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estandarizacion de la leche

PRÁCTICA 2.4. ESTANDARIZACIÓN O NORMALIZACIÓN DE LA LECHE


OBJETIVOS
§ Saber mediante cálculos matemáticos estandarizar la composición de la leche para hacer quesos, yogures, leches formuladas, u otros productos lácteos


ANTES DE LA PRÁCTICA

La estandarización o normalización de la leche consiste en manipular la misma introduciendo o separando parte de sus componentes de modo que se adquiera finalmente una composición determinada.

Esta práctica consiste en realizar un ejercicio matemático que se va a emplear en prácticas posteriores con el fin de calcular qué cantidad de una determinada sustancia se va a añadir a la leche (grasa, leche en polvo, etc.) para conseguir una composición determinada.

Antes de asistir a la práctica tienes que realizar la siguiente actividad y lleva a la práctica aquello que se te solicita. Lo aprendido en estas actividades se va a usar y se te puede preguntar en la clase.

ACTIVIDAD

1-Toma un tiempo para intentar responder a las siguientes preguntas con los conocimientos que tienes actualmente.

a) ¿Qué componentes de la leche crees que se estandarizan?
b)¿ Con qué materias alimentarias estandarizarías cada componente?
c) ¿En qué supuestos si fueras elaborador de leche fluida, yogur o queso utilizarías la operación de estandarización? ¿Qué ventajas prácticas tiene la estandarización de la leche en una industria láctea?
d) ¿Cómo se te ocurre que se hacen los cálculos para estandarizar la leche en uno de sus componentes?

GUIÓN DE LA PRÁCTICA (hay que llevarlo a la clase práctica)

2-Tienes 10 minutos para ver un ejemplo de un ejercicio de estandarización. Los cálculos de estandarización se pueden realizar de dos formas: mediante un balance de materia o mediante un método matemático –el cuadrado de Pearson– más rápido; ambos conducen al mismo resultado y el segundo procede del primero.

EJERCICIO DE ESTANDARIZACIÓN
Ejemplo: Si una planta láctea tiene 200 kg de nata con el 40% de materia grasa y desea estandarizarla a 32% de materia grasa, cuánta leche desnatada con 0% de grasa se tiene que agregar?
A) Método de balance de materia
Sea x = kg leche desnatada
y = kg de nata al 32% de materia grasa
Definamos balance de materia como
(masa que entra en el proceso de mezcla = masa que sale en el proceso)
Si el proceso es la mezcla de nata con leche desnatada
· El balance de materia ‘a la totalidad de la materia’ (expresado en kg) es:
· kg de nata inicial (ni) + kg de leche desnatada (ld) = kg nata final (nf): 200 + x = y
· Hagamos ahora un balance de materia sólo para la grasa teniendo en cuenta la grasa que entra y la que sale.
Sea: Gni = la fracción en peso de la grasa de la nata inicial, es decir el porcentaje dividido entre 100 o los tantos por uno de grasa de la nata inicial
Gnf = la fracción en peso de la grasa de la nata final
Gld = la fracción en peso de la grasa de la leche desnatada
El Balance de materia a la grasa (grasa que entra en el proceso = grasa que sale del proceso) quedaría así
Gni * 200 + Gld * x = Gnf * y
0.40 * 200 = 0.32 * y, que significa que 40% de 200 kg es la grasa que entra en el proceso y 32% de y es la grasa que sale.
Ahora resuelve el sistema de dos ecuaciones formado por ambos balances de materia y verás que x = 50 kg de leche desnatada

B) El mismo ejercicio resuelve por otro método de cálculo: el cuadrado de Pearson
1. Coloca el porcentaje deseado, en este caso de grasa, en el centro del cuadrado.
2. Coloca los porcentajes de los flujos de entrada en las esquinas de la izquierda.
3. Resta en X, es decir esquina superior izquierda menos centro y el resultado se pone, en valor absoluto, en la esquina inferior derecha, ahora esquina inferior izquierda menos centro y el resultado en valor absoluto se coloca en esquina superior derecha.
4. Usa los números de las esquinas derechas como relación proporcional de los flujos de entrada: 32 son las partes de nata inicial, 8 son las partes de leche desnatada y (32+8)
=40 (Suma), las partes de flujo de salida o partes totales de mezcla
E1® 40 32 5) De esta forma el flujo de entrada de nata que es 200 kg,
se corresponde con 32 partes y la leche desnatada con 8 partes
32 Por regla de tres
200 ------- 32
E2® 0 8 x -------- 8
___ x = 50 kg de leche desnatada
T Suma 40

E1 = Flujo de entrada 1; E2 = Flujo de entrada 2; T = Suma de ambos flujos de entraa.


3-RESOLUCIÓN DE UN EJERCICIO DE ESTANDARIZACIÓN (20 MIN)

Cuanta nata de 40% de grasa debe ser añadida a 1000 kg de leche con el 3,5 % de grasa para obtener una nata con el 20% de grasa?

actividad 1

1.para que se le determina la acides a la leche

2.en que productos es necesario medir la acides de la leche

3.cual es la acides ideal de la leche para su procesamiento

4.que pasaria si se procesa una leche acida en algunos derivados lacteos

bienvenidos al blog

aqui le coloco la guia de la practica

DETERMINACIÓN DE LA ACIDEZ DE LA LECHE
OBJETIVOS

Comprender y aplicar los cálculos matemáticos asociados a la neutralización de un ácido débil
(ácido láctico) con una base fuerte. (NaOH)

Realizar un control de calidad del ácido láctico en una muestra de leche. Determinando y
comparando el valor experimental con el dado por el fabricante con relación al contenido de
ácido láctico

Determinar el % de acidez presente en una muestra de leche.
FUNDAMENTO TEÓRICO
¿Cuáles son los constituyentes de la leche? ¿Por qué se corta y avinagra?
La leche, es un líquido blanco muy nutritivo que por acuerdo internacional, se define como el
producto de la ordeña regular y completa de vaca sana, bien alimentada y no fatigada y
desprovisto de calostro este último corresponde a la primera leche que produce la hembra que
ha tenido un hijo
Se compone de 87% de agua, siendo lo restante grasa, proteínas (caseína y
lactoalbúmina), azúcar de leche (sacarosa), sales minerales como fosfatos, sulfatos, y cloruros.
Es de reacción ligeramente alcalina y al mismo tiempo ácida, por la presencia de fosfatos y de
anhídrido carbónico
Características de sus componentes
Grasa: forma en la leche pequeñisimos glóbulos, visibles sólo al microscopio, más ligeros que el
liquido y por eso asciende por el reposo, originando la crema o nata
El aspecto blanco opaco tan característico de la leche se debe a la suspensión de la grasa
en forma de estos glóbulos finísimos
Normalmente, la grasa (o lípido) constituye desde el 3,5 hasta el 6,0% de la leche, variando entre
razas de vacas y el tipo de alimentación. Una ración demasiado rica en concentrados que no
estimulan la rumia en la vaca, presenta una baja en el porcentaje de grasa de un 2,0 a 2,5%.
Caseina es la proteína más importante de leche se encuentra formando una mezcla heterogénea
Tiene la propiedad de coagularse en presencia de cuajo de ternero y de los ácidos, originando la
masa principal del queso
La concentración de proteína en la leche varía de 3.0 a 4.0% (30-40 gramos por litro). El
porcentaje varía con la raza de la vaca y en relación con la cantidad de grasa en la leche. Existe
una estrecha relación entre la cantidad de grasa y la cantidad de proteína en la leche cuanto
mayor es la cantidad de grasa, mayor es la cantidad de proteína.
Albúmina se halla en disolución en la leche y se considera como una forma especial de la
caseína. Suele quedarse casi toda en el suero, que queda después de la fabricación del queso, y
tiene la propiedad de coagularse por el calor (70 a 80 º C) formando el requesón.
Lactosa corresponde a la azúcar de la leche (C12H22O11x H2O), se encuentra en disolución y
fermenta con facilidad, dando origen principalmente al ácido láctico el cual provoca la coagulación
de la leche
Si se deja la leche en contacto con el aire y la temperatura adecuada, se “corta” , lo que se
debe al desarrollo de bacterias lácticas , como el bacilus acide lactici y streptococus lactici, que
transforman la lactosa en 2 carbohidratos la glucosa y galactosa y luego en ácido láctico
A pesar de que es un azúcar, la lactosa no se percibe por el sabor dulce. La concentración de
lactosa en la leche es relativamente constante y promedia alrededor de 5% (4.8%-5.2%). A
diferencia de la concentración de grasa en la leche, la concentración de lactosa es similar en todas
las razas lecheras y no puede alterarse fácilmente con prácticas de alimentación.
Sales minerales y Vitaminas la parte más importante de las sales minerales lo constituyen,
fosfatos, sulfatos, cloruros.
La leche es una fuente excelente para la mayoría de los minerales requeridos para el crecimiento
del lactante. La digestibilidad del calcio y fósforo es generalmente alta, en parte debido a que se
encuentran en asociación con la caseína de la leche. Como resultado, la leche es la mejor fuente
de calcio para el crecimiento del esqueleto del lactante y el mantenimiento de la integridad de los
huesos en el adulto.
Otro mineral de interés en la leche es el hierro. Las bajas concentraciones de hierro en la leche no
alcanzan a satisfacer las necesidades del lactante, pero este bajo nivel pasa a tener un aspecto
positivo debido a que limita el crecimiento bacteriano en la leche. El hierro es esencial para el
crecimiento de muchas bacterias.
.A continuación se presenta 2 tablas .La tabla 1 con los promedios de la composición de la leche
de vaca y búfalo y la Tabla 2 Concentraciones minerales y vitamínicas en la leche (mg/100ml)
Nutrientes Vaca
Bufalo
Humano
Agua g 88,0 84,0 87,5
Energía,Kcal 61,0 97,0 70,0
Proteína g 3,2 3,7 1,0
Grasa ,g 3,4 6,9 4,4
Lactosa,g 4,7 5,2 6,9
Minerales,g 0,72 0,79 0,20
La tabla 1 Promedios de la composición de la leche de vaca y búfalo
Tabla 2: Concentraciones minerales y vitamínicas en la leche (mg/100ml)
Minerales
mg/100mL
Vitaminas
ug/100mL
Potasio 138 Vit A 30,0
Calcio 125 Vit D 0,06
Cloro 103 Vit E 88,0
Fosforo 96 Vit K= 17,0
Sodio 58 Vit B1 =37,0
Azufre 30 Vit B2 =180
Magnesio 12 VitB6 46,0
Minerales
trazas
*2<0,1
Vit B12=0,42
VitC = 1,7
Notas 1 Lg = 0,001 gramo
2 Incluye cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, zinc, selenio, iodo y otros.
El estado de conservación
La composición de la leche varía considerablemente con la raza de la vaca, el estado de lactancia,
el alimento, época del año y muchos otros factores. Aún así, algunas de las relaciones entre los
componentes son muy estables y pueden ser utilizados para indicar si ha ocurrido algún
adulteración en la composición de la leche. Por ejemplo, la leche con una composición normal
posee una gravedad específica que normalmente varía de 1,023 a 1,040 (a 20 ºC) y un punto de
congelamiento que varía de -0,518 a -0,543 ºC. Cualquier alteración, por agregado de agua por
ejemplo, puede ser fácilmente identificada debido a que estas características de la leche no se
encontrarán más en el rango normal. La leche es un producto altamente perecedero que debe ser
enfriado a 4ºC lo más rápidamente posible luego de su colección. Las temperaturas extremas, la
acidez (pH) o la contaminación por microorganismos pueden deteriorar su calidad rápidamente.
El estado de conservación de la leche se determina por medio de su acidez. La leche tiene un
pH normalmente entre un rango de 6,3 a 6,5, y la de consumo entre 6,4 y 6,7. Esta
determinación tiene especial interés para el reconocimiento de la leche de animales enfermos,
observándose en la mastitis infecciosa, (inflamación de las glándulas mamarias que pueden ser
causadas por microbios) por ejemplo un cambio de pH entre 7,3 ya 7,5. Mientras que una leche
ácida presenta un pH de 6.0 la leche humana presenta un pH ligeramente superior al de la vaca
(pH= 6,8 – 6,9)
En este laboratorio se determinará el % en masa/masa (% m/m) de ácido láctico presente en una
muestra de leche. El método que se empleará en la determinación será una titulación o
valoración. Para determinar la cantidad de ácido láctico en la leche, se emplea una disolución
standard (o patrón) de NaOH. La disolución standard o patrón es de concentración conocida, y
es colocada en una bureta para medir el volumen de NaOH standard necesario que reacciona
completamente con el ácido láctico proveniente de la leche
TÉCNICA DE TITULACION O VALORACION.
Es una técnica mediante la cual con la sola medición del volumen de una solución de
concentración exactamente conocida (solución standard o patrón), se llega a determinar la
concentración de otra sustancia de concentración desconocida, pero que reacciona
cuantitativamente con la anterior.
¿Cómo se puede comprobar experimentalmente cuando la reacción química ha llegado
a su término ?
Un método para determinar cuando la reacción química ha llegado a su término, es mediante el
uso de indicadores, los cuales son sustancias que sufren un cambio físico, generalmente de
color, en las cercanías del punto en el cual la reacción ha finalizado.a este punto se le llama
punto final
El indicador utilizado en esta práctica es la Fenoltaleína que en medio ácido es incolora
y en medio básica es una rosado pálido
¡ Para no olvidar ¡
Una completa neutralización involucra la reacción de la especie H3O+ total con un número
igual de moles de OH-
H3O+ + OH- 2 H2O
De acuerdo con lo anterior, 1 mol de un ácido láctico, reacciona con 1 mol de una base NaOH,
esta condición queda expresada por la siguiente ecuación
Orientaciones previas para realizar los cálculos
Teniendo en consideración la ecuación de neutralización la cual es la siguiente
C2H5OCOOH (ac) + NaOH (ac) C2H5OCOONa
Ácido láctico lactato de sodio
De la ecuación equilibrada se sabe que 1 mol de NaOH requiere 1 mol de ácido láctico para
reaccionar completamente. Así en el punto de equivalencia la cantidad de moles de NaOH deben
ser iguales a la cantidad de ácido en la muestra.
Para calcular los moles de NaOH:
n NaOH = VNaOH x CNaOH
En el cual el V NaOH = volumen gastado en la bureta de NaOH
CNaOH = concentración molar exacta de NaOH (información de la etiqueta
Como en el punto de equivalencia los moles (n) de NaOH son iguales a los moles de ácido láctico
entonces:
Una reacción ácido-base termina cuando ocurre una completa neutralización. Cuando los
moles de base reaccionan completamente con los moles de ácido a este punto se llama
punto de equivalencia
n NaOH = n ácido láctico C2H5OCOOH
Para determinar los gramos de ácido láctico se calculan a partir de la masa molar y los moles de
este ácido. Los moles de ácido se determinaron anteriormente al determinar los moles de NaOH,
ya que en el punto de equivalencia, cuando la reacción terminó los moles de ácido son iguales a
los moles de base
Por lo tanto los gramos de ácido láctico en la muestra de leche se determina de acuerdo con la
siguiente ecuación:
Gramos de ácido láctico = moles de ácido láctico x Masa Molar de ácido láctico
De esta manera para determinar el % m /m de ácido láctico la expresión matemática que nos
permite realizar dicho cálculo es
Para no olvidar:los gramos de leche son la masa que corresponden a los 25 mL de leche Ver
parte experimental
Punto Equivalencia y Punto Final
Recordemos que el instante en el cual la reacción química ha llegado a su término se llama Punto
de equivalencia; es decir, "los moles de sustancias titulantes o valorantes son iguales a los
moles de la sustancia que se está titulando o valorando. Es un punto teórico
La evidencia física del punto de equivalencia se llama Punto final, instante en el cual el indicador
cambia de color. Se debe registrar el volumen cuando esto ocurre. La diferencia entre el punto
final y el punto de equivalencia se denomina error de valoración.
USO DE LA BURETA
 La bureta debe estar limpia y seca, posteriormente se mantiene en posición vertical con
ayuda de un soporte universal (o pie universal) con la llave cerrada (posición horizontal) y se
vierte en ella unos 10 mL de la disolución que se va a emplear (NaOH patrón) .Se gira la
bureta en posición horizontal de modo que moje toda la superficie interior de la bureta, luego
se bota abriendo (posición vertical) la llave de la bureta. Este proceso se llama ambientar la
bureta. Esto se realiza para eliminar los posibles residuos de agua que podría contener la
bureta lo que traería como consecuencia un cambio en la concentración de NaOH patrón lo
que alteraría los cálculos y resultados del contenido de ácido láctico
 Posteriormente se llena la bureta con la solución (NaOH patrón) sobrepasando el comienzo de
la marca de graduación; la marca cero. (se encuentra en la parte superior de la bureta) Sí se
emplea un embudo de vástago corto para este paso se debe retirar de inmediato después de
haber llenado la bureta.
 Se elimina un volumen de disolución ( NaOH patrón ) que se agregó a la bureta de modo que
la parte inferior del menisco coincida con el comienzo de la graduación es decir marca cero .La
punta inferior de la bureta debe quedar totalmente llena de disolución. Se debe tener la
% m /m de ácido láctico = gramos de ácido láctico x 100
gramos de leche ( contenidos en los 25 mL de leche )
precaución que no se formen burbujas en la punta de la bureta. De ser así , se debe abrir la
llave y dejar caer un volumen de disolución hasta eliminar las burbujas
 Cada vez que se agrega un volumen de disolución desde la bureta, se debe agitar el
recipiente con una mano, para permitir que las sustancias reaccionen y poder identificar con el
menor error el punto final de la reacción. Con la otra mano se manipula la llave de la bureta
 Se continua la adición de la disolución que está en la bureta, hasta que el indicador
(Fenoltaleína) cambie de color. Se lavan las paredes del recipiente que recibe la disolución (
matraz erlenmeyer) con agua destilada desde la piseta .Impregnando las paredes interiores
del recipiente con unas gotas de agua destilada que deben recibirse en este recipiente
 Se prosigue la titulación lentamente agregando la disolución de NaOH patrón contenida en la
bureta hasta que el indicador cambie a una coloración rosada que persista por más de
30 seg. Se efectúa la lectura del volumen gastado de NaOH en la bureta
 La titulación se repite con dos a tres muestras
PARTE EXPERIMENTAL
Para el desarrollo de este laboratorio lee sugiero reunir los siguientes materiales
Materiales Reactivos
bureta NaOH hidróxido de sodio 0,1 M
Pinzas mariposas 1 litro de leche
Soporte universal Agua destilada
espátula Fenolftaleína al 1% p/p
Embudo
Vaso precipitado de 250 mL
Propipeta para pipeta aforada de 25 mL
Pipeta aforada de 25 mL
3 Matraces erlenmeyer de 100 mL
Piseta con agua destilada
Papel blanco
Placa de agitación con agitador magnético
Papel pH
1) Mida la masa a tres matraces distintos agregue 25 mL de leche en cada uno de ellos
(medidos en pipeta aforada) al cual le medirá su masa. Agite y agregue 2 gotas de
fenolftaleína, vuelva agitar. Le sugerimos que marque los matraces
Para los pasos que a continuación se indican recordar revisar sección Uso de la bureta
2) Ambiente la bureta con la disolución de NaOH, estándar ( patrón) para ello debe agregar un
pequeño volumen de la disolución de NaOH, limpiar con dicho volumen toda la bureta y luego
se elimina abriendo la llave de la bureta.Una vez ambientada, llene la bureta con NaOH, 0,10M
estándar ( patrón) hasta nivelar en el O
3) Enseguida se realiza la valoración agregando gota a gota el NaOH (titulante) estándar o patrón
0,1 M desde la bureta, a uno de los matraces erlenmeyer. Se detiene la valoración en el
momento que aparezca la primera coloración rosada que persista por más de 30 seg. Este
corresponde al punto final de la valoración. Para visualizar mejor el punto final coloque un
papel blanco debajo del erlenmeyer
4) Mida el pH a la disolución estándar de NaOH, la leche en los siguientes puntos antes del punto
de final en el punto final después del punto final
5) Repita desde el paso 3 con los otros matraces
La figura que a continuación se expone le servirá de guía para valorar
 Proceda a realizar sus cálculos necesarios para el %m/m de ácido láctico
NOTA Determine la masa molar del ácido láctico, para realizar los cálculos
pertinentes
NaOH 0,1 M aproximada
25 mL de leche y
fenoltaleina