Página 154 - Libro de Química de Primero de Bachillerato

Pista para investigar:

• Revisa la etiqueta de cualquier bebida de naranja o limón comercial y anota las sustancias con la palabra “E-” o terminaciones “ato de”, “ito de”. Esos suelen ser aditivos.
• Clasifica cada aditivo según su función: preservante, antioxidante, acidulante, estabilizante.
• Consulta fuentes oficiales como Codex Alimentarius o la FAO para saber el mecanismo de acción de cada sustancia.
• Contrasta con el jugo recién exprimido: ¿qué carece y por qué se oxida/fermenta en pocas horas?

Análisis: Se pide identificar los aditivos y compuestos que prolongan la vida útil de los jugos cítricos industrializados en comparación con los jugos frescos.

Resolución paso a paso:

1. Un jugo natural se deteriora rápido por proliferación microbiana, reacciones de oxidación y actividad enzimática.
2. En la industria se añaden preservantes antimicrobianos que inhiben bacterias, mohos y levaduras, entre los más comunes:
   • Sorbato de potasio (E-202)
   • Benzoato de sodio (E-211)
   • Dióxido de azufre o metabisulfito de sodio (E-223)
3. Se incorporan antioxidantes que retrasan el pardeamiento y la pérdida de vitaminas:
   • Ácido ascórbico (vitamina C, E-300)
   • Ácido cítrico (E-330)
   • EDTA disódico (E-386) como agente quelante de metales que catalizan oxidaciones
4. Los acidulantes (principalmente ácido cítrico y fosfórico) mantienen un pH bajo, desfavorable para el crecimiento microbiano.
5. Un contenido elevado de azúcares (jarabe de maíz de alta fructosa, sacarosa) disminuye la actividad de agua, dificultando el crecimiento de microorganismos.
6. Se añaden estabilizantes/emulsionantes (goma arábiga, pectinas, carboximetilcelulosa) que no conservan por sí mismos, pero mantienen la homogeneidad y evitan la separación de fases, reduciendo zonas donde puedan crecer microbios.
7. Además de los componentes químicos, el jugo industrial suele pasar por pasteurización y se envasa asépticamente o en atmósfera inerte, completando la estrategia de conservación.

Conclusión: Los jugos cítricos artificiales duran más porque contienen una combinación de preservantes (benzoato, sorbato, sulfitos), antioxidantes (ácido ascórbico, ácido cítrico, EDTA), acidulantes, altos niveles de azúcar y estabilizantes, junto con procesos de pasteurización y envasado controlado.

Pista para tu explicación:

• Recuerda la relación reactivo limitante → rendimiento teórico. Vuelve a repasar cómo se determina usando ecuaciones estequiométricas.
• Imagina una síntesis en el laboratorio: ¿dónde podrían quedarse restos de producto (papel de filtro, vidrio de reloj, tubo de ensayo)?
• Investiga la influencia del equilibrio químico (Constante K) y la aparición de reacciones paralelas en procesos industriales.
• Relaciona tu respuesta con la ecuación de rendimiento; reflexiona cómo cada pérdida afecta el numerador de la fracción.

Análisis: Se requiere justificar la discrepancia entre el rendimiento teórico (calculado estequiométricamente) y el rendimiento real (obtenido experimentalmente).

Resolución paso a paso:

1. El rendimiento teórico se determina suponiendo que la reacción:
   • Se completa al 100 %
   • No genera subproductos
   • No tiene pérdidas de material
   y que todos los reactivos son puros.
2. En la práctica, varios factores reducen el rendimiento real:
• Equilibrio químico: no todas las reacciones llegan a conversión completa; parte de los reactivos permanece sin reaccionar.
• Reacciones secundarias: se forman productos no deseados que consumen reactivo.
• Impurezas de los reactivos: disminuyen la cantidad útil de sustancia que participa.
• Pérdidas mecánicas: transferencia de sustancias entre recipientes, filtración, cristalización, secado, etc.
• Condiciones de operación: temperatura y presión no ideales provocan volatilización o descomposición parcial.
• Errores de medición: balanzas, cilindros o buretas con incertidumbre.
3. El porcentaje de rendimiento se calcula como:
   $$\%\;\text{rendimiento}=\frac{\text{masa (o moles) obtenidos}}{\text{rendimiento teórico}}\times100$$

Conclusión: El rendimiento real es menor porque las condiciones experimentales nunca son ideales: hay limitaciones termodinámicas, cinéticas y operativas que generan pérdidas y subproductos, tanto en el laboratorio como en los procesos industriales.