Resumen
El objetivo general de la práctica es conocer las propiedades y nutrientes de la harían de trigo, el cual es un tipo de cereal o una semilla, formada por varias partes: la cubierta o envoltura externa, que está compuesta básicamente por fibras de celulosa que contiene vitamina B 1. En el interior del grano se distinguen fundamentalmente dos estructuras: el germen y el núcleo. En el germen o embrión abundan las proteínas de alto valor biológico, que contiene grasas insaturadas ricas en ácidos grasos esenciales y vitamina E y B 1 que se pierden en los procesos de refinado para obtener harina blanca.
Los experimentos llevados a cabo en dicha práctica son bastante variados, pues ninguno lleva la misma metodología para realizar las pruebas fisicoquímicas.
Introducción
Los cereales constituyen un grupo de plantas dentro de otro más amplio: las gramíneas. Los más utilizados en la alimentación humana son el trigo, el arroz y el maíz, aunque también son importantes la cebada, el centeno, la avena y el mijo. El grano del cereal, que constituye el elemento comestible, es una semilla formada por varias partes: la cubierta o envoltura externa, compuesta básicamente por fibras de celulosa que contiene vitamina B 1 , se retira durante la molienda del grano y da origen al salvado. En el interior del grano distinguimos fundamentalmente dos estructuras: el germen y el núcleo. En el germen o embrión abundan las proteínas de alto valor biológico, contiene grasas insaturadas ricas en ácidos grasos esenciales y vitamina E y B 1 que se pierden en los procesos de refinado para obtener harina blanca.
La parte interna o núcleo amiláceo, está compuesto por almidón y en el caso del trigo, avena y centeno por un complejo proteico denominado gluten que está formado por dos proteínas: gliadina y gluteina, que le dan elasticidad y características panificables a la masa de pan y son responsables de la esponjosidad y textura del buen pan. Cuando el cereal se consume tras quitarle las cubiertas y el germen, se denomina cereal refinado. Cuando se procesa sin quitarle las cubiertas, el producto resultante se denomina integral. Las harinas integrales son más ricas en nutrientes, contienen mayor cantidad de fibra, de carbohidratos y del complejo vitamínico B 1. El valor nutritivo de los cereales está en relación con el grado de extracción del grano "cuanto más blanco es un pan, menor valor nutritivo tiene".
Los cereales y sus derivados son ricos en carbohidratos tanto de absorción rápida (tras la ingestión pasan a la sangre en poco tiempo) como de absorción lenta (fibra). El contenido de la fibra varía según el proceso industrial de preparación.El contenido proteico es muy variable, entre un 6 y un 16% del peso, dependiendo del tipo de cereal y del procesamiento industrial. La composición en aminoácidos de las proteínas de los cereales depende de la especie y variedad; en general son pobres en aminoácidos esenciales, por lo que se las cataloga de proteínas de moderada calidad biológica. Por tanto, cuando se combinan con legumbres, o con proteínas de origen animal (queso, pescado, etc.) se obtienen proteínas de elevado valor biológico.
El contenido en grasas de los cereales naturales es muy bajo; algo más el del maíz cuyo contenido en grasa es del 4% aproximadamente y por ello se utiliza para obtener aceite. Los granos de los cereales contienen muy poca agua, de ahí su facilidad de conservación. Los cereales contienen minerales como el calcio, fósforo (aunque la presencia de ácido fólico interfiere parcialmente su absorción), hierro y en menor cantidad potasio. Contienen también todas las vitaminas del complejo B. Carecen de vitamina A A (excepto el maíz amarillo que contiene carotenos). La vitamina E está en el germen que se pierde con la molienda del grano y la vitamina B 1 , es abundante en el salvado. De todas formas, la mayor parte de los cereales de uso más común sobre todo infantil como los copos de cereales del desayuno y diversa bollería están enriquecidos artificialmente con vitaminas (1).
Tabla de características nutritivas de diferentes tipos de cereales. (2)
El análisis de rutina de la harina de trigo común (Triticum aestivum L.) o trigo ramificado (Triticum compactum Host.) o trigo duro (Triticum durum Desf.) debe incluir la determinación de humedad, cenizas, creta adicionada, bióxido de azufre, aceite, proteína, acidez, hierro, tiamina y ácido nicotinico, un examen sobre agentes mejoradores y blanqueadores y un examen microscópico.
OBJETIVOS:
Determinar las propiedades fisicoquímicas de la harina de trigo.
Determinar las características nutrimentales de la harina de trigo.
Saber implementar los métodos específicos de un alimento, en este caso de la harina de trigo.
Materiales y métodos
1. HUMEDAD
a. Materias Primas:
Harina de trigo 5 g.
b. Material del Laboratorio:
– capsula de porcelana de 40-70 mm de diámetro y altura no mayor de 60 mm.
c. Equipo:
– Estufa de vacío a 98-100°C.
d. Método:
El método de la comisión del trigo para la determinación de humedad, fija que 5 gramos de muestra se sequen durante 5 horas a 100°C, en una cápsula de 40-70 mm de diámetro y una altura no mayor de 60 mm (y que tenga labio).
La A.O.A.C. recomienda el calentamiento durante 1 hora a 130°C o 5 horas en una estufa de vacío a 98-100°C.
El contenido máximo de humedad para la harina de trigo es de 15.5% (m/m), el cual puede variar por razones de clima, duración del transporte y almacenamiento.
2. CENIZAS
a. Materia Prima:
Harina de Trigo
b. Material de Laboratorio:
-Cápsula de sílice
-Mechero
-Soporte universal
-Pinzas para soporte
-Malla de asbesto
c. Equipo:
– Mufla
d. Método:
El método de la comisión del trigo para determinar las cenizas indica la calcinación de 3 a 5 gramos de la harina en una cápsula de sílice a 600°C hasta peso constante.
Las cenizas de la harina de trigo consisten principalmente de fosfatos de potasio y magnesio.
Por análisis, las cenizas de harina dan los siguientes porcentajes medios:
49% COMO P2O5.
37% COMO K2O.
6% COMO MgO.
5.5% COMO CaO.
2.5% OTROS.
TIPOS DE HARINA DE TRIGO GRADUADOS DE ACUERDO A SU CONTENIDO EN CENIZAS.
3. PROTEÍNA.
a. MATERIA PRIMA:
Harina de trigo
b. MATERIAL DEL LABORATORIO:
-matraz de kjehdal 800 ml
-trampa de kjehdal
-matraz erlenmeyer
-pipetas de 10 ml
c. EQUIPO:
–Sistema de extracción de kjehdal
d. METODO: La proteína cruda se calcula generalmente usando el Factor %N x 5.7. TKACHUK (1966) de 5.62
Fibra cruda: El porcentaje de fibra en la harina de trigo, varía desde 0.1% (harina blanca, extracción 72%), hasta alrededor de 2% (harina integral). Por consiguiente, las reglamentaciones de pan y harina exigen que la harina integral y la harina morena contengan al menos 0.6% de fibra, calculada sobre base seca.
4. EXTRACTO ETÉREO
a. MATERIA PRIMA:
-harina de trigo
b. MATERIAL DE LABORATORIO:
-papel filtro o dedal
-refrigerante
-trampa de soxhlet
c. EQUIPO:
-sistema de extracción soxhlet
d. METODO:
Las porciones exteriores del grano de trigo contienen apreciablemente mas aceite que el resto, así las harinas mas blancas contienen la menor proporción (alrededor del 1%). El aceite tiene un índice de yodo de 115-125 y un índice de saponificación alrededor de 185.
La grasa se calcula por el método de soxhlet, utilizando éter de petróleo como disolvente.
5. EXTRACTO LIBRE DE NITRÓGENO
Se determina por diferencia a 100 de los porcentajes de humedad, proteína, extracto etéreo, cenizas y fibra cruda.
Análisis específicos.
6. OBSERVACIÓN AL MICROSCOPIO
a. MATERIA PRIMA:
-Harina de Trigo
b. MATERIAL DE LABORATORIO:
-porta objetos
c. EQUIPO:
-Microscopio
d. METODO:
1. Se coloca una porción de la muestra en un porta objetos y se homogeneiza con un poco de agua.
2. Se adicionan unas gotas de lugol (a 2 gramos de KI, se le añade un poco de agua destilada y un gramo de Iodo y cuando se ha disuelto se lleva con agua destilada a 300 ml.)
3. Observar al microscopio, con una ampliación de 400x, anotar forma, tamaño y color de los gránulos de almidón.
NOTA: El color del complejo depende de la longitud de la hélice y por ello, del número de moléculas de yodo involucradas. Si la hélice es larga, el complejo almidon-yodo es azul; si es corta, el complejo es rojo, si esta hidrolizado a azucares fermentables es amarillo.
7. ACIDEZ Y PH
a. MATERIA PRIMA:
-Harina de Trigo 18 g.
b. MATERIAL DEL LABORATORIO:
-matraz aforado de 250 ml con tapón
-baño maría
-parrilla
c. METODOS:
-POR TITULACION DEL EXTRACTO ACUOSO.
1. Se pesan 18 gramos de harina y se colocan en un matraz aforado de 250 ml con tapón.
2. Adicionar 200 ml de agua libre de CO2.
3. Colocar en baño María a 40°C por una hora, procurando que el matraz este tapado flojamente.
4. Aforar hasta la marca de los 250 ml, filtrar y titular 100 ml del filtrado con una solución 0.05m de NaOH, utilizando fenolftaleina como indicador.
La acidez del extracto acuoso aumenta durante el almacenamiento y se calcula como ácido láctico o como fosfato diacido de potasio (1 ml NaOH 0.05M = 0.0068 g KH2PO4).
La acidez de la harina morena es superior a la de la harina blanca.
-POR TITULACION DE UN EXTRACTO ALCOHOLICO.
-EL INDICE DE ACIDEZ O ACIDOS GRASOS LIBRES.
8. DETERMINACIÓN DE PH
a. MATERIA PRIMA:
-Harina de Trigo 10-12 g.
b. MATERIAL DE LABORATORIO:
-embudo
-filtro de vidrio
-vaso de precipitado de 250 ml.
c. EQUIPO:
-potenciómetro ó
-tiras de pH.
d. MÉTODO:
1. Agitar de 10 a 12 gramos de harina con 100 ml. de agua y dejar en reposo durante no menos de 30 minutos.
2. Filtrar y determinar el pH del filtrado, ya sea visualmente o por medio de un medidor de pH.
El pH de la harina usualmente está entre los límites de 6.0 a 6.8. El blanqueo de la harina con cloro gaseoso hace caer el valor del pH.
9. TAMAÑO DE PARTÍCULA
a. MATERIA PRIMA:
-Harina de Trigo.
b. EQUIPO:
-Equipo de tamizado
c. METODO:
Se determina por granulometría, siguiendo las indicaciones del sistema de tamizado con que se cuenta en nuestro laboratorio de análisis de alimentos (El 98% o más de la harina deberá pasar a través de un tamiz No.70 de 212 micras, en España Tamiz No.100 de 149 micras).
10. GLUTEN
a. MATERIA PRIMA:
-Harina de Trigo 20 g.
b. MATERIAL DE LABORATORIO:
-vaso de precipitado
-papel filtro
-capsula de porcelana
c. EQUIPO:
-balanza analítica.
-desecador.
-estufa.
d. METODO:
1. A 20 gramos de harina se le adicionan alrededor de 15 ml de agua para hacer una masa consistente.
2. Esta se deja reposar en un vaso con agua (30 minutos) y después se exprime entre los dedos y suavemente se mueve bajo una corriente de agua hasta que todo el almidón ha sido arrastrado y el agua de lavado escurre clara.
3. El residuo de gluten húmedo entre los dedos y pesado, o alternativamente el gluten es enrollado sobre un papel filtro endurecido. Este residuo se expresa como gluten húmedo.
4. El gluten húmedo se coloca en una cápsula de porcelana hasta peso constante para determinar el porcentaje de gluten seco.
El gluten crudo obtenido en esta forma contiene albúmina, globulina, glutenina, gliadina y proteosa.
11. CARBOHIDRATOS
a. MATERIA PRIMA:
Harina de Trigo.
b. MATERIAL DE LABORATORIO:
-matraz Erlen meyer
-pipeta de 1 ml
-pipeta de 10 ml
c. EQUIPO:
-Espectrofotómetro.
d. METODO:
CARBOHIDRATOS TOTALES (MÉTODO FENOL-ACIDO SULFÚRICO).
1) Se toman 2 ml de muestra la cual debe contener de 0.1 a 1 mg/ml de glucosa (se hacen las dilusiones necesarias para ajustar este intervalo y posteriormente se hacen las correcciones pertinentes).
2) Se le añade 0.1 ml de fenol al 80% fundido a 50°C. Después de esta operación, se le agregan de una a la vez 5 ml de ácido sulfúrico concentrado y se mezcla perfectamente.
3) Se deja reposar durante 30 minutos. Finalmente se lee la absorbancia en un espectrofotometro a 490 nm y 25°C.
4) El contenido de azúcar se obtiene de una curva estándar, la cual es construida con soluciones conteniendo cantidades conocidas de glucosa, usando la técnica antes descrita, y construyendo un gráfico patrón con las lecturas de absorbancia contra concentración de glucosa.
12. DETERMINACIÓN DE ALMIDÓN
a. MATERIA PRIMA:
-Harina de Trigo 2,5 g
b. MATERIAL DE LABORATORIO:
-matraz aforado de 100 ml
-probeta de 50 ml
-baño maría
-parrilla
-pipeta de 10 ml
c. EQUIPO:
-polarímetro.
d. METODO:
Los métodos directos se pueden clasificar en hidroliticos y no hidroliticos. En los métodos hidroliticos el almidón es hidrolizado a glucosa, la cual se determina normalmente por titulación.
1). Pesar con exactitud a mg, 2.5 gramos de muestra finamente dividida.
2). Colocarla en un matraz aforado de 100 ml, adicionar 50 ml de HCl 0.3094 M. (1.128% p/v), agitar y colocar en baño María 15 minutos.
3). Enfriar y adicionar 30 ml de agua fría (20°C).
4). Adicionar 5 ml de solución I de carrez, agitar 1 minuto.
5). Adicionar 5 ml de solución II de carrez, agitar 1 minuto.
6). Aforar con agua, mezclar y filtrar.
7). Medir rotación óptica de la solución en un tubo de 200 mm en el polarímetro.
Nota: si el filtrado no está perfectamente claro (lo cual es raro), empezar de nuevo el análisis usando una mayor cantidad de las soluciones I y II de carrez, por ejemplo, 10 ml.
13. DETERMINACIÓN DE LA ROTACIÓN ÓPTICA DE LAS SUBSTANCIAS SOLUBLES EN ETANOL AL 40%
a. MATERIA PRIMA:
-Harina de Trigo 5 g.
b. MATERIAL DE LABORATORIO:
-matraz aforado de 100 ml
-probeta de 100 ml.
-embudo de vidrio
– matraz erlenmeyer de 250 ml
-papel filtro
c. EQUIPO:
d. METODO:
1). Pesar 5 gramos de muestra.
2). Colocarla en un matraz volumétrico de 100 ml, y adicionar 80 ml de etanol al 40%. Reposar una hora, agitar vigorosamente alrededor de 6 veces durante este tiempo.
3). Llevar al volumen con etanol, mezclar y filtrar.
4). Colocar 50 ml del filtrado (= a 2.5 g de muestra). En un matraz erlenmeyer de 250 ml, agitar vigorosamente, y adicionar 2.1 ml de HCl 7.6 M. (27.84% p/v; d=1.125). Colocar en reflujo en baño María 15 minutos.
5). Colocar en un matraz volumétrico de 100 ml, enfriar a 20°C.
6). Clarificar usando las soluciones I y II de carrez.
7). Llevar al volumen con agua (Aforar), mezclar, filtrar y medir la rotación óptica.
Calculo de los resultados (por el polarímetro).
El nivel de almidón como porcentaje en la muestra se calcula como sigue:
PORCENTAJE DE ALMIDON = [2000 (P -P1)] / [? ]20°C
DONDE:
P = Rotación total en grados.
P1= Rotación en grados, dada por las substancias solubles en etanol al 40%.
[? ]20°C = Rotación especifica del almidón puro.
Los valores generalmente aceptados para este factor son los siguientes:
ALMIDON DE ARROZ: +185.9°
ALMIDON DE PAPA: +195.4°
ALMIDON DE MAIZ: +184.6°
ALMIDON DE TRIGO: +182.7°
ALMIDON DE CEBADA: +181.5°
ALMIDON DE AVENA: +181.3°
Otros tipos de almidón así como las mezclas de almidón en compuestos para forraje: +184.0
14. ALMIDÓN (MÉTODO HIDROLITICO)
a. MATERIA PRIMA:
-harina de Trigo 3 g.
b. MATERIAL DE LABORATORIO:
-matraz Erlenmeyer de 100 ml
-baño maría
-parrilla
-agitador de vidrio
-embudo de vidrio
-matraz Erlenmeyer de 250 ml
c. EQUIPO:
d. METODO:
1. Extraer 3 gramos de harina finamente pulverizada varias veces con éter en un extracto de Soxhlet. Lavar sobre el filtro con alcohol al 10% y después alcohol al 95%.
2. Pasar el residuo a un matraz, lavarlo con alrededor de 50 ml de agua y calentar durante 15 minutos en baño María, agitando constantemente, de manera que todo el almidón se gelatinice y se obtenga una mezcla homogénea.
3. Enfriar la solución a 55°C, adicionar alrededor de 0.03 gramos de diastasa disuelta en una pequeña cantidad de agua y conservar la mezcla a 55-60°C durante no menos de una hora.
4. Se prueba con una gota de líquido, que no debe dar coloración azul con yodo. Se eleva la temperatura a 100°C, se lava y se filtra, llevando el filtrado y las aguas de lavado hasta 250 ml.
5. Calentar 200 ml del filtrado con 20 ml de ácido clorhídrico en baño María durante 2.5 horas. Enfriar, neutralizar con carbonato de sodio, diluir a 500 ml y estimar la dextrosa.
ALMIDON = 0.90 POR DEXTROSA.
15. ÍNDICE DE MALTOSA
a. MATERIA PRIMA:
-Harina de Trigo.
b. MATERIAL DE LABORATORIO:
-2 pipetas de 10 ml
-perlas de ebullición
-matraz erlenmeyer
-parrilla
-bureta
-soporte universal
-pinzas para bureta
c. EQUIPO:
-incubadora
d. METODO:
El "Índice de Maltosa" es una medición del azúcar producido por acción enzimática sobre el almidón cuando la harina se incuba con agua (la actividad diastasica). Industrialmente el índice de maltosa es de considerable interés ya que da una indicación del poder productor de gas de la masa correspondiente.
Para su determinación, BLISH y SANDSTEDT incubaron la harina en presencia de un amortiguador de acetato (pH 4.7) a 30°C durante una hora y el azúcar producido, se determino entonces volumétricamente usando ferrocianuro alcalino. El resultado se expresa como miligramos de maltosa producida por 10 gramos de harina.
RUMSEY, propuso que la harina se incubara con agua a 27°C y se determinara el azúcar usando solución de FEHLING.
16. PROPIEDADES VISCO-ELÁSTICAS DE LA MASA.
a. MATERIA PRIMA:
-Harina de Trigo
b. EQUIPO:
-Alveograma (Esta prueba es en el Molino de Trigo de Jiquilpan)
-Farinograma
– Extensograma.
c. METODO:
Estas pruebas se realizaran de acuerdo al manual del aparato y siguiendo las indicaciones del catedrático de la materia.
Resultados y discusión
No tengo resultados
Conclusiones
Esta práctica tuvo mucha relevancia ya que la harina se utiliza en muchísimos procesos industriales como son la panificación, pastelería y repostería. La harina no solo sirve como materia prima en diferentes procesos, sino que también se puede utilizar como complemento de otros; Aprovechando sus propiedades como aditivo, que son como espesante, gelificarte, o como complemento de otros productos, por ejemplo la cobertura de los cacahuates "japoneses" etc. Por lo tanto fue benéfico conocer las pruebas y el método de realizarlas para tener los conocimientos necesarios para si en un futuro se nos plantea una situación parecida, poder llevarla a cabo con la mejor actitud y eficiencia.
Bibliografía
(1) http://www.saludalia.com/Saludalia/servlets/contenido/jsp/parserurl.jsp?url=web_saludalia/vivir_sano/doc/nutricion/doc/doc_cereales.xml
(2) http://es.wikipedia.org/wiki/Cereal
(3) CODEX STAN 152-1985 (Rev. 1-1995) Norma del Codex para la harina de trigo.
(4) Hart & Fisher (). Análisis moderno de los alimentos. Tabla 4-1 pag. 78-79.
(5) Helen Charley (). Tecnología de Alimentos. Pag.169 Observación al Microscopio.
Autor:
Mireya Salas Torres
Viviana Ferrer Verduzco
Anaid Avalos Flores
Virginia
Ana Maria Escalera Martinez
Nidya Huirache Villalobos
Alejandro Rocha
Juan Jose Toledo
Profesor: Nahúm Castellanos
DGEST ITJ
INGENIERIA DE SERVICIOS
04 DE JUNIO DEL 2010