AGUAIng. Narcizo torres Polo

Importancia del AguaRegulador de la temperatura corporalSolventeMedio para transportar nutrientesMedio para transportar materiales de desechoReactanteMedio de reaccinLubricantePlastificadorEstabilizador de la conformacin estructuralFacilitador del comportamiento dinmico de las macromolculas (enzimas)

% de agua de algunos Productos

AlimentoContenido % (porcentual)GRUPOSardina45.2Productos de MarPollo (asado)38.6AveLomo de Ternera54CarnesYogurth86Productos LacteosHuevos hervido73.5HuevosSalchichn40.8FiambresTallarines - Vermicelli73.8PastasHabas - Judas (hervidas)72.9LegumbresTomate - Jitomate (crudo)93.6VerdurasCacahuates - Manes8Frutos secosNaranja87.1FrutasMiel18.4Otros

Ingestin y Excrecin del AguaEn lo referente a la ingestin y excrecin de agua en los seres humanos, los valores considerados como normales son los siguientes:Ingestin media (2700 mL)Bebida: 1300 mLAlimentos: 900 mLOxidacin metablica: 500 mLExcrecin (2700 mL)Respiracin: 500 mLTranspiracin, evaporacin: 700 mLOrina: 1400 mLHeces: 100 mL

Estructura Molecular del AguaLa estructura de la molcula del agua tiene carcter tetradrico, con una hibridacin sp3 del tomo de oxgeno, situado en el centro, y los dos tomos de hidrgeno dispuestos en dos de los vrtices de dicho tetraedro.Las dos restantes direcciones de enlace corresponden a los otros dos orbitales, ocupados cada uno de ellos por una pareja de electrones.

Estructura Molecular del AguaEl ngulo entre los dos tomos de hidrgeno es de 104.5; la distancia de enlace entre oxgeno e hidrgeno es de 0.096 nm.

Estructura Molecular del AguaLa mayor electronegatividad del oxgeno con respecto al hidrgeno, determina una distribucin asimtrica de la carga electrnica, con mayor densidad electrnica sobre el oxgeno y, por tanto, un dficit electrnico sobre los hidrgenos.En consecuencia, la molcula de agua es un dipolo elctrico, sin carga neta. Esta estructura condiciona muchas de las propiedades fsicas y qumicas del agua, debido fundamentalmente a la posibilidad de establecimiento de puentes de hidrgeno entre molculas acuosas y de stas con otras molculas.

Enlace Puente de HidrgenoUn enlace por puente de hidrgeno se efecta entre un tomo electronegativo y el tomo de hidrogeno unido covalentemente a otro tomo electronegativo.Este enlace es mucho mas dbil que los enlaces covalentes, formndose y rompindose con mayor rapidez que estos ltimos.Cada molcula de agua puede interactuar por puentes de hidrogeno con otras cuatro molculas de agua.

Enlace Puente de HidrgenoIon Hidronio, carga positiva - sitios donadores de enlaces de hidrogeno

Ion Hidroxilo, carga negativa - sitios aceptores de enlaces de hidrogeno

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua1. Densidad mxima a 4 C:Este comportamiento anmalo permite que el hielo flote en el agua.Esta densidad anmala permite la existencia de vida marina en los casquetes polares ya que el hielo flotante acta como aislate trmico, impidiendo que la masa ocenica se congele.

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua2. Elevado Calor Especfico (1 cal/g x C) (calor necesario para elevar la temperatura de 1 g de agua en 1 C concretamente desde 15 a 16 C)Este alto valor permite al organismo importantes cambios de calor con escasa modificacin de la temperatura corporal.El agua se convierte en un mecanismo regulador de la temperatura del organismo, evitando alteraciones peligrosas, fundamentalmente a travs de la circulacin sangunea.

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua3. Elevada Temperatura de ebullicin:En comparacin con otros hidruros, la Temperatura de ebullicin del agua es mucho mas elevada (100 C a 1 atmsfera).Esto hace que el agua se mantenga liquida en un amplio margen de temperaturas (0-100 C), lo que posibilita la vida en diferentes climas, incluso a temperaturas extremas.

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua4. Elevado Calor de Vaporizacin: (calor necesario para vaporizar 1 g de agua: 536 cal/g). Este valor elevado permite eliminar el exceso de calor, evaporando cantidades relativamente pequeas de agua. Ello posibilita, cuando es necesario, mantener la temperatura del organismo mas baja que la del medio ambiente.

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua5. Disolvente de compuestos polares de naturaleza no inica:Ello sucede por la capacidad del agua de establecer puentes de hidrogeno con grupos polares de otras molculas no inicas. As, puede disolver compuestos tales como alcoholes, cidos, aminas y glcidos.

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua6. Capacidad de Hidratacin o Solvatacin de Iones:El carcter dipolar del agua determina que sus molculas rodeen a los distintos iones, aislndolos del resto.A este fenmeno se le denomina hidratacin o Solvatacin de iones y facilita a su vez la separacin de iones de diferentes carga, lo que contribuye a la solubilizacin de compuestos inicos.

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua7. Elevada Constante Dielctrica ( = 80 a 20 C)Implica que el agua sea un buen disolvente de compuestos inicos y sales cristalizadas.Este elevado valor de la constante supone que las molculas de agua se oponen a la atraccin electrosttica entre los iones positivos y negativos, debilitando dichas fuerzas de atraccin.

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua8. Disolvente de Molculas Anfiptica. El agua solubiliza compuestos anfipticos (se llaman asi aquellos que presentan en su estructura grupos polares y apolares simultneamente). Ejem: ciertos aminocidos, acidos grasos, fosfolpidos, detergentes.Esta solubilizacin lleva consigo la formacin de micelas, con los grupos apolares o hidrfobos en su interior y los grupos polares o hidrfilos orientados hacia el exterior para contactar con el agua.

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua9. Elevada Tensin Superficial:Determina una elevada cohesin entre las molculas de su superficie y facilita su funcin como lubricante en las articulaciones.La tensin superficial disminuye con la presencia en el lquido de ciertos compuestos que reciben el nombre genrico de tensoactivos (jabones, detergentes, etc.) que facilitan la mezcla y emulsin de grasas en el medio acuoso; as, las sales biliares ejercen esta accin tensoactiva en el intestino delgado, facilitando la emulsin de grasas y, con ello, la digestin.

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua9. Elevada Tensin Superficial:

Propiedades Fsicas y Qumicas del Agua10. El agua es un electrolito dbil:Ello se debe a la naturaleza de su estructura molecular. Libera el mismo catin que los cidos (H+; ion hidrgeno o protn, o ion hidronio) y el mismo anin que las bases (OH-; ion hidroxilo). Por tanto, el agua es un anfolito o sustancia anftera, es decir, puede actuar como cido o como base.

Compartimentacin Acuosa CorporalSegn su compartimentacin, el agua corporal se puede clasificar en agua intracelular y extracelular.El agua extracelular constituye un 30% del contenido total de agua en el organismo y se puede clasificar en:Agua plasmtica, en la que se incluye el agua del plasma y de la linfa, y que supondra un 7% del total.Agua intersticial, que comprende el agua presente en el lquido intersticial, en el lquido cefalorraqudeo, en el humor ocular, etc. Supone un 23% del total del agua del organismo.

Compartimentacin Acuosa CorporalEl agua intracelular existe en el interior de la clula, tanto en el citosol como en el resto de las estructuras celulares, y constituye un 70% del total del agua existente en el organismo.Esta agua intracelular se puede clasificar a su vez en:Agua libre, de la que puede disponer la clula de inmediato y con facilidad.Agua ligada o asociada, que es la que se encuentra unida a estructuras y entidades macromoleculares.

Agua ligadaNo contribuye significativamente con la conductividad elctrica, su movilidad rotacional esta limitadaNo se congela a -40C (o a un T mas baja)No disponible como solventeSe mueve con las macromolculas: velocidades de sedimentacin, viscosidad, difusin

Estructura del hielo

Punto triple del agua

Etapas de la congelacin del aguaNucleacin: Asociacin de molculas de agua para formar una pequea partcula ordenada y estable (ncleos cristalinos grmenes).

Crecimiento de los cristales: Adicin organizada de molculas de agua a los ncleos cristalinos formados.

Cristales de hielo en el helado

Efecto de la velocidad de congelacinVelocidades lentas: formacin de pocos cristales de hielo de tamao grandeVelocidades rpidas: formacin de muchos cristales de hielo de tamao pequeo

Recristalizacin Durante el almacenamiento hay una tendencia de los pequeos cristales a unirse entre ellos formando otros de mayor tamao. Esto se debe a que los pequeos cristales resultan ms inestables que los grandes al poseer ms energa en la superficie por unidad de masa. Este fenmeno es ms acentuado si se almacena el producto a temperaturas cercanas a 0C. Cuanto ms baja es la temperatura, menores son los efectos, considerndose casi despreciables por debajo de -60C.

Importancia de los cristales de hielo en la calidad del alimentoIntegridadTexturaFormaCapacidad de eliminar calor

Importancia de la determinacin de agua en un alimento o bebida1.- Es la base de referencia para calcular su aporte energtico a partir de los porcentajes de macronutrientes: ProtenasHidratos de carbonoMateria grasa: AG Sat. Monoinsat. Poliinsat. 6, 3, AG.trans, colesterol

Importancia de la determinacin de agua en un alimento o bebida2.-Es la base del etiquetado nutricional en la expresin porcentual o por porcin, no slo de macronutrientes sino de:Cenizas o contenido mineralFibra dietariaMicronutrientes: minerales y vitaminasComponentes bioactivos

Medicin de humedad en slidoshumedad absoluta en base hmeda

Hh=ma/(ma+ms)*100

donde:Hh = la humedad absoluta en base hmeda en %ma = la masa del agua absorbida por un slido, en [kg];ms = la masa de slido seco en que est disuelta o absorbida el agua, en [kg].

Medicin de humedad en slidoshumedad absoluta en base seca

Hs=(ma/ms)*100

donde:Hs = la humedad absoluta en base seca en %ma = la masa del agua absorbida por un slido, en [kg];ms = la masa de slido seco en que est disuelta o absorbida el agua, en [kg].

Mtodos de determinacin de humedadTITULACIN KARL FISCHERSe basa en la reaccin fundamental de reduccin del yodo por el SO2 en presencia de agua:

2H2O + SO2 + I2 H2SO4 + 2HI

I2+SO2+3Y+CH3OH+H2O 2YH+I-+YH+CH3SO4-

Mtodos de determinacin de humedadTITULACIN KARL FISCHERParticularmente adaptable a productos alimenticios que muestran resultados errticos cuando se calientan o son sometidos al vaco.Determina agua libre y ligada.mtodo recomendado para alimentos de baja humedad y/o alto contenido de azcar o protenas.El exceso de I2 que no puede reaccionar con el agua se puede determinar visualmente. el color del punto final de la titulacin es rojo-marrn intenso (color ladrillo). existen instrumentos que lo determinan mediante la inclusin de un potencimetro, lo cual aumenta la sensibilidad del sistema.

Mtodos de determinacin de humedadDESTILACION AZEOTROPICAToluol (pto de ebullicin=110C)Xilol (pto de ebullicin= 144C)Toluol/agua (pto de ebullicin=84C)Xilol/agua(pto de ebullicion = 92C)

Mtodos de determinacin de humedadDESTILACION AZEOTROPICADeterminacin de agua en jabones y productos derivados.Alimentos que contienen cantidades significativas de compuestos voltiles diferentes al agua como las especias, que contienen aceites esencialesPrecisin menor que el mtodo gravimtrico.Duracin relativamente corta(0.5-1h)

Mtodos de determinacin de humedadDETERMINACIN GRAVIMTRICAEl mtodo se basa en la determinacin gravimtrica de la perdida de masa, de la muestra desecada hasta masa constante en estufa.Secado en estufa de vaco: materiales ricos en azucares y grasas(queso, miel), T(60-70C)Secado en estufa a presin atmosfrica: T(103-105C)MS= (m3-m1)/(m2-m1)*100A=100-MS

Determinacin de cenizasLas cenizas son los residuos inorgnicos de los alimentos que permanecen en la muestra posterior a la ignicin u oxidacin completa de la materia orgnica.

LECHE Y PRODUCTOS LCTEOS:

MANTEQUILLA 2.5%CREMA 2.9% LECHE EVAPORADA 1.6%MARGARINA 2.5%LECHE 0.7%YOGURT 0.8%

Determinacin de cenizasCarne, aves, pescados:huevos 1.0%filete de pescado 1.3%jamn fresco 0.8%pollo, pavo, codornz 1.0%Frutas y vegetales:manzanas 0.3%pltanos 0.8%cerezas 0.5%papas 1.0%tomates 0.6%frutas secas 2.3%

Determinacin de cenizascereales:arroz integral 1.0%harina de maz 1.3%maz cacahuazintle 0.4%arroz blanco 0.7%harina de trigo integral 1.7%Grasas, aceites, mantecas: varan en un rango de 0.0 a 4.09%almidn puro: 0.3%grmen de trigo: 4.3%nueces: 0.8 a 3.4%

PRINCIPALES TCNICAS DE DETERMINACIN DE CENIZASCenizas en seco (para la mayora de las muestras de alimentos)

Cenizas en hmedo (oxidacin) para muestras con alto contenido de grasas como preparacin para anlisis elementales

Cenizas por secado en plasma a baja temperatura (cenizas a baja temperatura o por plasma)

DETERMINACIN DE CENIZAS EN SECOesta tcnica se realiza mediante el uso de una mufla capaz de mantener temperaturas de 500 A 600C. el agua y los vapores son volatilizados y la materia orgnica es quemada en presencia de oxgeno en aire a CO2 y xidos de N2la mayora de los minerales son convertidos en xidos, sulfatos, fosfatos, cloruros y silicatos.Elementos como el hierro, selenio, plomo y mercurio pueden volatilizarse parcialmente con este procedimiento (si se requiere de un anlisis elemental se tiene qu recurrir a otro mtodo)

DETERMINACIN DE CENIZAS EN HMEDOEste procedimiento se utiliza para oxidar la materia orgnica usando cidos y agentes oxidantes o sus combinaciones.Los minerales se oxidan sin volatilizacin. hierro, selenio, plomo y mercurioSe prefiere este mtodo para preparar muestras para anlisis elementales.preferentemente se utilizan los cidos ntrico y perclrico, sin embargo, se debe tomar la precaucin de utilizar campanas de extraccin potentes.Se debe tener cuidado cuando se estn analizando alimentos grasosos.

DETERMINACIN DE CENIZAS POR BAJA TEMPERATURA Y PLASMALos alimentos son oxidados en un vaco parcial mediante oxgeno naciente formado por un campo electromagntico.Este proceso ocurre a una temperatura muy inferior que la de la mufla, evitando as, la volatilizacin de la mayora de los elementos.Las estructuras cristalinas comnmente permanecen intactas.

ALCALINIDAD DE LAS CENIZASUna determinacin muy til para determinar el balance cido-base de los alimentos y para detectar adulteracin de los alimentos con minerales(zumos de frutas, vino).A= (mmol/l)=4(a-b)a= gasto de acido sulfurico(0.05molar) en mlb= gasto de hidroxido sodico (0.1mol/l) en ml