Guia practica no 2 carbohidratos (2)

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INGENIERIA DE ALIMENTOS
QUIMICA DE ALIMENTOS
Guía de prácticas de laboratorio
                                            PRACTICA No 2

                                   REACCIONES DE CARBOHIDRATOS



INTRODUCCION


     Los carbohidratos son los compuestos orgánicos más abundantes de la biosfera. La
mayoría pueden ser representados con la fórmula general C x(H2O)y por lo que son
literalmente, hidratos de carbono. Gran parte de sus funciones biológicas dependen de esta
estructura química tan particular y versátil. Ellos son componentes fundamentales de muchos
alimentos y su degradación durante el proceso de digestión genera la energía necesaria para
las funciones vitales del organismo. Cuando se encuentran combinados con otras
biomoléculas, dan origen a moléculas más complejas cuyas funciones pueden ser
estructurales o de soporte celular y tisular, de comunicación entre células, de reconocimiento
o de señalización. Químicamente se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxiacetonas
cíclicas o sustancias que luego de hidrolizarse dan origen a los mismos. Un carbohidrato que
no puede ser hidrolizado en uno más simple es llamado monosacárido. Los monosacáridos
más comunes son la glucosa, la fructosa, la galactosa y la manosa. Un carbohidrato que puede
ser hidrolizado en dos moléculas de monosacáridos es llamado disacárido. Los más
importantes son la lactosa (presente en la leche), la sacarosa (presente en el azúcar común) y
la maltosa. Por su parte, aquellos carbohidratos que pueden ser hidrolizados en varias
moléculas de monosacáridos son llamados polisacáridos. Los más comunes son el almidón y la
celulosa, este último es componente estructural de las plantas.
La determinación de glucosa es de importancia médica ya que niveles sanguíneos alterados
pueden ser signo de una enfermedad metabólica común conocida como diabetes mellitus

OBJETIVOS

       Estudiar algunos fenómenos típicos de los carbohidratos
       Observar el efecto del pH y del tiempo de calentamiento sobre la cantidad de inversión de
        la sacarosa
       Ilustrar los principios que se aplican en la elaboración de dulcería en los que se requiere
        control de la cristalización de la sacarosa.


MATERIALES

       Sacarosa Comercial
       Bitrartrato de potasio
       Reactivo de Benedict
       Solución de Fehling A y B
       Solución de HCl 10-2M, 10-3M y 10-4M


                                      M.Sc Ángela Marcela Urbano Ramos
                                                VIII - 2012
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        Solución de Azul de Metileno
        Material de vidrio
        Microscopio
        Mechero
        Bureta

FUNDAMENTACION TEORICA

La velocidad de hidrólisis de la sacarosa en solución a glucosa y fructosa o azúcar invertido,
depende del pH y la temperatura de la solución.
El fondant es uno de los productos de dulcería en el que se puede observar claramente los
fenómenos de cristalización e inversión de la sacarosa. Un buen fondant está constituido por
cristales diminutos de sacarosa dispersos en una solución de saturada del mismo azúcar (fase
liquida). Para obtenerlos es preciso que durante la cocción se adicionen ciertas sustancias y/o se
apliquen procedimientos mecánicos que controlen la cristalización del azúcar.

La necesidad de controlar la cristalización de la sacarosa se presenta en la mayoría de los
productos de dulcería como mermeladas, bocadillo, caramelos, etc. Las sustancias capaces de
controlar este fenómeno son la glucosa, jarabes de maíz, azucares invertidos o sustancias acidas
(Bitartrato de potasio) que propician la inversión parcial del disacárido.

La velocidad de reacción de inversión se incrementa, como en muchas reacciones al aumentar la
temperatura, el tiempo de cocción y la concentración de las sustancias reaccionantes. La inversión
excesiva tampoco es deseable pues da lugar a un producto demasiado blando.

El proceso mecánico utilizado para obtener cristales pequeños es el batido del jarabe en el
momento en que se encuentra altamente sobresaturado. La agitación separa los cristales en
formación, evitando que se aglomeren para producir grandes cristales.

En un proceso de cristalización pueden interferir otros componentes del alimento como la grasa,
los sólidos de la leche, el chocolate, etc.

METODO EXPERIMENTAL

1. Inversión de la Sacarosa

1.1 Efecto del pH

Se debe preparar 100 ml de las siguientes soluciones:




                                    M.Sc Ángela Marcela Urbano Ramos
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        Solución A: Sacarosa al 10% (p/v) en HCl 10-2M
        Solución B: Sacarosa al 10% % (p/v) en HCl 10-3M
        Solución B: Sacarosa al 10% % (p/v) en HCl 10-4M

Transfiera 10 ml de cada una de las soluciones A, B y C a tubos de ensayo y coloque en baño maría
durante 20 minutos. Enfriar rápidamente los tubos en chorro de agua. Agregar agua destilada
hasta llenar los tubos. Transferir los contenidos de los tubos a balones aforados de 100 mL,
neutralice y afore con agua destilada.

Determine por método de Lane-Eynon el contenido de azucares reductores de las soluciones, así:

Colocar en un matraz 5 mL de Solución de Fehling A más 5 mL de solución de Fehling B y 50 mL de
agua destilada en ebullición. Colocar la solución de carbohidratos en la bureta e iniciar la titulación
siempre en caliente hasta viraje de color. Antes de que se reduzca totalmente el cobre se añade 1
mL de solución de azul de metileno al 0.2% y se termina la titulación hasta la decoloración del
indicador.

Para calcular el titulo de debe multiplicar los mililitros gastados por la concentración de la solución
a titular (mg/mL).

1.2 Efecto del tiempo de Calentamiento

Transfiera alícuotas de 10 mL de la solución B a 3 tubos de ensayo, colóquelos en baño maría y
partir de este momento comience a medir el tiempo.
Saque el primer tubo a los 10 minutos, enfrié rápidamente y repita el procedimiento descrito en el
numeral 1.1.
Saque el segundo tubo a los 30 minutos y el tercer tubo a los 40 minutos, enfríe rápidamente y
repita el procedimiento descrito en el numeral 1.1
Calcule los porcentajes de inversión de la sacarosa para los diferentes tiempos de calentamiento a
pH de 3. (Tenga en cuenta que en el numeral 1.1 se calculo para 20 minutos)

2. Cristalización de la sacarosa
2.1 Elaboración de productos

Siguiendo la técnica básica de elaboración de fondant se debe preparar:
     Fondant control
     Fondant adicionado con 0.8 g de Bitartrato de Potasio
     Fondant adicionado con 6.4 g de Bitartrato de Potasio




                                     M.Sc Ángela Marcela Urbano Ramos
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2.2 Técnica básica de elaboración de Fondant

Se necesitan 200 gramos de sacarosa y 118 mL de agua destilada. Llene un vaso de precipitado
con agua destilada, caliente y lea la temperatura que marca el termómetro cuando el agua inicia la
ebullición, esto servirá para calibrar el termómetro midiendo la temperatura de ebullición del
agua. Para elaborar el fondant el agua destilada debe estar en 15ºC, se pone a calentamiento
uniforme hasta que inicie a formar burbujas de ebullición la mezcla, se debe agitar
constantemente para evitar se adhiera a las paredes del vaso.
Cuando la mezcla tenga consistencia de jarabe espeso, retire del calentamiento deje enfriar y
proceda a evaluar los productos.

2.3 Evaluación de productos

a. Observe el color, brillo, consistencia y sabor
b. Observe los cristales al microscopio:
   Coloque una gota de glicerina sobre la placa; transfiera un trozo de fondant al interior de la
   gota, presione con el cubre-placa deslizándolo hacia adelante y hacia atrás hasta obtener una
   capa uniforme de cristales. Observe al microscopio (200X) el tamaño de los cristales.

c. Efectué el ensayo de Benedict:
   Al terminar la cocción, transfiera con una agitador de vidrio una pequeña cantidad del jarabe a
   un tubo de ensayo que contenga 5 mL de agua en ebullición, agite y efectué un ensayo
   utilizando reactivo de Benedict.



RESULTADOS

1. Se deben calcular los contenidos de azucares reductores en las muestras tratadas por inversión
   midiendo el efecto del pH y del tiempo.
2. Analice los resultados obtenidos en cada una de las pruebas de efecto de pH y el tiempo en la
   inversión y concluya.
3. Elabore una tabla con los resultados de la evaluación de cada uno de las muestras de fondant
   donde describa las características organolépticas de los productos, la forma y tamaño de los
   cristales y el resultado de la prueba de Benedict.
4. Compare los resultados obtenidos con un grupo de trabajo de clase y concluya sobre ellos.




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  • 1. INGENIERIA DE ALIMENTOS QUIMICA DE ALIMENTOS Guía de prácticas de laboratorio PRACTICA No 2 REACCIONES DE CARBOHIDRATOS INTRODUCCION Los carbohidratos son los compuestos orgánicos más abundantes de la biosfera. La mayoría pueden ser representados con la fórmula general C x(H2O)y por lo que son literalmente, hidratos de carbono. Gran parte de sus funciones biológicas dependen de esta estructura química tan particular y versátil. Ellos son componentes fundamentales de muchos alimentos y su degradación durante el proceso de digestión genera la energía necesaria para las funciones vitales del organismo. Cuando se encuentran combinados con otras biomoléculas, dan origen a moléculas más complejas cuyas funciones pueden ser estructurales o de soporte celular y tisular, de comunicación entre células, de reconocimiento o de señalización. Químicamente se definen como polihidroxialdehídos o polihidroxiacetonas cíclicas o sustancias que luego de hidrolizarse dan origen a los mismos. Un carbohidrato que no puede ser hidrolizado en uno más simple es llamado monosacárido. Los monosacáridos más comunes son la glucosa, la fructosa, la galactosa y la manosa. Un carbohidrato que puede ser hidrolizado en dos moléculas de monosacáridos es llamado disacárido. Los más importantes son la lactosa (presente en la leche), la sacarosa (presente en el azúcar común) y la maltosa. Por su parte, aquellos carbohidratos que pueden ser hidrolizados en varias moléculas de monosacáridos son llamados polisacáridos. Los más comunes son el almidón y la celulosa, este último es componente estructural de las plantas. La determinación de glucosa es de importancia médica ya que niveles sanguíneos alterados pueden ser signo de una enfermedad metabólica común conocida como diabetes mellitus OBJETIVOS  Estudiar algunos fenómenos típicos de los carbohidratos  Observar el efecto del pH y del tiempo de calentamiento sobre la cantidad de inversión de la sacarosa  Ilustrar los principios que se aplican en la elaboración de dulcería en los que se requiere control de la cristalización de la sacarosa. MATERIALES  Sacarosa Comercial  Bitrartrato de potasio  Reactivo de Benedict  Solución de Fehling A y B  Solución de HCl 10-2M, 10-3M y 10-4M M.Sc Ángela Marcela Urbano Ramos VIII - 2012
  • 2. INGENIERIA DE ALIMENTOS QUIMICA DE ALIMENTOS Guía de prácticas de laboratorio  Solución de Azul de Metileno  Material de vidrio  Microscopio  Mechero  Bureta FUNDAMENTACION TEORICA La velocidad de hidrólisis de la sacarosa en solución a glucosa y fructosa o azúcar invertido, depende del pH y la temperatura de la solución. El fondant es uno de los productos de dulcería en el que se puede observar claramente los fenómenos de cristalización e inversión de la sacarosa. Un buen fondant está constituido por cristales diminutos de sacarosa dispersos en una solución de saturada del mismo azúcar (fase liquida). Para obtenerlos es preciso que durante la cocción se adicionen ciertas sustancias y/o se apliquen procedimientos mecánicos que controlen la cristalización del azúcar. La necesidad de controlar la cristalización de la sacarosa se presenta en la mayoría de los productos de dulcería como mermeladas, bocadillo, caramelos, etc. Las sustancias capaces de controlar este fenómeno son la glucosa, jarabes de maíz, azucares invertidos o sustancias acidas (Bitartrato de potasio) que propician la inversión parcial del disacárido. La velocidad de reacción de inversión se incrementa, como en muchas reacciones al aumentar la temperatura, el tiempo de cocción y la concentración de las sustancias reaccionantes. La inversión excesiva tampoco es deseable pues da lugar a un producto demasiado blando. El proceso mecánico utilizado para obtener cristales pequeños es el batido del jarabe en el momento en que se encuentra altamente sobresaturado. La agitación separa los cristales en formación, evitando que se aglomeren para producir grandes cristales. En un proceso de cristalización pueden interferir otros componentes del alimento como la grasa, los sólidos de la leche, el chocolate, etc. METODO EXPERIMENTAL 1. Inversión de la Sacarosa 1.1 Efecto del pH Se debe preparar 100 ml de las siguientes soluciones: M.Sc Ángela Marcela Urbano Ramos VIII - 2012
  • 3. INGENIERIA DE ALIMENTOS QUIMICA DE ALIMENTOS Guía de prácticas de laboratorio  Solución A: Sacarosa al 10% (p/v) en HCl 10-2M  Solución B: Sacarosa al 10% % (p/v) en HCl 10-3M  Solución B: Sacarosa al 10% % (p/v) en HCl 10-4M Transfiera 10 ml de cada una de las soluciones A, B y C a tubos de ensayo y coloque en baño maría durante 20 minutos. Enfriar rápidamente los tubos en chorro de agua. Agregar agua destilada hasta llenar los tubos. Transferir los contenidos de los tubos a balones aforados de 100 mL, neutralice y afore con agua destilada. Determine por método de Lane-Eynon el contenido de azucares reductores de las soluciones, así: Colocar en un matraz 5 mL de Solución de Fehling A más 5 mL de solución de Fehling B y 50 mL de agua destilada en ebullición. Colocar la solución de carbohidratos en la bureta e iniciar la titulación siempre en caliente hasta viraje de color. Antes de que se reduzca totalmente el cobre se añade 1 mL de solución de azul de metileno al 0.2% y se termina la titulación hasta la decoloración del indicador. Para calcular el titulo de debe multiplicar los mililitros gastados por la concentración de la solución a titular (mg/mL). 1.2 Efecto del tiempo de Calentamiento Transfiera alícuotas de 10 mL de la solución B a 3 tubos de ensayo, colóquelos en baño maría y partir de este momento comience a medir el tiempo. Saque el primer tubo a los 10 minutos, enfrié rápidamente y repita el procedimiento descrito en el numeral 1.1. Saque el segundo tubo a los 30 minutos y el tercer tubo a los 40 minutos, enfríe rápidamente y repita el procedimiento descrito en el numeral 1.1 Calcule los porcentajes de inversión de la sacarosa para los diferentes tiempos de calentamiento a pH de 3. (Tenga en cuenta que en el numeral 1.1 se calculo para 20 minutos) 2. Cristalización de la sacarosa 2.1 Elaboración de productos Siguiendo la técnica básica de elaboración de fondant se debe preparar:  Fondant control  Fondant adicionado con 0.8 g de Bitartrato de Potasio  Fondant adicionado con 6.4 g de Bitartrato de Potasio M.Sc Ángela Marcela Urbano Ramos VIII - 2012
  • 4. INGENIERIA DE ALIMENTOS QUIMICA DE ALIMENTOS Guía de prácticas de laboratorio 2.2 Técnica básica de elaboración de Fondant Se necesitan 200 gramos de sacarosa y 118 mL de agua destilada. Llene un vaso de precipitado con agua destilada, caliente y lea la temperatura que marca el termómetro cuando el agua inicia la ebullición, esto servirá para calibrar el termómetro midiendo la temperatura de ebullición del agua. Para elaborar el fondant el agua destilada debe estar en 15ºC, se pone a calentamiento uniforme hasta que inicie a formar burbujas de ebullición la mezcla, se debe agitar constantemente para evitar se adhiera a las paredes del vaso. Cuando la mezcla tenga consistencia de jarabe espeso, retire del calentamiento deje enfriar y proceda a evaluar los productos. 2.3 Evaluación de productos a. Observe el color, brillo, consistencia y sabor b. Observe los cristales al microscopio: Coloque una gota de glicerina sobre la placa; transfiera un trozo de fondant al interior de la gota, presione con el cubre-placa deslizándolo hacia adelante y hacia atrás hasta obtener una capa uniforme de cristales. Observe al microscopio (200X) el tamaño de los cristales. c. Efectué el ensayo de Benedict: Al terminar la cocción, transfiera con una agitador de vidrio una pequeña cantidad del jarabe a un tubo de ensayo que contenga 5 mL de agua en ebullición, agite y efectué un ensayo utilizando reactivo de Benedict. RESULTADOS 1. Se deben calcular los contenidos de azucares reductores en las muestras tratadas por inversión midiendo el efecto del pH y del tiempo. 2. Analice los resultados obtenidos en cada una de las pruebas de efecto de pH y el tiempo en la inversión y concluya. 3. Elabore una tabla con los resultados de la evaluación de cada uno de las muestras de fondant donde describa las características organolépticas de los productos, la forma y tamaño de los cristales y el resultado de la prueba de Benedict. 4. Compare los resultados obtenidos con un grupo de trabajo de clase y concluya sobre ellos. M.Sc Ángela Marcela Urbano Ramos VIII - 2012