Optical rotation measurements in process control and engineering research in foods

• Autores: J. Huerta Ruelas, G. López Echevarría, P. Mendoza Sánchez, T. Kongralsawech, G. Velázquez
• Localización: Spanish journal of agricultural research, ISSN-e 2171-9292, ISSN 1695-971X, Nº. 4, 2008, págs. 635-644
• Idioma: inglés
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    Dos centros de investigación, el Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada (CICATA, México) y el Food Process Engineering Group (FPEG) de la Oregon State University, construyeron y evaluaron unidades similares de un sistema de medición de rotación óptica (OR, por sus siglas en inglés) y luz transmitida (TL, por sus siglas en inglés). Se utilizó un sistema de adquisición de datos para almacenar valores de OR y TL en función del tiempo y la temperatura de la muestra. Para calibrar ambos instrumentos, se utilizó una solución de sacarosa (1% p/v) y agua destilada, mientras que la sensibilidad, linealidad y estabilidad se determinaron utilizando soluciones de sacarosa. Las OR de las soluciones de sacarosa se pudieron medir con menos del 3% (0,03 a 20 g/100 mL) y 2% de error (0,01 a 20 g/100 mL) en los sistemas FPEG y CICATA, respectivamente. El sistema CICATA fue evaluado monitoreando la hidrólisis de azúcar y comparando el valor inicial y final de OR con valores de referencia. Para evaluar el instrumento del FPEG, se realizó la caracterización óptica de dulces comerciales y el seguimiento de la fermentación para la producción de tepache, una bebida alcohólica prehispánica consumida en México y otros países de América Latina. Estos estudios confirmaron la versatilidad del instrumento y las ventajas de una construcción modular empleando fuentes de señal óptica y componentes electrónicos disponibles a bajo costo. Con aplicaciones específicas se demostró que los sistemas modulares para mediciones ópticas bien establecidas, como la OR y la TL, podrían tener aplicaciones adicionales en el control de procesos e investigación en ingeniería de alimentos

  • English

    A system to measure optical rotation (OR) and transmitted light (TL) was built and tested by the Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada (CICATA, México). A similar system was built and tested by the Food Process Engineering Group (FPEG) at Oregon State University. OR and TL values, as a function of time and sample temperature, were recorded by a data acquisition system. Sucrose (1% w/v) and distilled water were used to calibrate both instruments while sucrose solutions were used to determine sensitivity, linearity and stability. The OR of sucrose solutions was measured with less than 3% (0.03 to 20 g/100 mL) and 2% error (0.01 to 20 g/100 mL) for the FPEG and CICATA system, respectively. The instrument setup was tested at CICATA by monitoring sucrose hydrolysis and by comparing initial and final OR with published reference values. Application examples tested by FPEG were the characterization of hard candies and the fermentation monitoring of tepache, a prehispanic alcoholic beverage consumed in Mexico and some Latin American countries. These tests confirmed the instrument versatility and the advantages of building modular units with light sources and electronic components available today at low cost. This work showed, using specific applications, that modular units for well-established optical measurements such as OR and TL could have additional applications in food process control and engineering research.