bióxido de azufre en

solución de piridina-metanol. Aunque el punto final de la titulación se puede detectar

en forma visual, la mayoría de los laboratoristas usan instrumentos electrométricos

comercialmente disponibles. El reactivo se estandariza contra una solución tipo agua

en metanol o de un hidrato salino puro o tal como el dihidrato de tartrato de sodio

(Kirk et.al, 1996).

Para disminuir al mínimo las pérdidas, el agua debe extraerse preferentemente del

material que se analiza por ebullición suave con el metanol durante un tiempo corto

en un matraz adaptado a un condensador muy largo. El método de Karl Fisher se

emplea en primer lugar para materiales cuyo contenido en agua es

considerablemente bajo, por ejemplo, azúcar de pastelería (Sandell, 1960), chocolates

(Reussner, 1954), melazas (Kviesitis, 1975) y legumbres secas (Thung, 1964).

En lugar de metanol algunos analistas utilizan otros disolventes como la fomamida,

etanol, acido acético y dioxano (Kirk et.al, 1996).

1.7. Métodos instrumentales

Se han aplicado una amplia diversidad de métodos instrumentales basados en

principios físicos o fisicoquímicos, para la determinación de la humedad. Muchos de

ellos han sido desarrollados para obtener resultados rápidos de un número elevado

de muestras del mismo tipo, por ejemplo, en las comprobaciones que el control de

calidad requiere en la línea de producción de alimentos elaborados. Originalmente se

utilizaron instrumentos basados en la resistencia eléctrica, la frecuencia y las

propiedades dieléctricas; otros más recientes incluyen la RMN (Hester y Quine, 1976),

la reflactancia al infrarrojo cercano (Williams, 1975) y el microondas (Okabe, Huang y

Okamura, 1973). También es útil el análisis térmico gravimétrico (Mackenzie, 1974)

dado que da información sobre los tipos de agua que están presentes (Kirk et.al,

1996).

III. MATERIALES Y METODOS:

1.8. Materiales:

Alimentos de diversos orígenes: hot dog (La Preferida), harina de maíz, papa

amarilla y leche condensada (Nestle).

Fig. 1Muestra de hot dog “La Preferida”

Balanza analítica.

Campana desecadora.

Espátula

Estufa (105 – 110 °C)

Estufa con sistema al vacio.

Mortero

Fig. 2Muestra de Harina de Maíz.

Fig. 3Muestra de Papa Amarilla.

Fig. 4Muestra de Leche Condensada “Nestle”

Pinzas

Placas de metal.

1.9. Procedimiento:

Pesar la placa de metal vacia, agregarle 10 g de alimento fresco.

Colocar la placa conteniendo la muestra en una estufa a temperatura 105 – 110

°C o estufa al vacio. Según sea el caso, hasta peso constante.

Este procedimiento se realizó por duplicado.

Por la diferencia de peso se obtiene la cantidad de agua en amuestra y luego se

lleva a porcentaje.

%Humedad (bh )=W aguadela muestra (g )

W muestra(g)×100

%Humedad (bs )=W agua dela muestra ( g )

W materia seca(g)× 100

la determinación de materia seca se hace pro diferencia de peso incial de muestra

(100%) y el porcentaje de humedad hallada.

%Materia Seca=100%−%Humedad (bh)

Fig. 5Pesado de la placa de metal en la balanza analítica.

IV.RESULTADOS Y DISCUCIÓN

MUESTRA WPlaca (g)Wplaca(g) + W0 Mstra

(g)

Wplaca(g) + Wf Mstra

(g)Agua (g) Agua %

Materia Seca (%)

Chorizo Precocido

"San Fernando"

P. Atm88,7724 98,8568 93,3352 5,5216 54,7539 45,2461

69,1415 79,1438 73,6739 5,4699 54,6864 45,3136

Harina de Maíz a granel

P. Atm58,2105 65,2187 64,8879 0,3308 4,7202 95,2798

51,9642 58,9905 58,5441 0,4464 6,3533 93,6467

Papa Amarilla

P. Atm76,2027 88,5378 78,6989 9,8389 79,7634 20,2366

86,2318 98,3418 88,6951 9,6467 79,6590 20,3410

Leche Condensada

"Nestlé"

P. Atm59,8315 69,8610 67,0935 2,7675 27,5936 72,4064

67,3152 77,3255 74,5936 2,7319 27,2909 72,7091

P. Vacío

60,8611 71,0621 69,5747 1,4874 14,5809 85,4191

59,1555 69,5477 68,1750 1,3727 13,2089 86,7911

60,1802 70,2131 67,6849 2,5282 25,1991 74,8009

El método utilizado en el laboratorio fue el método de secado por estufa por aire caliente

a 105ºC - 110ºC. La muestra se dejo por espacio de 24 horas aproximadamente, con la

finalidad de tener una muestra con peso constante. Este método se basa en la

cuantificación de agua por pérdida de peso según Matissek (1998).

Cuadro 1. Pesos de los alimentos antes y después de secar.

Fuente: Elaboración propia.

Este método tiene algunas fallas ya que el agua puede no ser lo único que se pierda por

calentamiento, especialmente en cuando se realiza al vacío; ya que, según Matissek

(1998) diversos componentes volátiles también pueden perderse como aceites etéreos,

ácido carbónico, alcohol; además puede formarse agua a través de reacciones químicas

como la reacción de Maillard por el calor que conducirá a una cuantificación errónea del

agua inicial en el alimento.

La humedad promedio del chorizo precocido “San Fernando” en base húmeda obtenido es

de 54,72%, lo cual es mayor a lo reportado por Collazos et al. (1996) que es de 52.3% de lo

que se infiere que esta variación podría ocasionar alteraciones en el producto, ya que según

Lawrie (1998) señala que es la disponibilidad de humedad lo que determina el crecimiento

de los microorganismos. La humedad también es un factor con marcada influencia sobre

el enranciamiento del producto.

Para la leche condensada “Nestlé” se obtuvo una humedad en base seca promedio de

27.44% a presión atmosférica y de 17.66% a presión de vacío; siendo más precisa la

obtenida a presión atmosférica ya que concuerda el valor reportado por Collazos et al.

(1996) que es de 27.2%; además Hart. (1991) indica que aquellos alimentos ricos en

proteínas y azúcares reductores deben, por ello, desecarse con precaución, de

preferencia en una estufa de vacío a 60°C – 70ºC. Esta elección del método a usar se

debe a la reacción de pardeamiento que se produce por el alto contenido de azúcares

reductores lo cual hace que libera agua durante la deshidratación y se acelera a

temperaturas elevadas, lo cual indicaría que el método de desecación a presión de vacio

no es el más indicado para la leche condensada ya que la humedad obtenida a presión de

vacio es mucho menor que la obtenida a presión atmosférica y menor a lo reportado por

Collazos et al. (1996), que es de 27.2%, lo cual indicaría también que la muestra de leche

condesada ha perdido otros compuestos volátiles a parte del agua.

La humedad de la harina, según la norma peruana ITINTEC 205.053 (1987) nos señala que

no puede sobrepasar el 14% y Collazos et al. (1996) reporta que la harina de maíz tiene

una humedad de 11.9%; siendo nuestro valor de humedad promedio obtenido, para la

harina de maíz a granel, de 5.54%; encontrándose este valor dentro de lo normado por

ITINTEC 205.053 (1987), pero alejado de lo reportado por Collazos et al. (1996); producido

esto por algún error en el procesado de la muestra o por errores aleatorios.

Según el Catálogo de Semilla Básica de Papa en el Perú (Franco, 1994) la papa amarilla

tiene una calidad culinaria excelente con un rango de 32% a 34% de materia seca, lo cual

indicaría que la papa amarilla tiene un rango de humedad de 66% a 68%; y según Collazos

et al. (1996) que reporta que la humedad de la papa amarilla es de 73.2%; nuestro

resultado promedio de humedad para la papa amarilla de 79.71 % estaría sobrepasando

mucho los resultados citados anteriormente, indicándonos esto un error significativo en el

análisis de la muestra.

V. CONCLUSIONES

La humedad de la papa amarilla promedio obtenida fue de 79.71% y de materia

seca promedio obtenida fue de 20.29%.

El control frecuente de la muestra en el método de secado por calentamiento a

presión atmosférica o vacio es muy importante.

El pesado rápido de las muestras antes y después del análisis es decisivo en el

resultado a obtener.

VI.BIBLIOGRAFÍA

Ordoñez, E. Tesis para la Influencia de la Alcalinización. UNALM. Lima-Perú. 1994.

Kirk, R. Composición y Análisis de Alimentos de Pearson. 2da edición 1996.

Compañía editorial Continental, S.A. de C.V. México.

Matissek. R. Análisis de los alimentos. Fundamentos - Métodos - Aplicaciones.

1998. Editorial Acribia, S. A. Zaragoza. (España).

Lawrie, R.A. Lawrie's Meat Science. 1998 Publisher Woodhead Publishing. United

States

ITINTEC 205.053, 1987 “Harina y Sémola de Maíz” Lima, Perú

Franco, E. (1994). Catálogo de Semilla Básica de Papa en el Perú. SEINPA INIA – CIP

COTESU. 1° Edición.