Alimentos, 1999

ALIMENTOS Ciencia e Ingeniería

Octubre de 1999, N8

EDITORIAL

SEGURIDAD ALIMENTARIA

En los países en desarrollo más de tres millones de niños mueren cada año por causa de enfermedades contraídas por consumo de alimentos, mientras que en países desarrollados se ha producido en los últimos años un incremento de la incidencia de enfermedades alimentarias transmitidas especialmente por los nuevos patógenos emergentes como: listeria monocitogenes, E. Coli 0157 y Salmonella typhimorium multiresistente a los antibióticos; de tal manera que tanto en países desarrollados como en aquellos en vías de desarrollo la seguridad en los alimentos es uno de los principales problemas sanitarios Evidentemente que el consumo de los alimentos se ha vuelto mas riesgoso, en Estados Unidos se produjeron alrededor de 9000 muertes, siete y medio millones de casos denunciados de enfermedades por consumo de alimentos a un costo de tres mil millones de dólares anuales. Este incremento en el número de casos de enfermedades se debe a varias razones, tales como: El envejecimiento de la población, la presencia de menús variados y comidas rápidas, un consumo cada vez mayor de bocadillos, el transporte de alimentos refrigerados a mayores distancias, el cambio en los patrones de compra y almacenamiento de los alimentos, mayor utilización de comidas empaquetadas, cambios en los microorganismos y la presencia de personal no capacitado en higiene, en la preparación de alimentos. Por ello cada vez es más importante proteger a los consumidores asegurando la inocuidad de los alimentos y mejorando su calidad sobre todo actualmente cuando el consumidor ejerce una demanda selectiva y está preocupado por temas como seguridad de los alimentos, dieta, aditivos y etiquetados del producto. Estos antecedentes han determinado que la industria procesadora de alimentos continúe buscando medidas prácticas para resolver los problemas relacionados con una producción sana y segura, aunque tiene que aceptarse que una situación de "no riesgo" no puede existir. Sin embargo debe procurarse reducir al mínimo la contaminación por microorganismos y prevenir cualquier crecimiento y dispersión de estos, implementando programas de limpieza y desinfección, el seguimiento de las buenas prácticas de manufactura y de higiene por parte de los operarios, así como la aplicación del sistema HACCP. Muchos métodos nuevos se están utilizando para reducir el riesgo de contaminación microbiológica en los alimentos, por ejemplo la aplicación combinada de dimetilbicarbonato y sorbato potásico en bebidas carbonatadas. El uso de lactatos sódico y potásico como antimicrobianos en carne roja, de ave y de pescado, así como en ensaladas y pastas . Además se menciona el desarrollo de lisina bacteriófaga para su aplicación contra microorganismos patógenos como la listeria monositógenes. También se están implementando medidas para erradicar los contaminantes a nivel de las granjas y restringir el uso de los fumigantes químicos, un ejemplo reciente indica el uso de electrones de baja energía para esterilizar granos; así mismo se ha desarrollado un sistema de pasteurización a vapor


Octubre de 1999, N8

que se aplica en la superficie de las carcasas de ganado vacuno, porcino y aves. para reducir al máximo las bacterias patógenas. Se está utilizando luz ultravioleta para matar organismos dañinos en la superficie de los productos alimenticios sin dejar residuos y sin afectar la apariencia, sabor o aroma del alimento. El tratamiento de alta presión utilizado para reducir el número de posibles células E.Coli. es otro aporte. En lo referente a la limpieza y desinfección de una planta de alimentos que antiguamente eran considerados como algo necesario pero no indispensable. En la actualidad se consideran como parte de la producción, siendo necesario que el personal sea perfectamente entrenado en el manejo de detergentes y germicidas y este consciente del impacto que la sanidad tienen en la calidad de los productos y en la imagen mismo de la empresa . De hecho la higiene es uno de los pilares donde se asientan las buenas prácticas de manufactura y los sistemas de control de alimentos (HACCP y POES), por ello vale resaltar la importancia del proceso de higienización que comprende una primera etapa de limpieza o remoción de suciedad orgánica y físico química de superficies, áreas e instalaciones de la planta; y por otra parte está la sanitización o desinfección, etapa en la que se busca reducir la presencia de microorganismos a niveles mínimos aceptables. No está por demás mencionar que existen varias pruebas para verificar la efectividad de la sanitización, así la basada en la detección de ATP conocida como Lumac, que se ejecuta en pocos minutos; la prueba de la catalasa que permite determinar microorganismos catalasa positivo o catalasa negativo también existen kits para pruebas rápidas de detección de diferentes patógenos. Es necesario entonces que todos los actores que participan a lo largo de cadena alimentaria implementen altos estándares de higiene y controles adecuados para garantizar la inocuidad de los alimentos durante la producción, manipulación, elaboración, envasado, distribución y preparación para proteger la salud del consumidor o su vida.

ING. MARIO MANJARREZ LIZANO DECANO


Octubre de 1999, N8

M. Arcos, L. Reyes 1

“EXTRACCIÓN DE ALMIDÓN DE ZANAHORIA BLANCA (Arraccacia

xanthorrhiza), Y MODIFICACIÓN POR OXIDACIÓN Y ACETILACIÓN”.

Marcia Arcos*

Lorena Reyes*

RESUMEN

Las raíces y tubérculos andinos son fuentes importantes de energía, debido

principalmente a su contenido de almidón. El almidón de Arraccacia posee un

promisorio futuro, en efecto, además de su buena digestibilidad presenta una

buena resistencia a la acidez y una mejor estabilidad a la congelación que la de

otros almidones, además que su extracción es simple y de buen rendimiento.

Los almidones en su forma nativa tienen un uso limitado en la industria

alimentaria, no poseen las propiedades funcionales requeridas por el fabricante

de alimentos. Por lo tanto para lograr estas cualidades se han desarrollado los

almidones modificados.

En la modificación por oxidación, un método clásico es tratar el almidón nativo

con hipoclorito de sodio. Al oxidar el almidón se reduce la viscosidad y el calor

requerido para la gelatinización.

Otro proceso de modificación es la acetilación con anhídrido acético

constituyéndose en uno de los nuevos almidones comerciales de los más conocidos con aplicaciones tanto alimentarias como industriales.

INTRODUCCIÓN

La producción de almidones es una de las agroindustrias más importantes a nivel mundial. Su uso se extiende no

solo al uso de alimentos sino a otras industrias tales como textil, papel, fármacos, petróleo, etc. (Pérez, E. 1996).

En la industria, el almidón se utiliza ya sea en forma nativa o modificada, con la finalidad de superar las

limitaciones del primero en la elaboración de productos alimenticios, limitaciones tales como inestabilidad bajo

condiciones de procesamiento, la tendencia a la retrogradación, la inestabilidad a ciclos de congelación y descongelación; entonces se han desarrollado una serie de técnicas químicas para ésta modificación a fin de

obtener derivados que presenten las características y propiedades funcionales requeridas para procesos

específicos, las que no se pueden lograr cuando se utilizan almidones nativos.

En la actualidad el uso de almidones modificados presenta una gran demanda debido principalmente a sus

características, estos almidones modificados son considerados como aditivos alimentarios y no como

ingredientes de fabricación, son incorporados a los alimentos en pequeñas cantidades.

*Egresados de la facultad de Ciencia e Ingeniería en alimentos


Octubre de 1999, N8


La modificación por oxidación constituye una de las reacciones más útiles en el desarrollo de derivados de

almidón. Este tipo de almidones pueden utilizarse en la elaboración de dulces gomosos, para la fabricación de cerveza.

Los almidones acetilados se caracterizan por incrementar su solubilidad, disminuir su temperatura de

gelatinización y la disminución de la viscosidad, debido a que la introducción de grupos voluminosos

sustituyentes impide la reasociación de las moléculas de almidón al momento de enfriarse. Estos almidones se

emplean especialmente en la elaboración de helados, productos enlatados, jaleas y flanes instantáneos, entre

otros.

MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIALES.

Material Experimental.

Zanahoria blanca (Arraccacia xanthorrhiza)

Materiales y equipos de laboratorio.

- Balanza analítica Metler PM 480 Delta Range

- Estufa NWR 1520 Scientific Inc.

- Baño termostático con termómetro Ulabo 12V 200V.

- Viscosímetro digital Brookfield con juego de rotores LV STOUCHON MA 02072 USA.

- Microscopio Fisher de 3 lentes

- Centrífuga LABCONCO para 6 tubos de ensayo - Recipientes de acero inoxidable

- pH-metro digital portátil ORION

- Termómetro de mercurio escala 0 a 150°C

- Tamices

- Vasos de precipitación de 600 ml

- Agitador de vidrio

- Buretas

- Pipetas

- Espátulas

- Licuadora Osterizer modelo A465-31k, 3 velocidades

Reactivos.

- Acido clorhídrico 37%

- Hidróxido de sodio 70%

- Hipoclorito de sodio 70%

- Anhídrido acético 97%

- Etanol 75%

- Hidróxido de potasio 70%

- Fenolftaleína

- Agua destilada

MÉTODOS

Gravedad Específica se determina según Alvarado, J. 1996 Extracción según Villacrés, E; Espín, S. 1996

Modificación por Oxidación citado en Pereira 1994 (Anexo 2)

Modificación por Acetilación método de Wurbuzrg 1964

(Anexo 3)


Octubre de 1999, N8


Propiedades Funcionales (Anexo 4)

Indice de absorción método de Anderson 1964 Indice de solubilidad método de Anderson 1964

Poder de hinchamiento método de Anderson 1964

Propiedades Físicas

-Características Microscópicas. Se determina con un microscopio y la adaptación de un micrómetro.

-Temperatura de gelatinización. Método enunciado por Vásconez, C. 1992

Propiedades Físico-químicas

-Contenido de Humedad, método descrito por Porterand and Willits. Citado por Radley, 1976.

-Determinación de pH (Método de Whistler-Paschall), 1967.

Propiedades Químicas

- Proteína cruda (Método descrito en la AOAC # 2.049)

- Fibra cruda (Método descrito en la AOAC # 7.050)

- Cenizas (Método descrito en la AOAC # 14.006

- Acidez (Método de Sheele C. Citado por Radley 1976)

- % Acetil y grado de sustitución (Método de Genung-Mallatl, 1941 Citado por Wursburg, 1986)

Propiedades Reológicas

Para determinar los parámetros reológicos de los almidones modificados, se considera el modelo analítico

desarrollado por Zuritz (1995), citado por Alvarado (1996), para productos pseudoplásticos, cuando se trabaja

con viscosímetros rotacionales de cilindro simple.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los factores de estudio para almidones modificados por oxidación fueron: A. concentración de hipoclorito de

sodio (a1 = 5%, a2 = 10%, a3 = 20%, a4 = 40%, a5 = 60%), B. tiempo (b1 = 2 horas, b2 = 4 horas); los factores de

estudio para almidones modificados por acetilación fueron: A. concentración de anhídrido acético (a1 = 1,8%, a2

= 3,6%, a3 = 8,2%), B. pH (b1 = 7, b2 = 9), C. tiempo (c1 = 1 hora, c2 = 3 horas).

La zanahoria blanca utilizada como materia prima presentó una humedad de 68,9%; un valor de gravedad

específica de 1,77; y un porcentaje de almidón de 8,2%; estableciéndose la relación lineal entre la cantidad de

materia seca y la gravedad específica así como también con el almidón.

Los resultados demostraron que los índices de absorción y poder de hinchamiento no variaron significativamente

según los factores en estudio tanto para almidones oxidados como los acetilados, por lo que se presume que las

características específicas del almidón de zanahoria blanca determinan el nivel de reacción, más que la cantidad

de reactivos o condiciones experimentales aplicadas.

En cuanto al índice de solubilidad, para los almidones modificados por oxidación fue mayor para la aplicación

de 20% de hipoclorito de sodio, con un tiempo de reacción de 4 horas, con un promedio de 0,90%. La

solubilidad para los almidones modificados por acetilación fue de 1,50%; para el tratamiento con 1,8% de

anhídrido acético, pH 7 y 1 hora de reacción. Estos valores de solubilidad son altos si se comparan con los del

almidón nativo (0,40%).

Los almidones oxidados alcanzaron un rendimiento de 88,08% aunque ninguno de los factores en estudio

alteraron significativamente las tendencias, mientras que los almidones acetilados promediaron 84,28%; siendo

influenciado únicamente por la dosis de anhídrido acético, observándose una disminución del rendimiento con la

dosis de 8,2%.


Octubre de 1999, N8


Los almidones modificados presentaron una tendencia marcada al comportarse como fluidos pseudoplásticos no

Newtonianos (índice de comportamiento 0,29 a 0,33). Según esto, la viscosidad del almidón oxidado disminuye en mayor proporción que el almidón acetilado y el nativo a una temperatura de 40°C.

A pesar de que la oxidación aumenta en mayor proporción la absorción de agua y el poder de hinchamiento de

las moléculas que el almidón acetilado, el índice de consistencia del gel es menor, debido probablemente a un

mayor debilitamiento de las moléculas por la fragmentación que ocurre durante la reacción.

La reducción en la temperatura de gelatinización de los almidones oxidados, hace presumir que estos almidones

son más sensibles al aumento de temperatura que los acetilados, pudiéndose emplear en alimentos que no

requieren de altas temperaturas de proceso.

Debido a la mayor solubilidad de los almidones acetilados, éstos se podrían utilizar en alimentos que contengan alto contenido de sólidos y que no requieran una viscosidad elevada.

Se calculó el análisis de varianza y se aplicó la prueba de Tukey al 5% para la separación de medias en los

factores e interacciones significativas al 1 y 5%. También se realizaron ajustes de regresión para los factores en

estudio.

CONCLUSIONES

La zanahoria blanca utilizada como materia prima presentó una humedad promedio de 68,9%; un valor de

gravedad específica de 1,77; un valor promedio de materia seca de 31,2% y un porcentaje de almidón de 8,2%.

Se estableció la relación lineal entre la gravedad específica y la cantidad de materia seca; así como también con almidón.

Los índices de absorción y poder de hinchamiento no variaron significativamente según los niveles de los

factores en estudio tanto para almidones modificados por oxidación como para los modificados por acetilación,

por lo que se presume que las características específicas del almidón de zanahoria blanca determinan el nivel de

reacción, más que la cantidad de reactivos o condiciones experimentales aplicadas.

El índice de solubilidad para los almidones modificados por oxidación fue mayor para la aplicación del 20% de

hipoclorito de sodio, con un tiempo de reacción de 4 horas, con un promedio de 0,90%. La solubilidad para los

almidones modificados por acetilación fue de 1,50%, para el tratamiento con 1,8% de anhídrido acético, pH 7 y

1 hora de reacción. Estos valores de solubilidad son relativamente altos si se comparan con el registrado para el almidón nativo (0,40%), lo que muestra el grado de modificación sufrida por los almidones tratados.

En cuanto al rendimiento, los almidones oxidados alcanzaron un valor promedio de 88,08%, aunque ninguno de

los factores en estudio alteraron significativamente las tendencias, mientras que los almidones acetilados

promediaron 84,28%, siendo influenciado únicamente por la dosis de anhídrido acético, observándose una

disminución del rendimiento con la dosis de 8,2%.

Los valores de la viscosidad aparente de los almidones modificados, indican que presentan una tendencia

marcada a comportarse como fluidos pseudoplásticos no Newtonianos (índice de comportamiento 0,29 a 0,33);

ya que el desarrollo de la viscosidad está en función de la tasa de corte. Según esto, la viscosidad del almidón

oxidado disminuye en mayor proporción que el almidón acetilado y el nativo a una temperatura de 40°C.

La oxidación si bien aumenta en mayor proporción la absorción de agua y el poder de hinchamiento de las

moléculas que el almidón acetilado, el índice de consistencia del gel es menor, debido probablemente a un

mayor debilitamiento de las moléculas por la fragmentación que ocurre durante la reacción.


Octubre de 1999, N8


La reducción en la temperatura de gelatinización de los almidones oxidados, hace presumir que estos almidones

son más sensibles al aumento de temperatura que los acetilados, aunque la solubilidad se muestra menor durante el experimento.

Debido a la mayor solubilidad de los almidones acetilados, éstos se podrían utilizar en alimentos que contengan

alto contenido de sólidos y que requieran una baja viscosidad.

Con las modificaciones la morfología de los gránulos no varió sustancialmente con los tratamientos aplicados.

La composición química se vio afectada en forma general, disminuyendo el contenido de proteína y aumento del

contenido de cenizas, fibra en las muestras ensayadas. Las características reológicas y propiedades físico-

químicas variaron notablemente dependiendo del tipo de modificación y generalmente las tendencias de los

resultados obtenidos concordaron con los reportados en bibliografía.

BIBLIOGRAFIA

ANDERSON, A. 1969 Water Absortion and solubility and amilograph Characteristics of roll – Cooked small

grain products Cereal Chan 256 – 269

ALVARADO, J. 1996 Principios de Ingeniería Aplicados a Alimentos. O E A. Como parte del proyecto

multinacional Biotecnología y Tecnología de Alimentos. Impreso por Radio Comunicaciones

División de Artes Gráficas. Quito – Ecuador. 524p.

CARPIO, C. 1993 Caracterización Físico-Química y Funcional del Almidón de zanahoria blanca (Arraccacia

xanthorrhiza). En memorias del Simposio en Carbohidratos. Escuela Politécnica Nacional. pp

251 – 256

MESTRES, C. 1996 Almidón Propiedades Físico-Químicas, Funcionales y Nutricionales Usos. Escuela Politécnica Nacional. Instituto de Investigación Tecnológica. Quito – Ecuador. p.315

ORTEGA, F. 1995 Determinación de Parámetros Reológicos en Suspenciones de raíces y tubérculos. UTA.

FCIAL. Ambato – Ecuador. p.56

MAZON, N. 1993 Análisis de Variación Morfológica e Isoenzimática de la Colección ecuatoriana de zanahoria

blanca. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo. Riobamba – Ecuador. p.127

PEREIRA, F. 1994 Almidones Modificados (Hidrolizados, Acetilados y Oxidados), obtenidos a partir de

almidón nativo de Malauga (Xanthozona violaceum). Universidad Autónoma de Yacatán –

México. p.52

PEREZ, E. 1996 Experiencias sobre modificación química de almidón realizadas en Venezuela Instituto de

Ciencia y tecnología de Alimentos. Citado en Conferencia Internacional “Almidón” Escuela

Politécnica Nacional. Instituto de Investigación Tecnológica. Quito – Ecuador. pp. 129 – 147 RODRIGUEZ, L. 1996 Caracterización Físico-química y Funcionales de alimentos de maíz modificado

químicamente. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Facultad de Ciencias.

Universidad Central de Venezuela. Caracas – Venezuela. p.4

MORTON y SOLAREK 1984 Starch derivatives production and uses. In: Starch Chemistry and tecnology.

USA. Academic Prees.

KIRK, R. 1961 Enciclopedia de Tecnología Química. Primera Edición. Volúmenes II y IV. Editorial

Hispanoamericana. pp 1003 – 873.

YOUNG, S. 1996 Starch Noadle Quality as Related to potato genotypes. Journal of Food Science Vol. #1.


Octubre de 1999, N8


ANEXO 1. DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCIÓN DE ALMIDÓN DE

ZANAHORIA BLANCA .

ZANAHORIA BLANCA

PESADO RESIDUOS

LAVADO

PESADO

RODAJADO

LICUADO 3 MINUTOS

1° TAMIZADO RESIDUOS

PESADO

1° DECANTADO 6 HORAS

2° TAMIZADO RESIDUOS

PESADO

2° DECANTADO 6 HORAS

SECADO ESTUFA 50°C

ALMACENAMIENTO

ANÁLISIS


Octubre de 1999, N8


ANEXO 2. DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA MODIFICACIÓN DE ALMIDÓN POR EL ANEXO 3.

MÉTODO DE OXIDACIÓN.

Almidón + Agua destilada

Añadir NaOH (- a 50°C)

Añadir hipoclorito (pH 9-9,5

Ajustar pH

Centrifugar

Lavar 4 veces

Secar

Almidón Oxidado

Pesado

Análisis


Octubre de 1999, N8


ANEXO 3. DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA MODIFICACIÓN DE ALMIDÓN POR EL

MÉTODO DE ACETILACIÓN.

Almidón + Agua destilada

Añadir NaOH (Ph 6 - 8) Características

Añadir Anhídrido acético

Añadir NaOH

Ajustar pH

Lavar y Centrifugar

Secar

Almidón Acetilado

Pesado

Análisis


Octubre de 1999, N8


ANEXO 4. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS ALMIDONES DE

ZANAHORIA BLANCA (Arraccacia xanthorrhiza ) NATIVO Y

MODIFICADO.

Características Nativo Oxidado Acetilado

Índice de absorción 2,47 2,78 2,34

Índice de solubilidad (%) 0,40 0,90 1,50

Poder de hinchamiento 2,48 3,07 2,37

Diámetro del gránulo (micras) 30,00 29,00 26,00

Temp. Gelat. (°C) 59-62 52-55 58-60

% Humedad 12,0 7,0 6,5

pH 7,30 8,00 6,80

% Proteína cruda 0,17 0,13 0,15

% Fibra cruda 0,84 1,15 0,88

% Cenizas 0,12 0,30 0,14

% Acidez (ác. láctico) 0,01 0,02 0,01

% Acetil 0,33

Grado de sustitución 0,01

Índice de consistencia (Pa.sn) 12,42 5,46 11,02

Índice de comportamiento 0,30 0,29 0,33


Octubre de 1999, N8

R. Freire, D. Mosquera,, G Navass 10

OBTENCION DE CONCENTRADO PROTEICO A PARTIR DE TORTA

DESENGRASADA DE SEMILLA DE ZAMBO (Cucurbita pepo l)

ROLANDO FREIRE*

EDDGAR MOSQUERA*

GLADYS NAVAS**

RESUMEN

El presente trabajo se desarrollo con el propósito de extraer la proteína

contenida en la torta desengrasada de semilla de zambo (Cucurbita pepo-l.), para

su utilización en la alimentación humana.

Se realizó un análisis proximal (humedad, grasa, proteína, fibra y cenizas) ; ya

que, de la calidad y correcta utilización de la materia prima depende la calidad

del producto final.

Para la determinación de las mejores condiciones de extracción de la proteína, se

realizó dos fases siguiendo un diseño experimental para cada uno. 1) Para la fase

de solubilización un diseño experimental factorial AxBxC donde las variables de

estudio fueron tamaño de partícula (20, 60 y 80 mesh), pH (7, 8 y 9) y

temperatura (20 y 30 ºC). En esta fase el mejor tratamiento determinado fue

A3B3C2 (80 mesh, pH 9 y temperatura 30ºC). 2) Para la fase de precipitación se

parte del mejor tratamiento obtenido en la fase de solubilización. A esta fase se

aplicó un diseño experimental factorial AxB, donde el mejor tratamiento

encontrado fue X2Y1 (pH 4, temperatura 20ºC).

Para determinar el mejor tratamiento en cada fase de trabajo se realizó un

análisis de varianza y para tener una mayor precisión y exactitud en los

resultados se realizó un análisis de Tuckey.

Al coágulo proteico obtenido con el mejor tratamiento se le dio un secado en

estufa a una temperatura de 40ºC por un tiempo de 120 minutos. Posteriormente

se realizó un análisis proximal, pruebas funcionales, pruebas químicas y análisis

de aminoácidos.

Se realizó un estudio económico con el fin de estimar costos de producción en la

obtención del concentrado proteico.

*Egresados de la facultad de Ciencia e Ingeniería en alimentos

** Inga. Al. Profesora de la Facultad de Ingeniería en Alimentos


Octubre de 1999, N8


OBJETIVOS

Objetivo General

Extraer la proteína contenida en la torta desengrasada de semilla de zambo para su utilización en la

alimentación humana.

Objetivos Específicos

Determinar las mejores condiciones para la solubilización de la proteína contenida en la torta desengrasada .

Determinar las mejores condiciones para la obtención del coágulo proteínico.

Investigar las propiedades funcionales y químicas del producto final.

Analizar la composición de aminoácidos esenciales

Realizar un estudio económico a partir de los mejores tratamientos.

INTRODUCCIÓN

El crecimiento continuo de la población mundial ha impulsado al hombre a preocuparse no solo en cuanto a la

cantidad del alimento, sino también de la calidad del alimento. Si la gente va a ser alimentada será con productos

de fuentes vegetales y animales mejorados.

La vida podría definirse como el conjunto de procesos químicos y físicos, en estos procesos de compuestos

celulares juega un papel importante las proteínas las que actúan como catalizadores de todas las reacciones químicas de la célula viva.

El organismo necesita proteínas de origen alimentario para reponer las pérdidas de nitrógeno y conservarse en

buen estado y suministrar las proteínas adicionales . Por todo ello existe una necesidad potente de conseguir

aumentar la producción y obtención de proteínas comestibles a partir de las fuentes normales, pero también

nuevas fuentes como de las semillas .

La harina residual de la extracción de aceite de la semilla de zambo, tiene un elevado porcentaje en proteínas. Se

considera de interés orientar el estudio de condiciones óptimas para obtener un concentrado proteínico.

Importancia del estudio

El mundo está entrando en una etapa de escasez alimentaria cada vez más grave y dramática. Se sabe, por otro

lado que la desnutrición produce en el hombre daños irremediables y en el niño deficiencias físicas y mentales.

La mayor deficiencia en este mundo en desarrollo es las proteínas, especialmente en el Ecuador se encuentra un

alto índice de desnutrición infantil, dado la baja provisión de alimentos ricos en proteínas, vitaminas y calorías.

Por eso, se debe encontrar alternativas de solución a esta problemática, especialmente en lo que se refiere al

abastecimiento de nutrientes para lactantes hasta niños preescolares, aprovechando la capacidad productiva

nacional de leguminosas y cereales en la obtención de productos de mejor calidad, alto valor biológico y menor

costo.

Frente a este hecho lo que se quiere lograr es obtener un complemento proteico de origen vegetal que satisfaga

en mínima parte la necesidad calórica - proteica de la población, así como también incentivar al agricultor a la

siembra de este fruto en mayor cantidad y en forma tecnificada.


Octubre de 1999, N8


MATERIALES Y MÉTODOS

Diseño Experimental

Se aplico convenientemente dos diseños experimentales factoriales : en la fase de solubilización (A x B x C), y

en la fase de precipitación (X x Y) con dos replicas por tratamiento, considerando como única respuesta

experimental el porcentaje de proteína en el concentrado obtenido. A continuación mencionamos los factores y

sus niveles para el diseño del experimento :

Diseño para la fase de solubilización

FACTORES NIVELES

A: Tamaño de partícula a1: 20 mesh

a2: 60 mesh

a3: 80 mesh

B: pH de dispersión proteína b1: 7,0

b2: 8,0

b3: 9,0

C: Temperatura de solubilidad c1: 20 °C c2: 30 °C

Diseño para la fase de precipitación

FACTORES NIVELES

X:Temperatura x1: 15 ° C

x2: 20 ° C

x3: 25 ° C

Y : pH de precipitación y1: 4,0

y2: 4,5

y3: 5,0

Materia prima

Para la producción de concentrado proteico de semilla de zambo, se parte directamente de la torta desengrasada,

residuo que se obtiene a partir de la extracción de aceite.

Equipo para el proceso

-Medidor digital de pH -Balanza eléctrica de precisión : Mettler HK 60

-Estufa para secado : VWR - 1520

-Centrífuga de capacidad de tubos 15 ml.

-Materiales de vidrio: matraces, probetas, agitadores, vasos de precipitación, buretas, pipetas, embudos, frascos

para reactivos, balones de digestión, microkjeldhal, erlenmeyers, etc.


Octubre de 1999, N8


-Tamices de 20,60 y 80 mesh

-Balanza METTLER : BB 240 -Ultracentrifuga: BEGMAN, modelo J-218 capacidad 4 litros (4 recipientes de 1 litro) (Equipo utilizado en el

INIAP).

Reactivos

-Ácido sulfúrico

-Ácido clorhídrico

-Cloruro de sodio

-Hidróxido de sodio

-Solución estándar NaOH 1N

-Solución estándar de H2S04 1N -Etanol de 95º

-Eter etílico

-Eter de petróleo

-Tolueno

-Pepsina

-Urea

-Aceite comestible

Metodología

En el diagrama 1 consta el flujograma del proceso de obtención de concentrado proteico de torta desengrasada de

semilla de zambo.

Métodos de análisis proximal

-Determinación de Humedad: Estufa BRABENDER C27 c de Rlees 1969.

-Determinación de Proteína: Se empleo el método de micro-kjeldhal de AOAC 1980.

-Determinación de Grasa; Norma INEN 523, 1980-12 utilizando éter de petróleo en lugar de éter etílico.

-Determinación de Ceniza: Se siguió la Norma C7 de R Lees (1969).

-Determinación de Fibra: Se siguió la Norma F3, para -determinación de Fibra bruta de R. Lees (1969).

Método para análisis de aminoácidos

Se tuvo la oportunidad de enviar una muestra al Centro de Investigaciones, NESTLE R&D CENTER. El

concentrado luego de un proceso de hidrólisis ácida, neutralización y evaporación se solubiliza en un volumen

conocido de solución tampón y se ensayan en un equipo analizador de aminoácidos (BIOTRONIK).

RESULTADOS Y DISCUSION

Torta desengrasada y cocida de semilla de zambo.

En la Tabla A.1 se presentan los datos de composición proximal de las semillas de zambo, donde se destaca un

apreciable contenido en grasa (56,40%) y proteína (28,60%). Además se presentan datos proximales de la torta

desengrasada cocida que tiene un aumento en proteína total de hasta 50.57% en base seca, aprovechable para obtener un concentrado proteico.

Tratamiento comparativo en la fase de solubilización de la proteína.


Octubre de 1999, N8


En la Tabla A.3, se ilustran los datos experimentales obtenidos en la fase de solubilización, donde se aprecia una

diferencia notable de proteína solubilizada entre todas las interacciones, en particular si relacionamos los tratamientos A3B1C2 y A3B3C2 se determina una diferencia de 44,50% de proteína solubilizada.

Elección del mejor tratamiento en la fase de solubilización de la proteína.

La Tabla B.1, presenta los valores del análisis de varianza, el cual muestra que existe significancia entre los

factores : pH, tamaño de partícula y temperatura. Además se tiene que el factor pH, influye en mayor porcentaje

en la solubilización de la proteína, no así los factores temperatura y tamaño de partícula que tienen valores de

razón de varianza menores. El porcentaje en peso más alto de proteína solubilizada es 59,20% correspondiente

al mejor tratamiento A3B3C2.

Tratamientos comparativos en la fase de precipitación de la proteína.

En la Tabla A.4, se aprecian los valores de porcentaje de proteína no precipitada. El tratamiento X2 = 20ºC ; Y1 =

pH4 presenta un 98% de proteína precipitada con un 2% de proteína residual, el tratamiento X3 = 25ºC y Y3 =

pH5, donde se tiene 88% de proteína precipitada con 12% de proteína residual, en los dos tratamientos

mencionados existe una diferencia del 10% de proteína precipitada, siendo el primer tratamiento mejor, debido a

la acción óptima del pH y de la temperatura que precipitan la mayor cantidad de proteína. En igual forma al

relacionar las tablas A.5 y A.4 el tratamiento X2Y1 tiene mayor porcentaje de proteína precipitada al comparar

con los demás tratamientos.

Elección del mejor tratamiento en la fase de precipitación de la proteína.

El la Tabla B.2, se muestra el análisis de varianza en la precipitación de la proteína, donde los factores temperatura y pH presentan significancia de interacción. Para determinar el mejor tratamiento con mayor

precisión se realiza la prueba de Tuckey, encontrándose una mayor precipitación de la proteína a un pH 4,0 y una

temperatura de 20ºC (tratamiento X2Y1).

Análisis proximal del concentrado proteico.

El análisis proximal se realizó al mejor tratamiento (X2Y1). En la Tabla A.2 se ilustra el análisis proximal del

concentrado proteico de semilla de zambo y además se reporta datos bibliográficos de concentrados proteicos.

Al comparar los valores de ceniza, fibra y grasa del concentrado proteico de semilla de zambo, con los distintos

concentrados presentados en esta tabla se puede apreciar un rango de diferencia en porcentaje muy pequeño, no así el porcentaje de carbohidratos del concentrado proteico obtenido que difiere en un rango más elevado.

Análisis de Aminoácidos Esenciales en el Concentrado Proteico Obtenido.

Se realizó una corrida de aminoácidos en un equipo BIOTRONIK-HPLC, los valores correspondientes se

encuentran reportados en la Tabla A.6, la cual presenta al ácido glutámico en mayor cantidad y a la lisina como

el aminoácido limitante.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Una vez finalizado el presente trabajo se logró cumplir con el objetivo general planteado que es la obtención de concentrado proteico a partir de torta desengrasada de semilla de zambo(Cucurbita pepo-l).

Las mejores condiciones para extraer la proteína de la torta desengrasada de la semilla de zambo en la fase de

solubilización están dadas por : tamaño de partícula 80 mesh, temperatura 30ºC , y pH 9,0 (Tratamiento

A3B3C2).


Octubre de 1999, N8


En la obtención del coágulo proteico durante la fase de precipitación las mejores condiciones son :

temperatura 20ºC y pH 4,0 que corresponden al tratamiento X2Y1.

El concentrado proteico obtenido por extracción alcalina presenta datos proximales : humedad 8,0% ; ceniza

3,99% ; grasa 1,72% ; proteína 73,65% ; fibra 3,73% y carbohidratos 16,92%. El porcentaje alto de proteína

(73,65%) se mantiene en el rango de 70-85% para concentrados proteicos señalado por Smith y Circle

(1977).

Las propiedades funcionales que presenta el concentrado proteico obtenido son atractivas para ser utilizados

como agente emulsificante, además puede ser recomendado como agente ligante, agente de suspensión y

retenedor de humedad. Así también el concentrado presenta un alto valor de capacidad y estabilidad de

espumación.

Considerando la diferencia de pH mayor al punto isoeléctrico, que es la zona de pH de mayor uso en

alimentos, el concentrado obtenido exhibe una mayor solubilidad en agua y mayor actividad de

emulsificación, en igual forma la absorción de aceite.

Las propiedades químicas demuestran la calidad nutricional de la proteína dentro de lo cual se toma en

cuenta el valor de digestibilidad in vitro, índice químico y actividad de ureasa, cuyos porcentajes en el

concentrado proteico son relativamente altos para su digestión y nutrición.

El análisis de aminoácidos del concentrado revela que existe en mayor proporción ácido glutámico, lo que

facilita la solubilidad de la proteína en agua. Además presenta a la lisina como el aminoácido esencial que

limita el valor nutritivo de la proteína en un 58,62%.

En base al análisis sensorial, el concentrado proteico obtenido puede servir como complemento para

enriquecer productos deficitarios en proteína (arepa), debido a que no afecta en su color, sabor, consistencia,

y aceptabilidad.

Existen en la actualidad mezclas alimenticias proteicas que se reparten a la población infantil, que al

momento son hechas a base de productos importados, que deberían ser poco a poco reemplazadas por

productos nacionales de similares características y de valor económicos inferiores a los extranjeros.

Antes de la extracción de aceite y proteína se debe dar un correcto tostado y pelado a la semilla para de esta

manera eliminar factores antinutricionales y fibra, con lo cual se asegura niveles de ureasa igual a cero, no afectando de esta manera al producto final.

El concentrado proteico en lo posible debe tener un tamaño de partícula fino (mayor o igual a 80 mesh) lo

que ayudará a elevar las propiedades funcionales y químicas del concentrado proteico, así como también

favorecerá su incorporación en la elaboración de productos alimenticios.

El concentrado debe ser secado en condiciones adecuadas para poder conservar las propiedades físicas y

organolépticas, asegurando de esta manera un alimento libre de sustancias extrañas y con un buen valor

biológico.

Se debe tener en cuenta la etapa de filtración o decantación durante lo cual se debe asegurar la eliminación máxima de factores flatulentos (azúcares solubles) y los componentes de sabor indeseable que podrían

presentarse en el producto final.

Se recomienda la utilización de equipos de mayor capacidad y que el secado del coágulo proteico se lo

realice de la mejor manera, así se obtendrá un mejor rendimiento en la producción del concentrado proteico a

nivel de planta.


Octubre de 1999, N8


BIBLIOGRAFIA

AKIYAMA, D. M . 1992 . Utilización de la pasta de soya en los alimentos acuícolas. SOYA NOTICIAS. Julio-

Septiembre , p. 7

AOAC. Asociation of official analytical chemist. 1975. “ Official Methods of analysis of the association of

official analytical chemist”. 12 th de. Washington, D.C. p. 1094.

ASHRAF, MEA-RAN. LEE. 1986. Emulsifying Properties of Ethanol Soaked Soybean Flour, Journal of Food

Science, EUA, Vol 51, No. 1, p. 194

BODWELL, C.E. 1981. Protein Cuality in Humans: Assesment and In Vitro Estimation. AVI, Publishing

Company, Westport. E.U.A. p 435

BOURGEOIS, M.C. Y ROUX., P.L. 1978. Extractos, Concentrados y Aislados en la Alimentación Humana.

Ed. Moderna México D.F. p 346.

CHOIN, R. ; LUSAS, E.W. and RHEE, K.C. 1982. Effects of Acylation of Defatted Cottonseed flour with

Various Acid Anhydrides on Protein Extractability and Functional Properties of Resulting Protein isolates,

Journal of Food Science, EUA, Vol. 47, No. 1, P. 1713.

CUBERO, J. I. y MORENO , M.. T. 1989. Leguminosas de Grano. Edición Mundi Prensa, Madrid España, p.

78

DREHER, M. L., and PADMANABAN, G. 1983. Sunflower Null Flour as a Potential Dietary Fiber Supplement, Journal of Food Science, EUA, Vol. 48, No. 1, 1983, p. 1463.

FENEMA, O. R. 1982. Introducción a la Ciencia de los Alimentos. Ed. Reverte S.A. Barcelona - España, p

445.

GAGNE, C. M. and ACTON, J.C. 1983. Fiber Constituents and Fibrous Food Residue Effects on the In Vitro

Enzymatic Digestión of Protein, Journal of Food Science, EUA, Vol, 48. No 1, p. 734.

HARRIS, R.S. y KARMAS, H. 1983. Evaluation Nutritional of Food Processing. Avi Publishing Company

Westport,(USA), p. 670

HARRIS, E. y ANGAL, S. 1989. Protein Purification Methods a Practical Upproach, New York, (USA),

Edición Oirl Press. p 317

JENSEN, W. 1974. La Célula vegetal. Edición Herrero, México - México, p. 140

JOHNSON, E.A., and BREKKE, C.J. 1983. Functional Properties of Acylated Pea Protein Isolates, Journal of

Food Science, EUA, Vol. 48, No. 1, p. 722

KABA, M. y SANABUSAS ,J.C. 1978. Evaluación Nutricional de Concentrados s Proteicos de Porotos

(Phaseolus vulgaris) y de Lentejas (Lens esculenta), ARCHIVOS LATINOARMERICANOS DE NUTRICION.

Vol XXVIII, Caracas-Venezuela No. 2, p.47

MILNER, M. ; SCRIMSHAW, N.S. y WANG. D. 1978. Proteína resourses andTechnology: status and reseurch

nedds. West port; AV. Publishing Company. p 629.

OSBORNE, R. VOOT, P. 1986. Análisis de los Nutrientes de los Alimentos, Edición Acribia, S.A. Zaragoza -

España, p 258.


Octubre de 1999, N8


SMITH, A. K., y CIRCLE, S. J. 1977. Chemistry and Technology AV. Publishing Company, West Port, E.U.A,

p. 469.

STANLEY, D. W.; MURRAY, D. E., Y LEES, D. 1981. Utilization of world Protein Resources. Edición.

U.S.A, p. 129

THOMPSON, L. V. ; LIU, R. F., and JONES, J. D. 1982 Functional Properties and Food Applications of

Rapeseed Protein Concentrate, Journal of Food Science, EUA, Vol. 47, No. 1, p. 1175

VIGO, M.S. ; BERTONI, M. H. y CATTANEO, P. 1973 “Estudios sobre semillas de Cucurbitaceas

Argentinas”. Anales Asoc. Química Argentina. Buenos Aires - Argentina, p. 18

WHITAKER, J. R. y TANNENBAUM, S.R. 1977. “Food Protein”. AVI Publishing Company, West Port, E.U.A, p 602


Octubre de 1999, N8


TABLA A.1 DATOS DE ANALISIS PROXIMAL DE LA MATERIA PRIMA

SEMILLA TORTA

DESENGRASADA

TORTA COCIDA

(%) (%) (%)

HUMEDAD

2,3

12,01

12,05

1CENIZA

5,6

10,59

10,46

1GRASA

56,40

6,00

5,90

1PROTEINA***

28,60

51,88

50,57

1FIBRA

2,10

24,04

24,19

1CARBOHIDRATOS**

5,00

7,48

8,85

** Porcentaje reportado por diferencia de peso

*** (N x 6,25) 1

Expresado en base seca

TABLA A.2 DATOS DE COMPOSICIÓN PROXIMAL DE CONCENTRADOS PROTEÍCOS

CONCENTRADOS PROTEICOS DE SOYA SUERO DE

LECHE

ALFALFA CHOCHO * TDSZ

(%) (%) (%) (%) 5 (%)5

HUMEDAD

8,0

5,2

3,0

2,3

8,0

CENIZA

5,5

5,9

1,2

2,1

3,9

GRASA

0,3

4,6

1,4

0,9

1,7

PROTEINA**

71,5

72,2

73,9

86,0

73,6

FIBRA

3,5

---

0,5

1,1

3,7

CARBOHI***

11,2

12,2

20,0

9,9

16,9

Torta desengrasada de semilla de zambo

** (N x 6,25)

*** Porcentaje reportado por diferencia de peso 5 Expresado en base seca


Octubre de 1999, N8


TABLA A.3 DATOS EXPERIMENTALES EN LA FASE DE SOLUBILIZACION

(Fase Acuosa) DE LA PROTEÍNA

TRATAMIENTO R1 R2 R3

(%)* (%)* (%)*

A1B1C1 0,1474 0,1466 0,1470

A1B2C1 0,2211 0,2203 0,2207

A1B3C1 0,2423 0,3523 0,2973

A1B1C2 0,2731 0,2599 0,2665

A1B2C2 0,3435 0,3271 0,3353

A1B3C2 0,3840 0,3783 0,3812

A2B1C1 0,2201 0,2224 0,2213

A2B2C1 0,2836 0,2795 0,2816

A2B3C1 0,3575 0,3662 0,3619

A2B1C2 0,3072 0,3100 0,3086

A2B2C2 0,3596 0,3677 0,3637

A2B3C2 0,4444 0,4394 0,4419

A3B1C1 0,2078 0,1993 0,2036

A3B2C1 0,3588 0,3595 0,3592

A3B3C1 0,5443 0,5495 0,5469

A3B1C2 0,1348 0,1764 0,1556

A3B2C2 0,4833 0,4153 0,4493

A3B3C2 0,5953 0,5886 0,5920

A1 = 20 meshB1 = pH 7 C1 = 20ºC

A2 = 60 meshB2 = pH 8 C2 = 30ºC

A3 = 80 meshB3 = pH 9

R1 y R2 = Réplica de los tratamientos

* Proteína (N x 6,25)


Octubre de 1999, N8


TABLA A.4 DATOS EXPERIMENTALES EN LA FASE DE PRECIPITACIÓN DE LA PROTEÍNA

TRATAMIENTO R1 R2 MEDIA

(%)* (%)* (%)*

X1Y1 0,0451 0,0461 0,0456

X1Y2 0,0346 0,0338 0,0342

X1Y3 0,0436 0,0456 0,0446

X2Y1 0,0108 0,0104 0,0106

X2Y2 0,0153 0,0165 0,0159

X2Y3 0,0464 0,0634 0,0549

X3Y1 0,0123 0,0128 0,0126

X3Y2 0,0537 0,0666 0,0602

X3Y3 0,0515 0,0876 0,0696

X1 = Temperatura 15 ºC Y1 = pH 4,0



* Proteína (N x 6,25)

R1 y R2 : Réplicas de tratamientos

TABLA A.5 CONTENIDO Y RENDIMIENTO EN PROTEÍNA DEL CONCENTRADO OBTENIDO A PARTIR

DE TORTA DESENGRASADA DE SEMILLA DE ZAMBO.

TRATAMIENTO PESO DEL (G) HUMEDAD PROTEINA RENDIMIENTO MEDIA

CONCENTRADO (%) (%) bs PROTEICO(%) (%)

X1Y1 0,1719 8,3000 72,7600 25,7900

0,1706 8,1000 74,5500 26,2800 26,0400

X1Y2 0,2208 8,0700 74,8300 34,3100

0,2233 8,2000 73,8300 33,9500 34,1300

X1Y3 0,1108 8,3000 72,7600 16,6300

0,1067 8,1000 74,5500 16,4400 16,5400

X2Y1 0,2431 8,0100 75,3900 37,9100

0,2558 8,2000 73,6500 38,8900 38,4000

X2Y2 0,2310 8,2000 73,6500 35,1200

0,2217 8,0000 75,4900 34,6300 34,8800

X2Y3 0,1670 8,1000 74,5500 25,7300

0,1788 8,1500 74,1000 27,3700 26,5500

X3Y1 0,0982 8,3000 72,7600 14,7400

0,0968 8,2000 73,6500 14,7200 14,7300

X3Y2 0,1578 7,9000 76,4400 24,9800

0,1649 8,0000 75,4900 25,7500 25,3700

X3Y3 0,0617 7,9800 75,6800 19,7600

0,0864 8,1000 74,5500 13,3100 11,4900

% Pz = % de proteína en el concentrado en base seca Z= peso del concentrado proteico Hz = Humedad Wp = Peso de la proteína en la materia prima contenida en un gramo de muestra utilizada (44,48% bh), donde Wp = 0,4448 g


Octubre de 1999, N8


TABLA A.6 DATOS DE COMPOSICION EN AMINOACIDOS EN EL CONCENTRADO PROTEICO

OBTENIDO.

CONCENTRACION DE AMINOACIDOS

(g/100g proteína)

AMINOACIDOS Patrón

FAO/WHO (1985)

*CPZ

1 huevo enero

ACIDO ASPARTICO 8,9

TREONINA 3,4 2,7 5,1

SERINA 4,8

ACIDO GLUTAMICO 19,6

PROLINA 3,7

GLICINA 4,3

ALANINA 4,4

VALINA 3,5 5,2 6,8

CISTEINA 1,7

METIONINA 2,5 2,6 5,8

ISOLEUCINA 2,8 4,0 6,3

LEUCINA 6,6 6,9 8,8

TIROSINA 3,5

FANILALANINA 26,3 5,1 9,9

LISINA 5,8 3,4 7,0

HISTIDINA 1,9 2,2 3,0

ARGININA 15,0

TRIPTOFANO 1,1 2,0 2,9

Análisis de aminoácidos realizado en el Centro de Desarrollo de Alimentos NESTLE R&D CENTER (Quito). Equipo

utilizado “Biotronik”. CPZ = Concentrado proteico de semilla de zambo 1 Bourgeois (1978). *Valor total de Cisteína y Metionina 2 Valor total de Tirosina y Fenilalanina


Octubre de 1999, N8


TABLA B.1 ANÁLISIS DE VARIANZA

VALOR ORIGEN GRADOS DE SUMA DE CUADRADO RAZON F 0.05

LIBERTAD CUADRADOS MEDIO VARIANZA

1 Replicación 1 0,0001 0,0001 0,1208 4,45

2 Factor A 2 0,0720 0,0360 64,8418 3,59

4 Factor B 2 0,2900 0,1450 261,0221 3,59

6 A.B 4 0,0890 0,0220 39,9654 2,96

8 Factor C 1 0,0480 0,0480 85,4595 4,45

10 A C 2 0,0090 0,0050 8,3801 3,59

12 B C 2 0,0030 0,0010 2,4933 3,59

14 A B C 4 0,0080 0,0020 3,5677 2,96

15 Error 17 0,0090 0,0010

Total 35 0,5290

Coeficiente de variación : 7,16%

TABLA B. 2 ANALISIS DE VARIANZA EN LA FASE DE PRECIPITACION

VALOR ORIGEN GRADOS DE SUMA DE CUADRADO RAZON DE F0,05

LIBERTAD CUADRADOS MEDIO VARIANZA

1 REPLICACION 1 0,0000 0,0000 3,4924 5,32

2 FACTOR X 2 0,0010 0,0010 8,4887 4,46

4 FACTOR Y 2 0,0030 0,0020 22,0373 4,46

6 XY 4 0,0030 0,0010 9,27 3,86

7 Error 8 0,0010 0,0001

Total 17 0,0080

Coeficiente de variación = 22,67%


Octubre de 1999, N8


DIAGRAMA 1

FLUJOGRAMA PARA LA OBTENCIÓN DE CONCENTRADO PROTEICO A PARTIR DE TORTA

DESENGRASADA DE SEMILLA DE ZAMBO.

RECEPCION

COCIMIENTO

MOLIENDA

20 - 60 - 80 mesh

ACONDICIONAMIENTO

DISPERSION

Harina - Agua

AJUSTE DE pH Y

TEMPERATURA

AGITACION

20 - 30°C

CENTRIFUGACION

2500 rpmRESIDUO

SOBRENADANTE

PRECIPITACION CON

AJUSTE DE pH y T

DETERMINACION

DE N2 TOTAL

DECANTACION SOBRENADANTE

DETERMINACION

DE N2 TOTAL

PURIFICACION

SECADO 40°C

ANALISIS

PROXIMAL

PRUEBAS

FUNCIONALES

PRUEBAS

QUIMICAS

CROMATOGRAFIA

EN HPLC

ENVASADO


Octubre de 1999, N8

A. Fernández, L. Andas 24

PROYECTO DE FACTIBILIDAD PARA LA INSTALACION DE UNA PLANTA

PRODUCTORA DE PANELA GRANULADA EN EL CANTON PANGUA

Ángel Fernández*

Luis Anda**

RESUMEN

En el presente estudio se realizó un diagnóstico que ha permitido identificar los

problemas que tienen los paneleros panguenses.

Se realizó también un estudio de mercado con el fin de establecer el ambiente en

el que la agro-industria panelera ha de desarrollarse y al que deberá adaptarse,

sin desconocer que el mismo en un país en vías de desarrollo es de difícil

pronóstico.

Del estudio directo realizado en las zonas paneleras del cantón Pangua, además

de otras experiencias obtenidas en nuestro país, así como trabajos realizados

fuera del contexto nacional, permite ofrecer mejoras tecnológicas que aportarán

gran beneficio a los productores de panela que tienen perspectivas para mejorar

la calidad de la misma.

Además se realiza un estudio de presupuestos con el fin de demostrar que de establecerse una unidad de producción, el fin que se persigue es justificado

realizando su respectiva evaluación.

INTRODUCCION

Diagnostico de la producción panelera en el cantón Pangua.

La producción de panela en el cantón Pangua es una agro-industria familiar típica rural, y se encuentran

dispersas en varios recintos del sector cañicultor; donde una gran cantidad de pequeños cultivadores de caña

transforman individual y directamente este producto agrícola en un alimento.

Las fábricas productoras de panela, comúnmente denominadas trapiches, así como el proceso de producción de

panela, no presentan ningún desarrollo tecnológico ni económico en el sector, ya que se utilizan sistemas

tradicionales, con métodos empíricos manejados con simple criterio artesanal.

Los problemas más graves que afrontan los paneleros del sector agrupados todos en la infraestructura misma de

la unidad de producción son: mal diseño de la hornilla, sistema de extracción del jugo deficiente, no se clarifican

los jugos, falta de uniformidad en la calidad de la panela.

* Egresado de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos.

** Ingeniero Químico. Profesor de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos


Octubre de 1999, N8


MERCADO

Producción de caña en la provincia de Cotopaxi.

De los siete cantones que tiene actualmente la provincia de Cotopaxi, cuatro son los que poseen caña de azúcar,

de entre éstos se destacan Pangua, Sigchos y La Maná, quedando en menor escala Pujilí, no lo producen los

cantones Latacunga, Saquisilí y Salcedo.

Producción de caña de azúcar en los sectores de San. Ramón, Tablería y Pucará del cantón Pangua.

La producción de caña de azúcar entre los cañicultores panguenses, destinan en mayor proporción a la

fabricación de aguardiente, seguido la elaboración de panela y en cantidades muy pequeñas para alfeñiques y

mieles.

De los agricultores encuestados en esta zona, únicamente el 9 por ciento tienen perspectivas de cambio en el

diseño del horno panelero y la tecnología en general de la producción de panela, mientras que en la gran mayoría

son tradicionalistas pese a manifestar el descontento por el esfuerzo físico que realizan en esta actividad agro-

industrial no tienen visión para el cambio o por que simplemente la extensión cultivada de caña que poseen es

muy pequeña. De otra forma, de los encuestados se ha determinado que el 17 por ciento de la extensión cultivada

en esta zona dan en calidad de arrendamiento la producción anual de caña o el corte de caña esto debido a se

dedican a otras actividades menos agotadoras o simplemente han salido a vivir en las grandes ciudades,

principalmente Quito.

El rendimiento en tallo fresco de caña de azúcar en la zona reportada y para el cantón es de 50 TM/ha.

Producción de panela en el cantón Pangua.

La producción promedio de panela en este cantón es de 19.500 Kg. por semana. Sin embargo, en determinadas

épocas del año (Finados, Navidad, Carnaval y Semana Santa) esta producción se incrementa hasta 23.000 Kg por

semana; y a la vez disminuye hasta 17.000 Kg. Las razones para esta variación son, entre otras: condiciones de

clima, extensión cultivada de caña que dispone el cañicultor, los precios de la panela, inclusive depende de los

precios del aguardiente.

Así, se desprende entonces que, el cantón Pangua tiene una producción estimada mensual de 78 TM y por ende

una producción anual de 936 TM de panela, que a más del autoconsumo entre los paneleros y vecinos, esta

producción se consume entre los habitantes de las poblaciones de: todo el cantón Pangua, Quinsaloma (parroquia del cantón Ventanas), poblaciones de la provincia Bolívar cercanas a este cantón, en Ambato,

Latacunga y otras ciudades de la región central de la sierra ecuatoriana.

Formas de presentación y canales de comercialización actuales de la panela.

El canal de distribución o de comercialización, que recorre la panela desde el productor hasta el consumidor es el

siguiente:

Figura 1: Canales de Comercialización de la panela

MAYORISTA

MINORISTA

PRODUCTOR CONSUMIDOR


Octubre de 1999, N8


En lo que se refiere a panela granulada los canales de distribución son el acopio y dispersión de los productos de

acuerdo a las necesidades del mercado. Las actividades de los canales de comercialización de panela granulada producida en Pangua y de otros sectores del país realizada por los mayoristas, son: Primero la acumulación del

producto, en donde se agrupa la panela clasificada y se da una presentación 1 Kg, ½ Kg e inclusive de 1/4 de

Kg formando una oferta homogénea; y segundo es de colocación, siendo esta actividad la distribución de la

oferta homogénea en diferentes puntos geográficos del país y por consiguiente en grupos más pequeños.

Consumo de panela.

La panela de distinta presentación y origen, es consumido en gran parte directamente y otra parte indirectamente.

Aquellos consumidores indirectos, lo hacen en los tradicionales dulces de higo, acompañados en buñuelos,

colada morada, cocadas, chichas, chocolatines y otros.

Consumo de panela en el cantón Pangua.

Como resultado de las encuestas realizadas durante los meses de mayo, junio y septiembre de 1.996, se

desprende que en el cantón Pangua se consume un promedio mensual de 11.804 kilos de panela, producida en el

cantón. Pangua en 1.996 cuenta con 17.547 habitantes, se ha establecido entonces un consumo per-cápita de

0,6727 Kg/persona/mes y por ende un consumo per-cápita de 8,07 Kg/persona/año.

Consumo de panela en la parroquia Quinsaloma (cantón Ventanas - Provincia de Los Ríos).

En Quinsaloma, se ha determinado que sus habitantes consumen un promedio mensual de panela de 2.951 kilos.

Se ha registrado que su mayor volumen de ventas es en los días domingos, día en que se realiza su feria mayor.

Esta parroquia cuenta con 11.366 habitantes, de donde se desprende que el consumo per-cápita mensual de 0,2596 kg/persona/mes y 3,1152 kg/persona/año.

Consumo de panela en el cantón Quevedo (provincia de Los Ríos).

El consumo de panela en el cantón Quevedo en promedio es de 12.788 kilos mensuales. Este consumo es entre

una población de 153.329 habitantes con que cuenta en 1.995, la cabecera cantonal de Quevedo y sumando la

población de la parroquia Valencia. Así, el consumo per-cápita es de 0,0834 kg/persona/mes y un consumo per-

cápita de 1,001 kg/persona/año.

Consumo de panela en el cantón Ambato (provincia del Tungurahua).

En los resultados de las encuestas y sondeos se ha establecido que el volumen de ventas y por ende el consumo

es de 64.390 kilogramos de panela mensuales. Considerando que en el cantón Ambato en 1.996 cuenta con

267.730 habitantes según proyecciones. El consumo per-cápita mensual es de 0,2405 kg/persona y un consumo

per-cápita anual de 2,886 kg/persona.

Consumo de panela en el cantón Latacunga (provincia del Cotopaxi).

En Latacunga la mayor cantidad de panela comercializada es la producida en Sigchos. En datos obtenidos

mediante encuestas y sondeos el volumen de ventas y el consumo promedio es de 33.480 kilogramos de panela

mensuales. De dónde este cantón cuenta en 1.996 con 115.438 habitantes según proyecciones. Así el consumo

per-cápita mensual se establece en 0,29 kg/persona y un consumo per-cápita anual de 3,48 kg/persona.

Consumo de panela en el Ecuador.

La falta de información estadística de producción y consumo de panela granulada en el Ecuador por tratarse de

un producto nuevo en el mercado, se considera los datos registrados en la década de los 80´s para una estimación

de lo que actualmente y en el futuro sería el consumo de panela en el país (Tabla 4).


Octubre de 1999, N8


Análisis de la estructura del mercado de panela granulada.

La organización del mercado de la panela granulada, en términos del número de oferentes más representativos,

se encuentra en la actualidad conformada de la siguiente manera: panela ASOCAP, panela PIATUA, panela

CORONA, panela LA ABEJA y aquella comercializada por MCCH. Esto al margen de pequeños comerciantes

que surgen en las zonas productoras de este bien.

Analizando la situación de la panela en general frente al azúcar, si se considera los factores adversos que

actualmente afectan a esta agro-industria, la conclusión obvia sería de que esta agro-industria tendería a

desaparecer por su incapacidad para competir con los ingenios azucareros, cuyos costos de producción son más

bajos. Sin embargo, la realidad es otra, y es de que no existe competencia entre éstas. Y uno de los factores que

ha permitido mantenerse la panela en el mercado (especialmente rural y los inmigrantes rurales a los centros

urbanos) ha sido por su relativo bajo costo y su valor nutricional superior al del azúcar, pese a que este último no es valorado en un amplio margen de consumidores por un elemental desconocimiento.

PROCESO DE FABRICACIÓN DE PANELA GRANULADA

Con el fin de ir evolucionando los procesos rudimentarios de fabricación de panela en Pangua, el procedimiento

más recomendable es el siguiente (Tecnología CIMPA): Recepción de la caña de azúcar, Extracción del jugo,

Clarificación (descachazado) de los jugos, Evaporación, concentración y punteo, Batido y granulado, Cribado,

Empacado y Almacenado.

Clarificación de los jugos en la elaboración de panela. Las impurezas contenidas en los jugos sin clarificar es necesario separar en las etapas de: Prelimpieza,

calentamiento, adición del auxiliar de clarificación.

Prelimpieza de los jugos de caña de azúcar.

El jugo sin clarificar que se ha obtenido directamente del molino, trae gran cantidad de impurezas como

bagacillo, hojas, arena y otras disueltas. Éste es sometido a un proceso de prelimpieza que no es más que la

eliminación por medios físicos de las impurezas con las que sale el jugo de caña del trapiche.

Calentamiento de los jugos. Terminada la prelimpieza se obtiene el jugo sin clarificar o guarapo, que pasa directamente al fondo de la paila

recibidora para inmediatamente iniciar su calentamiento hasta alrededor de 60 °C. El efecto combinado de

temperatura y tiempo permite que se vaya formando una capa sobrenadante de impurezas denominada cachaza.

Adición del auxiliar de clarificación.

Una vez que se ha completado el nivel de jugo y calentado alrededor de 60 °C en la paila recibidora, el jugo es

trasladado a la paila clarificadora, en la que se realiza la adición del agente floculante; que en el caso del presente

proyecto se usará mucílago de balso, éste actúa sobre las impurezas atrapándolas y arrastrándolas hacia la

superficie, donde son retiradas manualmente.

Delimitación de las variables del proceso de clarificación.

Control de pH.


Octubre de 1999, N8


La actividad de los clarificantes vegetales es más eficiente entre un pH 5,2 a 6,2; siendo los adecuados los

valores de 5,7 a 5,8. Paz (1992), indica que una clarificación eficiente con mucílago de balso se encuentra en un pH 5,7.

Mientras que en Pangua los mejores resultados en panela granulada por la brillantés del producto final ha sido a

un pH 5,8 con mucílago de balso; a pH superior a 6,2 se produce un oscurecimiento sustancial del jugo de caña y

por ende del producto final, ensayos en panela granulada. Se justifica el incremento del valor de pH a 5,8

inclusive a valores de 5,85 para panela granulada puesto que para su conservación se requiere de menor

contenido de humedad que la panela en atados, bloque o ladrillo; ello obliga a que en este tipo de producto se

eleve su punto de concentración, y como resultado de esta elevación se incrementa el porcentaje de azúcares

reductores si no se controla el pH en dichos valores, caracterizados por la dificultad de granular.

Gradiente de Temperatura con respecto al Tiempo.

Es recomendable que la temperatura se eleve entre 1 y 1,5°C por minuto a fin de que el efecto combinado de

temperatura - tiempo de clarificación y el floculante usado, permitan la aglutinación de las impurezas.

Dosificación del mucílago de balso a añadirse.

Trozos de cortezas de balso en un peso aproximado de 3 kilos tienen que ser sumergidos en 10 litros de agua y

dejar reposar 2 horas, tiempo en el cual se habrá formado una solución de 24 cp (medida a 24 ºC), la misma que

se filtra para eliminar las impurezas. Extraída de la forma descrita se dosificará como lo indica Paz (1992), que la

cantidad de mucílago a añadirse es 1.5 por ciento del volumen de jugo de caña a tratarse, obteniéndose un

volumen satisfactorio de la capa sobrenadante y no se ve afectado la turbidez.

Evaporación.

Es la etapa que sigue a la clarificación y donde el calor suministrado es aprovechado básicamente en el cambio

de fase del agua (líquido a vapor) eliminándose gran parte del agua a evaporar en casi un 89 por ciento con el

consiguiente aumento del contenido inicial de los sólidos solubles a aproximadamente 65 grados brix.

Concentración y punteo.

La concentración constituye la fase final del proceso, este se presenta a temperaturas superiores a los 100°C; se

realiza en la paila punteadora o concentradora. En esta etapa se añaden los agentes anti-espumantes, que en el

caso de los paneleros panguenses se usan grasas vegetales. En la concentración se remueve entre el 9 y el 10 por ciento del agua restante a evaporarse que traía el jugo clarificado.

Adición de las grasas o ceras.

Cumplen dos funciones en el proceso de elaboración de panela, la primera es de anti-espumante para evitar que

los jugos durante la ebullición rebosen la altura de la falca de la paila. En este caso su adición se debe realizar en

las pailas consideradas evaporadoras. La segunda función es de lubricación, en este caso su adición se hace en la

paila concentradora o punteadora a temperaturas entre 100 y 102°C y no superiores, pues la miel ya no las

recibe. La grasa evita que la miel se adhiera a las paredes de la paila evitando su caramelización y quemado.

El punto de la panela se da cuando las mieles adquieren una serie de características que permitan retirarlas de la

hornilla y que por las operaciones posteriores del proceso como batido y moldeo adquieran la tipificación de la panela. El punto de la panela granulada en Sn. Ramón, Tablería y Pucará se obtiene entre los 127,5 y 129,5 °C

con un porcentaje de sólidos solubles entre 93,5 y 96 grados brix, determinándose por la consistencia, color y

densidad de las mieles.


Octubre de 1999, N8


De las experiencias obtenidas en el cantón Pangua y concretamente en los sectores indicados, el punto adecuado

para la fabricación de panela granulada es de 129 °C. Al retirar las mieles a dicha temperaturadel horno se garantiza que el producto final es decir la panela granulada al momento del envasado no exceda un contenido de

humedad del 2,5 por ciento en épocas altamente húmedas, pues la misma cae dentro del rango considerado como

adecuado en este tipo de producto.

Batido - granulado.

Se procede a una agitación inicial de unos 2 a 4 minutos, las mieles se dejan en reposo y por el aire incorporado

comienzan a subir en la batea hasta casi desbordarse, siendo necesario reiniciar una agitación más intensa hasta

conseguir que por la acción combinada del batido y enfriado los gránulos vayan soltándose. En esta operación

se requiere de gran destreza y habilidad del operario, ya que al enfriarse la miel demasiado resulta imposible

granular manualmente. El tiempo de batido y la altura alcanzada de las mieles depende el grano de la panela.

Cribado.

Esta operación es importante realizar en la panela granulada para tener un tamaño uniforme de gránulos y retener

aquellos que son ligeramente grandes. El diámetro interior de malla que se usará para el cribado de la panela

granulada será de 1,68 mm; en términos de la USA-Standard ASTM E 11-61 malla número 12.

Empaque y almacenado de la panela granulada.

La humedad final del producto es muy importante y para panela granulada en ningún caso debe ser superior al 3

por ciento dado a que de otra forma se disminuye la vida útil del producto y se pueden formar verdaderas masas

de panela. En empaques de polietileno es posible almacenar hasta por seis meses la panela. La planta contará con una bodega de almacenamiento transitorio que en ningún momento excederá de 14 días.

UBICACIÓN GEOGRÁFICA DEL PROYECTO.

Se propone como lugar seleccionado al cantón Pangua y dentro de éste al recinto San. Ramón con sus aledaños

Tablería y Pucará ubicado a una altura aproximada de 1.350 m.s.n.m., para el cual se ha diseñado la tecnología

más conveniente.

PRESUPUESTOS

Inversión Fija.

- Terreno y construcciones

- Maquinaria y Equipos

- Otros activos

- Capital de operación

SUMAN:

Imprevistos, 5%:

SUB-TOTAL:

TOTAL:

57'575.250

34'905.513

17'404.400

109'885.163

5'494.258

115'379.421

11'811.882

127'191.303

Ventas netas.

- Panela granulada de ½ Kg

- Panela granulada de 1 Kg.

- Gránulos

TOTAL:

264´960.000

141´588.000

3´537.554

410´085.554


Octubre de 1999, N8


Costos de Producción.

- Materiales directos

- Mano de obra directa

- Carga Fabril

TOTAL:

50´213.450

50´397.050

59´535.713

160´146.213

Gastos de ventas.

- Promoción 14´400.000

Gastos de Administración y Generales.

- Personal

- Otros gastos

- Amortizaciones

- Depreciaciones

TOTAL:

2´519.853

5´491.200

1´520.000

510.400

10´041.453

Financiamiento.

Préstamo al B.N.F. a 5 años plazo con cuotas fijas al 50 % de interés anual en un monto de 70´000.000 de

sucres, al cabo de 5 años el banco recibirá por concepto de intereses 105´000.000 de sucres.

Estado de pérdidas y ganancias.

- Ventas netas

- Costos de producción

- Utilidad bruta en ventas

- Gastos de ventas

- Utilidad neta en ventas - Gastos de administración y generales - Utilidad neta en operaciones antes del impuesto a la renta y otras deducciones

- Gastos financieros

- Utilidad Neta

410´085.554

160´146.213

249´939.341

14´400.000

235´539.341 10´041.453

225´497.888

42´000.000

183´497.888

Cálculo del punto de equilibrio.

- Costo fijo

- Costo variable

- Costos totales

- Ingresos totales

122´331.926

104´255.739

226´587.665

410´085.554


Octubre de 1999, N8


EVALUACIÓN

Resumen de los ingresos netos.

Para el proyecto se contempla una tasa de crecimiento anual del 20 % en la utilidad neta por un lapso de 5 años.

Año

Utilidad Neta

Inversión

1

2

3

4

5

127´191.303

53´518.055

183´497.888

220´197.466

264´236.959

317´084.350

Calculo del periodo de retorno de la inversión, PRI.

donde: N es el año en que cambia de signo.

(FAD)n-1 es el flujo de efectivo descontado del año previo a N (acumulado)

(FAD)n es el flujo neto de efectivo en el año N.

Flujo de Efectivo

Total Ingreso

Variable Costo - 1

Fijo Costo = Equilibrio de Punto

034.222164 =

085.554410

255.739104 - 1

331.926122 = Equilibrio de Punto

% 40 = 100* 085.554410

034.222164 = Equilibrio de Punto %

](FD)n

1-(FAD)n[ + 1 - N = presente) valor PRI(a


Octubre de 1999, N8


Año Utilidad Neta Factor de

descuento, 40%

Flujo Descontado descontado-acumulado

0

1 2

3

4

5

- 127'191.303

53'518.055 183'497.888

220'197.466

264'236.959

317'084.350

1

0,714 0,510

0,364

0,260

0,186

- 127'191.303

38'211.891 93'583.923

80'151.878

68'701.609

58'977.689

- 127'191.303

- 88'979.412 + 4'604.511

+ 84'756.389

+ 153'457.998

+ 212'435.687

Calculo del beneficio antes del impuesto a la renta y otros intereses, BAII y la rentabilidad sobre la

inversión, ROI.

Año

BAII

ROIa, %

ROIb, %

1

2

3

4

5

102'518.055

225'497.888

255'197.466

292'236.959

338'084.350

179,25

394,29

446,22

510,98

591,15

80,60

177,29

200,64

229,76

265,81 a hace referencia al capital propio (57'191.303) b hace referencia a la inversión total (127'191.303)

Calculo de la rentabilidad financiera, RF.

Año

Ingreso Neto

Rentabilidad

Financieraa, %

Rentabilidad

Financierab, %

1

2

3

4 5

53'518.055

183'497.888

220'197.466

264'236.959 317'084.350

93,12

319,29

383,14

459,77 551,73

41,74

143,13

171,75

206,10 247,33

a considera recursos propios b considera inversión total

aæos 1,95 =] 3583.9239

8979.4128[ + 1 - 2 = presente) valor PRI(a

100 x n inversi

BAII = ROI

100 x n Inversi

Neto Ingreso = RF


Octubre de 1999, N8


Calculo de la tasa interna de retorno, TIR.

Año

Flujo Neto

Flujo Descontado, 100 %

Flujo Descontado, 99 %

0

1

2

3

4

5

- 127'191.303

53'518.055

183'497.888

220'197.466

264'236.959

317'084.350 DIFERENCIA:

- 127'191.303

26'759.027,50

45'874.472,00

27'524.683,25

16'514.809,94

9'908.885,94 - 609.424,37

- 127'191.303

26'893.494,97

46'336.680,39

27'941.716,86

16'849.276,48

10'160.367,69 - 990.233,39

% 99,62 =] 609.424,37 + 990.233,39

990.233,39[ + 99 = TIR


Octubre de 1999, N8


BIBLIOGRAFÍA

Almanaque Agrícola. 1994. Revista de la “Fundación Desde el Surco”. Edición No. 73. Quito-Ecuador.

Avances en el Cultivo de Caña y Elaboración de Panela. Agosto de 1988.. Convenio ICA-Holanda de

Investigación y Divulgación para el Mejoramiento de la Industria Panelera CIMPA. Tercera Edición. Barbosa-

Colombia.

Caldas, F.; Panda, F. Proyectos Industriales. Banco Centroamericano de Integración Económica. Tegucigalpa-

Honduras.

Caldas, M. Preparación y Evaluación de Proyectos. Manual Práctico. Quito-Ecuador.

Catálogo de Oportunidades de Inversión Privada en la Agricultura Hondureña. 1993. Primera Edición.

Castillo, F.; Guerrero, A. Simulación y Diseño por Computación de Hornillas Paneleras. Julio de 1992. Tesis de

Ingeniería Mecánica.- Escuela Politécnica Nacional. Quito-Ecuador.

Compendio de Agronomía Tropical. 1989. Ministerio de Asuntos Extranjeros de Francia. Tomo II. Servicio

Editorial IICA. Sn. José-Costa Rica.

Cultivo de la Caña para Panela. Secretaría de Agricultura y Fomento.

Duran, N.; Zapata, N.; García, H. Julio de 1992. Manual de Elaboración de Panela y otros Derivados de la Caña. CIMPA. ICA-Holanda. Barbosa-Colombia.

Gordillo, G.; García, H. Julio de 1992. Manual Para el Diseño y Operación de Hornillas Paneleras. Barbosa-

Colombia.

Guía Técnica Para Mejorar la Producción Panelera en el Ecuador. 1992. Colaboración de Banco Nacional de

Fomento para el Programa de Innovación Tecnológica Panelero del Ministerio de Industrias Comercio

Integración y Pesca, MICIP; Centro Nacional de Promoción de la Pequeña Industria y Artesanía, CENAPIA.

Edición y producción: BNF. Quito-Ecuador.

Hidrobo, I.; Salvador, V. Diciembre de 1988. Desarrollo de una Unidad Modular Para Fabricación de Panela.

Tesis de Ingeniería Mecánica.- Escuela Politécnica Nacional. Quito-Ecuador,

Hornilla Panelera. Colección Tecnológica Sena, No. 1. Programa de Desarrollo Tecnológico Regional Ibague.

Ingeniería y Agro-industria. 1995. Enciclopedia Agropecuaria. Terranova Editores, Ltda. Vol. 5. Bogotá-

Colombia.

Instituto Interamericano de Cooperación Para la Agricultura, IICA. Hoja Informativa PRODAR. Febrero-Junio,

1994. Vol. 5. Composición Química de la Panela y su Potencial Nutricional. No. 13.

Instituto Colombiano de Normas Técnicas INCONTEC 1311.

Instalación de una Planta Tipo Artesanal Para la Elaboración de Panela. 1995. Trabajo de Proyectos Industriales.

Sexto Curso. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos (UTA). Ambato-Ecuador.

Instituto Nacional de Estadística y Censos. Cifrando y Descifrando a Cotopaxi. Cámara de Industriales de

Cotopaxi.


Octubre de 1999, N8


Instituto Nacional de Estadística y Censos. Cifrando y Descifrando Los Ríos. 1996. Universidad Técnica de Babahoyo. Dirección Regional del Litoral. Guayaquil-Ecuador.

Instituto Nacional de Estadística y Censos. Cifrando y Descifrando a Tungurahua. Cámaras de Comercio y de

Industrias de Tungurahua.

La Industria de los Derivados de la Caña de Azúcar. Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de

Caña de Azúcar, ICIDCA. Editorial Científico-Técnica. La Habana.

La Industria Panelera en Colombia. 1964. Estudio Sobre su Mejoramiento. Instituto de Investigaciones

Tecnológicas. Bogotá-Colombia.

Ledo, J. Construcción de Locales Industriales. 1990. Monografías CEAC de la Construcción. Ediciones CEAC

S.A. Perú, 164-08020.. Décimo Quinta Edición. Barcelona-España.

Ley de Fomento Artesanal.

Manual Para la Selección, Montaje y Operación de los Equipos de Molienda Para la Producción de Panela. Julio

de 1991. CIMPA. ICA-Holanda. Barbosa-Colombia.

Ministerio de Agricultura y Ganadería. 1989. Características Climáticas de las Cabeceras Cantonales y aspectos

Agrológicos de los Principales Cultivos del Ecuador.

Ministerio de agricultura y Ganadería. Julio de 1991. Evolución de la Superficie Cosechada, Producción y Rendimiento Agrícola del Ecuador. Dirección de Planificación-División de Estadísticas. Quito-Ecuador.

Memorias del Curso de “Formulación y Evaluación de Proyectos de Inversión”. Diciembre de 1995.

PROFOPEN. Ambato-Ecuador.

Memorias del Curso “Esquema Para Formulación y Evaluación de Proyectos Industriales Para Uso de

Empresarios y Dirección de Industrias”.

Montenegro, G. 1983. Estudio de la Producción y Comercialización de la Caña de Azúcar (Saccharum

officinarum L), Azúcar y Subproductos. Tesis Ingeniero Agrónomo.- Universidad Central del Ecuador. Quito-

Ecuador.

Neufert, E. 1979. Arte de Proyectar en Arquitectura. Fundamentos, Normas y Prescripciones Sobre

Construcción, Instalaciones, Distribución y programa de Necesidades. Dimensiones de Edificios, Locales y

Utensillos. Duodécima Edición. Edición Gustavo Gili, S.A. Barcelona-España.

Osorio, G. Noviembre de 1992. Investigación en Caña Panelera en el Departamento de Antioquía. Boletín

Informativo: Actualidades Regional. Año 6 No. 72. Medellín-Colombia.

Paz, H. Julio de 1992. Tratamiento del Jugo de Caña Para la Elaboración de Panela. Tesis de Ingeniería

Química.- Escuela Politécnica Nacional. Quito-Ecuador.

Perry, R. Manual de Ingeniero Químico. Quinta Edición. Vol. II. Editorial Mc. Graw Hill.

Programa Nacional de Desarrollo Rural, PRONADER. Proyecto DRI-Pangua. Mayo de 1996. Taller Práctico

“Mejoramiento del Proceso de Producción de Panela Granulada”. Boletín Mensual.


Octubre de 1999, N8


Programa Nacional de Desarrollo Rural, PRONADER. Diciembre de 1995. Revista Informativa de la UCA de

Pangua. Diseño e Impresión: PASQUEL Producción de Publicaciones.

Proyecto de Factibilidad Económica Para Construir una Central Panelera de Servicio Social Para la Provincia de

Pastaza.

Sanchez, G. 1998. Remuneraciones Adicionales y Beneficios Sociales a que tienen derecho los Trabajadores.

Ediciones Edype. Quito-Ecuador.

Seminario de Embalaje y Envase. Agosto-Septiembre de 1986. Los Materiales Plásticos y los Embalajes en

Materiales Plásticos. Promoción de Exportaciones. Bogotá-Colombia.

Spencer-Meade. 1967. Manual de Azúcar de Caña. Barcelona-España.

Universidad Técnica de Ambato-Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Febrero de 1989. Determinación

de Propiedades Físicas y Térmicas en Aceite, Jugo, Pulpa de Hortalizas y Frutas Cultivadas en el Ecuador.

Convenio UTA-CONUEP. Sexto Informe Final. Ambato-Ecuador.


Octubre de 1999, N8


ANEXOS

TABLA 1: EVOLUCIÓN DEL ÁREA SEMBRADA Y COSECHADA DE CAÑA/OTROS USOS

(TALLO FRESCO) EN LA PROVINCIA DE COTOPAXI.

Año

ÁREA (en miles de hectáreas)

Sembrada

Cosechada

1.990

1.991 1.992

1.993

1.994

1.995

2,28

2,14 2,80

3,17

5,97

6,29

2,26

1,75 2,80

3,13

5,92

6,25

Fuente: INEC - SEAN

TABLA 2: SUPERFICIE CULTIVADA DE CAÑA DE AZÚCAR EN SN. RAMÓN, TABLERÍA Y

PUCARÁ SEGÚN AÑO: 1.993 - 1.996 Y SU ESTIMACIÓN DE ACUERDO A LOS

PLANES DE CULTIVO DE LOS AGRICULTORES PARA 1.997. Año

Hectáreas

1.993

1.994

1.995

1.996

1.997

107,4

108,8

109,5

112,4

114,5

Fuente: Ángel Fernández E.

Fecha: Junio de 1.996.

TABLA 3: DISTRIBUCIÓN DE LA TABLA 2 SEGÚN NUMERO DE HECTÁREAS Y AGRICULTORES

QUE POSEEN DICHO NUMERO EN PORCENTAJES.

No. Hectáreas

Distribución de

Hectáreas, %

Agricultores que poseen la

distribución de las Hectáreas, %

menos de 1.0

de 1.0 a 2.0

de 2.0 a 3.0

de 3.0 a 4.0

4,04

48,15

27,77

20,04

14,71

55,88

20,59

8,82


Octubre de 1999, N8


TABLA 4: CONSUMO DE PANELA EN ECUADOR Año

Tm/año

1.979 - 1.980

1.980 - 1.981

1.981 - 1.982

1.982 - 1.983

1.983 - 1.984

1.984 - 1.985

41.465

44.539

45.039

45.740

46.341

46.943

Fuente: Departamento de Agricultura USA .

TABLA 5: COMPOSICIÓN DE LA PANELA GRANULADA PRODUCIDA EN PANGUA.

Contenido en 100 gr.

Valor Humedad, g.

Proteína (Nx6.25), g.

Extracto Etéreo, g.

Cenizas, g.

Fibra Cruda, g.

Azúcares Totales, g.

Azúcares reductores, g.

Sacarosa, g.

Fósforo, mg.

Calcio, mg.

Hierro, mg.

1.37

0.49

0.07

0.77

0.00

97.30

9.30

83.60

33.03

65.62

2.17

Análisis realizados en el Instituto de Investigación Tecnológica de la E.P.N.


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 39

DESARROLLO Y CARACTERIZACION DE ALIMENTOS EXPANDIDOS A BASE

DE MAíZ (Zea mays) Y SOYA (Glycine max).

Maritza Guevara*

RESUMEN

A base de maíz (Zea mays) y soya (Glycine max) se elaboran mezclas con los

siguientes porcentajes de sustitución maíz 100% - soya 0%, maíz 85% - soya

15% y maíz 80% - soya 20%; luego de la operación de mezclado, humectado-mezclado a humedades de 14% y 16% se almacena la mezcla para su extruído a

dos perfiles de temperatura siendo b1 : T1 = 130°C , T2 = 140°C ,

T3 = 150°C y b2 : T1 = 130°C, T2 = 140°C, T3 = 180°C; donde la humedad

del producto a la salida del extrusor no sobrepase el 7,5%, al mismo se lo lleva a

la cámara de secado disminuyendo el porcentaje de humedad del extruído a »

3,5%; seguidamente se lo saboriza valiéndonos de aceite y una combinación de

sal-pimienta, se somete a un segundo secado, se lo empaca y almacena por

cuatro semanas.

Como parámetros de control se analiza porcentaje de proteína, grado de

expansión y densidad aparente (g/ml); con los resultados obtenidos se

determinan los mejores tratamientos que corresponden a ( maíz 100%, < perfil de temperatura, 14% humedad) a1 b1 c1 ; (maíz 100%, > perfil de temperatura,

14% humedad) a1 b2 c1 y (maíz 85%-soya 15%, > perfil de temperatura, 14%

humedad) a2 b2 c1.

Antes y después del almacenamiento al producto extruído se le realiza análisis

proximal, físicos, microbiológicos y sensoriales. Adicionando el análisis de

determinación de factores antinutrientes como ureasa a producto extruído antes

de almacenamiento y a producto expandido luego de almacenamiento

digestibilidad in vitro.

Encontrándose que a1 b1 c1 posee »6,13% de proteína, a1 b2 c1 »6,18% y a2 b2 c1 »9,85%, un grado o radio de expansión de 3,502; 3,520 y 3,540; como densidad

aparente (g/ml) 0,0614; 0,0571 y 0,0579 respectivamente. La mezcla a base de

soya carece de factores antinutrintes y su digestibilidad asciende a 87,44%

siendo superior a los tratamientos a base de maíz, lo que garantiza su utilización

en la elaboración de snacks expandidos. Como se puede notar la muestra a2 b2 c1

posee buenas características físicas, químicas y sensorial a igual que las mezclas

a1 b1 c1 y a1 b2 c1; diferenciándose en que el snack con porcentaje de sustitución

al 15% soya presenta mayor contenido proteico y un incremento »18% de

digestibilidad de las proteínas en comparación con la mezcla maíz 100%. Bajo

esta perspectiva la muestra (maíz 85% - soya 15%) es considerada la mejor y se

recomienda industrializarla y comercializarla hoy en día que la crisis nutricional

en especial infantil se ha acrecentado en nuestro país.

*Egresada de la facultad de Ciencia e Ingeniería en alimentos


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 40

El costo de fabricación de las mezclas obtenidas a1 b1 c1 y a1 b2 c1 es de s/. 170,75, en tanto que a2 b2 c1 es de s/. 174,38 es decir que la diferencia monetaria

entre estos productos es apenas de s/. 4,00 aproximadamente. Los costos son

poco considerables a comparación del valor proteico alcanzado por la mezcla;

además estos precios son muy bajos a comparación de los montos demandados

por snacks comerciales que oscilan en s/. 700,00 justificando estos valores con la

infraestructura, maquinaria, costo de capital amortizado como también pago de

personal, servicios básicos y publicidad.

INTRODUCCION

La mayor aplicación de la extrusión-cocción de alta temperatura y corto tiempo incluye la producción de

cereales de desayuno y bocadillos, la mayoría de los cuales se producen sin la benéfica adición de proteína.

El ingrediente más habitualmente empleado en la producción de bocadillos expandidos por extrusión-cocción es

el maíz. Si se considera que los bocadillos expandidos, conocidos comúnmente como "chitos", constituyen

productos elaborados muy apetecidos por nuestra población en edad escolar y pre-escolar, se ve la conveniencia

de mejorar cuantitativa y cualitativamente la calidad de la proteína presente en este tipo de productos.

Altschul (1976), afirma que hay un crecimiento interesante en la producción de bocadillos enriquecidos con

proteína. Los concentrados de soya comandan la fortificación seguidos de harina de soya desengrasada, germen

de trigo, gluten de trigo y caseinato de sodio.

El presente trabajo tiene como objetivo fundamental el establecer las condiciones óptimas de operación

requeridas para la obtención del producto "snack enriquecido" a partir de mezclas de grits de maíz y grits de

soya, procesadas por extrusión-cocción con adecuadas características funcionales, nutricionales, organolépticas y

de estabilidad. El trabajo incluye el estudio de la estabilidad y aceptabilidad del producto terminado a nivel de

los posibles consumidores.

MATERIALES Y METODOS

ELABORACION DE SNACKS A BASE DE GRITS DE MAIZ DEGERMINADO

En el Diagrama 1. se muestra la acción operativa utilizada en el presente estudio

MATERIA PRIMA Por medio de Molinos Poultier S.A. de la ciudad de Latacunga se compra el grits de maíz degerminado.

TAMIZADO Para ello se utiliza un conjunto de mallas de 20, 30, 40, 50 y 60 mesh; la vibración se realiza por el tiempo de 5

minutos, y las mallas escogidas corresponden a 20 y 40 mesh, granulación que es considerada como grits listo

para extrudado.

MEZCLADO Con el fin de que exista homogeneidad en la distribución de sus partículas.

HUMECTADO-MEZCLADO


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 41

Valiéndonos de la mezcladora anterior, se irá añadiendo agua a la formulación hasta obtener una humedad de

14% y 16%, el mezclado se realizará aproximadamente por 5 minutos, con el fin de que dicha humedad sea uniforme en toda la masa.

ALMACENADO DE MEZCLA En recipientes con tapa reposará la masa humectada por 2 o 3 días, tiempo en el cual se estabilizará la humedad

de la misma.

EXTRUIDO El grits en condiciones óptimas se lleva a una tolva pequeña que alimenta directamente al extrusor, en donde por

compresión se produce el snack expandido, el mismo que es cortado en el tamaño adecuado para dar la forma

habitual.

Condiciones impuestas por el investigador:

Tornillo: 1-4

Boquilla: 3 mm.

Velocidad de tornillo: 150 rev/min

Flujo de alimentación: a saturación

El extrusor presenta cuatro zonas, y cada una de ellas trabaja a una temperatura determinada.

Zona de alimentación: T1

Zona de amasado: T2

Zona de compresión: T3

Estas tres primeras temperaturas son fijadas por el investigador.

Zona de texturización: T4; indica la temperatura del producto a la descarga, está dada de acuerdo al trabajo

mecánico ejecutado por el torque, niveles de sustitución de mezcla, perfil de temperatura a operar, etc.

PRIMER SECADO El producto extruído se lleva a través de bandejas a un secador convencional de cabina de madera, la temperatura

y tiempo a trabajar es de 90°C por 10 minutos, la temperatura va en función de la humedad del extrudado a la

salida del extrusor.

SABORIZADO Para la saborización del snack se utiliza el 10% en peso de aceite de soya que deberá estar a 70°C

aproximadamente previo a la dispersión en el snack, facilitando de esta manera la adherencia del condimento al

mismo, como saborizante se utilizó la siguiente mezcla: 4% sal + 0.5% pimienta negra en polvo; tratando de que

la distribución tanto del aceite como del condimento sea lo más homogénea posible.

SEGUNDO SECADO El snack saborizado es llevado nuevamente a la cámara de secado ahora por unos 5 minutos a la temperatura de

60-80°C, el objetivo de esta operación es fijar el aceite y condimento al snack en menor tiempo, antes de ser

envasado; el producto extruído-saborizado no debe exceder de un 3,5% de humedad.

EMPACADO Para ello se utiliza fundas de polipropileno mono-orientado, considerado un material apto para alimentos, el peso

neto del material en el envase es de 50 g aproximadamente.


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 42

ELABORACION DE SNACKS A BASE DE GRITS DE MAIZ Y SOYA En el Diagrama 2. se muestra la acción operativa utilizada en el preente estudio.

MATERIA PRIMA

Por intermedio de un distribuidor se compra soya cruda-seca proveniente de la zona de Pasto-Colombia.

TOSTADO La soya es sometida a un ligero tostado (90°C x 10'), con el objeto de faciltar el desprendimiento de la corteza al

ser descascarada.

PARTIDO-ASPERSION

Los granos obtenidos en la operación anterior atraviesan un equipo descascarador de soya de cilindro, el mismo que por aspersión selecciona soya partida y cascarilla.

SELECCIONADO En este operación se selecciona soya entera, soya partida y cascarilla.

MOLIDO La soya descascarada es molida a una granulometría de 850 mm.

TAMIZADO En esta operación se utiliza tamices de 20 a 60 mesh, la vibración se realiza por el tiempo de 5 minutos, los

tamices escogidos serán los de 20, 30 y 40 mesh, granulación que será considerada como grits de soya lista para

el extrudado

ELABORACION DE FORMULACIONES

Esta operación se presenta en el diagrama de proceso, se realiza previa a la obtención de snacks a base de maíz y

soya. Para ello se formularon mezclas con sustituciones: maíz 85%-soya 15% y maíz 80%-soya 20%.

Las operaciones de mezclado, humectado-mezclado, almacenado de mezcla, extruído, primer secado,

saborizado, segundo secado, empacado y almacenado. Fueron detallados en la acción operativa aplicados en la

obtención de snacks a base de maíz.

Diseño Experimental a *b*c

Los factores y niveles se detallan a continuación:

Factores Niveles

A: Sustitución a1: 100% maíz

a2: 85% maíz - 15% soya

a3: 80% maíz - 20% soya

B: Perfil de temperatura b1: T1 = 130°C, T2 = 140°C, T3 = 150°C

b2: T1 = 130°C, T2 = 140°C, T3 = 180°C

C: % Humedad c1: 14%

c2: 16%


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 43

Las respuestas experimentales son: % de proteína grado o radio de expansión

densidad aparente (g/ml)

El experimento se realizó con dos réplicas


Materia prima y mezclas Microbiológicamente la materia prima se encuentra dentro de parámetros aceptados, calificándola a la misma de

no contaminada.

Se realizó análisis de composición proximal y actividad de agua en materia prima (grits) y sus respectivas

mezclas; donde la cantidad de proteína en grits de maíz oscila en 7,34 y grits de soya 34,19%; los valores

experimentales reportados reflejan que el porcentaje de proteína en grits de soya casi quintuplica al del grits de

maíz.

En la Tabla 1. se despliega los valores experimentales de composición proximal y actividad de agua

concernientes a mezclas de grits maíz-soya. El porcentaje de proteína que presenta la mezcla 80% maíz - 20% soya le corresponde un valor medio de 14,91; en tanto que la mezcla 85% maíz - 15% soya su promedio es de

13,38%, presentando una diferencia porcentual cercana a 10,30% en favor a la primera mezcla.

El índice de actividad ureásica en grits de soya se presenta en el rango de incremento de pH > 0.80 determinando

un grado de cocimiento crudo. En tanto que los análisis realizados a muestras de producto terminado con

sustitución 15% y 20% refleja un pH en la muestra de 7.1 correspondiéndole un índice de actividad ureásica de

0.1 calificándolos de apropiadamente cocidos.

El mayor porcentaje de granulometría en grits y mezclas se encuentran en el rango de 20 a 40 mesh, priorizando

en 30 mesh.

Obtención de producto extruído Una vez elaboradas las formulaciones a1 : maíz 100%, a2 : maíz 85% - soya 15% y a3 : maíz 80% - soya 20%;

han sido mezcladas y humectadas a c1 : 14% humedad y c2 : 16% humedad, luego de almacenadas las mezclas

son extruídas a dos diferentes perfiles de temperaturas b1 : T1 = 130°C, T2 = 140°C, T3 = 150°C y b2 : T1 =

130°C, T2 = 140°C, T3 = 180°C.

Luego de este análisis las óptimas mezclas corresponden a: a1 b1c1 con un porcentaje de proteína de 6,13,

densidad aparente de 0,0614 g/ml y grado de expansión de 3,50; a1 b2 c1 con 6,18% de proteína, 0,0571 g/ml de

densidad aparente y 3,52 como grado de expansión; a2 b2c1 posee 9,85% de proteína, una densidad aparente de

0,0579 g/ml y un radio de expansión de 3,54.

Empacado y almacenado. En las Tablas 2. y 4. se encuentran los valores experimentales de producto empacado y almacenado

respectivamente.

Producto empacado tiene una humedad promedial de 2,68%. Al ser almacenadas las mejores muestras por el

lapso de cuatro semanas a condiciones ambientales de la ciudad de Ambato se observa que existe un incremento


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 44

aproximado de 25%; esta humedad no se aleja mucho del rango medio aceptado para producto extruído-

saborizado-horneado. En lo que concierne a análisis proximal ( proteína, grasa, fibra cruda, ceniza y carbohidratos totales) entre

producto empacado y almacenado no se presenta mayor variación cuantitativa..

En las Tablas 3. y 5. se detallan los resultados de los ensayos físicos efectuados antes y después del

almacenamiento.

El mayor grado o radio de expansión la presentan las sustituciones a1 : maíz 100% - soya 0% y a2 : maíz 85% -

soya 15%. En lo que se refiere a densidad aparente (g/ml) la menor densidad corresponde a sustituciones con

nivel a1, seguido por a2 y por último a3 , estos valores al ser comparados con los datos experimentales arrojados

por producto almacenado se nota que existe un ligero ascenso en los mismos; estos valores se correlacionan con

el acrecentamiento de la humedad en producto almacenado.

El nivel a1 posee mayor índice de absorción de agua, seguido por a2 y luego a3 ; en forma contraria sucede con el

índice de solubilidad en agua (%); aseverando de esta manera que IAA es indirectamente proporcional al

(%ISA), y al grado de expansión; en tanto que %ISA es directamente proporcional al grado de expansión.

Los datos experimentales de digestibilidad se encuentra en la Tabla 5. , es así como a1 b1 c1 se presenta con

68,93%, a1 b2 c1 70,21% y a2 b2 c1 con 87,44%; se puede observar que los valores de digestibilidad de las dos

primeras muestras son similares esto es lógico debido a que se trata del mismo porcentaje de sustitución a1 =

100%, en tanto que con la muestra a2 b2c1 corresponde una sustitución de maíz 85% - soya 15% y el valor se

eleva por la presencia de soya, esto se ve fundamentado por Harper, Judson (1992) y Acosta, Marisa (1987).

Análisis microbiológico como recuento total y esporulados (ufc/g) fueron realizados en producto terminado y en

snacks almacenados afirmando que algunos valores experimentales, sin lugar a duda se encuentran dentro de los requerimientos microbiológicos básicos instituídos como normativos en el Ecuador y otros intrínsicamente de

los establecidos a nivel internacional.

Los catadores expresan una misma aceptabilidad para las tres mejores muestras, analizando antes del

almacenamiento su apreciación sensorial la ubican en un gusto moderado, luego del almacenamiento existe una

preferencia por a1 b1 c1 y a1 b2 c1 manteniendo la calificación anterior, lo que no sucede con a2 b2 c1 donde el

promedio lo ubica dentro del parámetro de Ni gusta, ni disgusta.


El proceso de extrusión implica mayores inversiones iniciales pero los productos pueden ser más variados y

asimilables que los conseguidos por otras tecnologías, el tratamiento de extrusión-cocción inactiva los factores

antinutricionales presentes en la soya, elimina olores penetrantes provenientes de la misma, trabaja como un

factor de estabilización de aceites insaturados por inactivación enzimática bajando el nivel de colesterol en el

organismo humano con el fin de evitar daños cardiovasculares, eleva el valor nutricional de las proteínas, refleja

una buena asimilación de los constituyentes nutritivos, la alta temperatura, presión y tiempo de residencia en la

cámara del extrusor encamina a una eficiente destrucción de los microorganismos, los efectos que la extrusión

tiene sobre los minerales presentes en el alimento que va a ser sometido a esta operación no son muy ventajosos,

es así como la biodisponibilidad del zinc disminuye por el proceso de extrusión y se debe a la inactivación de la

fitasa que puede degradar parcialmente al fitato no procesado en el tracto intestinal. La adición de hierro y otros

metales por rozamiento mecánico que se dan en el alimento también pueden ser un riesgo de producción de

reacciones alérgicas especialmente si se habla de níquel. En definitiva la extrusión tiene más efectos positivos que negativos en los productos destinados a la alimentación

humana; frente a otros procesos de cocción, horneo, calentamiento, aplicación de microonda, etc.


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 45

En las tres respuestas experimentales: porcentaje de proteína, densidad aparente (g/ml) y grado de expansión el

nivel de sustitución es el que presenta mayor incidencia, seguido por porcentaje de humedad y por último perfil de temperatura.

En lo que se refiere a análisis de proteína el nivel a3, contribuye con un mayor porcentaje, seguido por a2 y por

último a1, el porcentaje de humedad mayor (16%) favorece este tipo de análisis, en tanto que la incidencia del

perfil de temperatura en los valores de proteína son casi inapreciables.

En análisis de densidad aparente (g/ml) el mejor nivel de comportamiento es a1 seguido por a2 y luego a3; el

porcentaje de humedad menor (c1) y perfil de temperatura mayor (b2 ) colaboran con los menores valores de éste

análisis.

Grado de expansión coincide con densidad aparente en lo que concierne a los niveles de porcentaje de

sustitución en tanto que el porcentaje de humedad y perfil de temperatura tienen la misma incidencia, donde los menores niveles (c1 y b1 ) favorecen en un mayor grado de expansión.

Bajo estas expectativas se concluye que las óptimas muestras corresponden a: a1 b1c1 , a1 b2 c1 y a2b2c1.

Básicamente el maíz es la materia prima principal para la obtención de snacks expandidos aunque grits de soya

puede ser añadido a estas formulaciones hasta un 15% manteniendo en las mismas características físicas y

sensoriales pero elevando el poder proteico del mencionado producto.

Las mezclas fueron almacenadas a 14% y 16% de humedad, las mismas que se tomaron como parámetro de

estudio debido a que en las pruebas preliminares realizadas se observó que a humedades menores de 14% se

provocó atrancamiento del grits en el interior de la cámara del extrusor y a humedades mayores a 16% el snack

no se expande en su totalidad.

La densidad de los productos extruídos es un parámetro de control importante por lo simple de su determinación

y porque en forma directa está correlacionada con grado o radio de expansión, y en forma indirecta con otras

características estructurales (forma, tamaño, organización y distribución de las celdas), sensorial (crujencia); a

más de reflejar el comportamiento del equipo y la adecuación de los parámetros de operación (presión, perfil de

temperatura, humedad), está además íntimamente relacionada con el costo del empaque y con el transporte al

regular el volumen del producto.

El diseño a*b*c aplicado en la investigación determinó tres muestras óptimas, de las cuales dos corresponden a

mezclas 100% maíz donde su valor promedio de proteína oscila en 6.16% y la tercera es la mezcla a base de

maíz 85% - soya 15% aportando con 9.85% de proteína, se concluye que la muestra que presenta 15% de soya como porcentaje de sustitución posee buenas propiedades físicas, microbiológicas, sensoriales; además es la que

mejores características nutricionales presenta, pues su significativo porcentaje de proteína y digestibilidad le

pone a la vanguardia de las otras dos muestras. Como se mencionó anteriormente el valor nutricional de las

proteínas depende en parte de su digestibilidad, las mezclas de cereales y soya proporcionan proteína digerible

de alta calidad por esta razón su utilización en alimentos que complementan la dieta, dicha relación debe ser lo

más elevada en el caso de infantes y niños en edad preescolar, que tienen necesidades considerables de proteína,

pero sin descuidar la parte sensorial.

Las muestras a1 b1 c1 y a1 b2 c1 presentan mayor preferencia en cuanto a color y crujencia, en lo que se refiere a

sabor, olor y aceptabilidad la inclinación fue la misma para las tres muestras. El sabor, olor y crujencia se ven

un poco deteriorados al mes de almacenamiento debido al aumento de humedad en los snacks que a la vez se

relaciona con el tipo de envase utilizado.

Los costos de fabricación de las mejores muestras obtenidas a1 b1 c1 y a1 b2 c1 es de s/. 170,75 en tanto que de

a2 b2 c1 es de s/. 174,38 es decir que este producto se ve incrementado por apenas s/. 4,00 aproximadamente, la

cuantía es poco considerable a comparación del valor proteico alcanzado por la mezcla, además estos precios son

bastante bajos a paridad de los costos de snacks comerciales que oscilan en s/. 700,00; justificando estos valores


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 46

con la infraestructura, maquinaria y costo de capital amortizado, además de pago de personal, servicios básicos y

publicidad.

Una recomendación general consiste en descascarar a la soya, para evitar niveles excedentes de fibra, de esa

manera se eliminan las taninas que reducen la digestibilidad en tanto que para favorecer a la misma se aconseja

que los mencionados granos sean sometidos a tostado, molido además de otros tratamientos.

Se aconseja que el snack sea envasado tan pronto termine el saborizado, manteniendo normas sanitarias de

primer orden como utilización de guantes de goma, gorras para cubrir el cabello y mandiles completamente

limpios a igual del espacio físico donde se desarrollarán las distintas operaciones.

Los expandidos elaborados con cereal y enriquecidos con soya necesitan ser empacados para su uso y posterior

venta. El paquete protege antes de abrirlo y durante el tiempo que se guarda y consume. Bajo condiciones óptimas el envase sin abrir permitirá almacenar el producto por un lapso aproximado de 6 semanas. Los

productos expandidos a base de maíz-soya están secos, como envoltorio protector se utiliza fundas de

polipropileno mono-orientado, esta protege al producto de la humedad y evita que resulte contaminado por

diversas fuentes de agentes extraños o bien por invasiones de insectos. Se recomienda utilizar polipropileno bio-

orientado como envase de protección de los snacks ya que este nos ofrece mejores condiciones de seguridad en

comparación al polipropileno mono-orientado, resguardando el olor, color y sabor original, además

disminuyendo en gran medida la transferencia de oxígeno y humedad no obstante este material es mucho más

costoso y puede crear problema de abastecimiento en algunas regiones en donde es necesario la importación.

Los pasabocas o snacks expandidos presentes como producto terminado carece en absoluto de pigmentación

artificial; esto es debido a que este estudio pretende de cierta manera promover una alimentación nutritiva y

natural 100%. Conociendo que el color es uno de los atributos más importantes para la comercialización de estos productos y sí se desea competir con firmas comerciales se sugiere que para mejorar el color del snack y

por lo tanto sea un atractivo visual para los usuarios se puede colorear a los mismos en la operación de

saborizado con la mezcla achiote-aceite, además se puede utilizar curcuma, azafran y santófilas que por ser

colorantes de origen vegetal no atenta con la salud del consumidor. En la industria alimentaria la mezcla de grits

es pigmentada con tartracina la misma que en la actualidad es considerada inocua y probablemente inofensiva

sugiriendo la siguiente formulación (0,015 kg. de tartracina en 2,0 lts de agua) para 50 kg de grits.


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 47

BIBLIOGRAFIA

Acosta, I.A.B Marisa. Soya Noticias, Año XVI, # 195, ASA/México, p. 2/5, Enero 15, 1987

Altschul, A.M.. Extrusión Cooking, in New Protein Foods. 2B, Ed. Academic Press, New York, p. 96, 1976

Harper, Judson M. Formulación de productos, ventajas nutricias y control de calidad de cereales y soya

extruídas. Memorias del Seminario Taller Extrusión de Alimentos. E.P.N. Quito - Ecuador. p 47, 49-50, 58, 62.

1992


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 48

Tabla 1. Composición proximal y análisis de actividad de agua de mezclas

de grits maíz - soya, almacenados a 14% y 16% de humedad**.

Análisis

Mezclas

Maíz - soya

(85 - 15)

X

Maíz - soya

(80 - 20)

X

Humedad

Proteína* (Nx6,25)

Grasa*

Fibra cruda*

Cenizas*

Carbohidratos totales

(por diferencia)

aw

14

13,22

3,77

1,28

1,26

80,37

0,776

16

13,53

3,86

1,47

1,29

79,85

0,820

13.38

3.82

1.38

1.28

80.11

0.798

14

14,73

5,20

1,94

1,53

76,60

0,770

16

15,09

5,32

2,02

1,57

76,00

0,828

14.91

5.26

1.98

1.55

76.30

0.799

* Base seca ** Valores promedios de dos determinaciones

Tabla 2. Análisis proximal en producto terminado de mezclas maiz - soya

a diferentes condiciones de operación **.

Análisis

Muestras

Humedad

Proteína*

(N*6,25)

Grasa*

Fibra

Cruda*

Cenizas*

Carbohidratos

Totales

(por diferencia)

a1b1c1 a1b1c2

a1b2c1

a1b2c2

a2b1c1

a2b1c2

a2b2c1

a2b2c2

a3b1c1

a3b1c2

a3b2c1

a3b2c2

3,56 2,66

2,93

3,31

2,39

2,18

2,58

3,42

2,02

1,21

2,88

2,99

6,13 6,70

6,18

6,67

9,63

10,66

9,85

10,46

12,10

11,64

11,61

11,81

7,42 8,42

8,82

8,17

9,86

9,76

8,85

8,82

12,67

12,74

11,76

11,58

0,58 0,62

0,60

0,63

1,54

1,62

1,43

1,59

1,88

1,95

1,86

2,01

2,10 2,42

2,33

2,22

2,47

2,27

2,66

2,46

3,14

2,61

2,39

2,27

83,77 81,84

82,07

82,31

76,50

75,69

77,21

76,67

70,21

71,06

72,38

72,33

* Base seca ** Valores promedio de dos determinaciones


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 49

Tabla 3. Análisis físicos en producto terminado de mezclas maíz - soya

a diferentes condiciones de operación **. Análisis

Muestra

aw

Grado de

expansión o radio

de expansión*

Indice de

absorción

de agua (IAA)

Indice de

solubilidad de

agua (ISA) %

Densidad

Aparente

(g/ml)

a1b1c1

a1b1c2

a1b2c1

a1b2c2

a2b1c1

a2b1c2 a2b2c1

a2b2c2

a3b1c1

a3b1c2

a3b2c1

a3b2c2

< 0,4

< 0,4

< 0,4

< 0,4

< 0,4

< 0,4 < 0,4

< 0,4

< 0,4

< 0,4

< 0,4

< 0,4

3,502

3,478

3,520

3,303

3,480

3,400 3,540

3,170

3,057

2,625

2,523

1,942

5,38

5,66

5,12

5,32

5,28

5,44 4,70

5,22

5,14

5,55

4,45

4,61

17,81

13,33

22,74

18,48

18,91

17,62 22,81

20,36

21,71

15,27

31,11

23,32

0,0614

0,0729

0,0571

0,0676

0,0654

0,0757 0,0579

0,0750

0,0845

0,0977

0,0797

0,0919

* Valores promedios de 10 determinaciones

** Valores promedios de dos determinaciones

Tabla 4. Composición proximal de las mejores muestras obtenidas y almacenadas

a medio ambiente por el lapso de 4 semanas **.

Muestras

Análisis

a1b1c1

a1b2c1

a2b2c1

Humedad

Proteína* (Nx6,25)

Grasa*

Fibra cruda*

Cenizas*

Carbohidratos totales

(por diferencia)

4,15

5,94

7,81

0,56

2,15

83,54

3,78

6,13

8,47

0,60

2,37

82,33

4,23

9,71

8,65

1,46

2,71

77,47

* Base seca ** Valores promedios de dos determinaciones


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 50

Tabla 5. Análisis físicos y digestibilidad in vitro en las mejores muestras obtenidas

y almacenadas a medio ambiente por el lapso de 4 semanas **.

Muestras

Análisis

a1b1c1

a1b2c1

a2b2c1

aw

Grado o radio de

expansión *

Indice de absorción de

agua (IAA)

Indice de solubilidad en

agua (%) (ISA)

Densidad aparente (g/ml)

Digestibilidad (%)

0,425

3,477

5,47

17,33

0,0702

68,93

0,420

3,497

5,19

22,16

0,0663

70,21

0,430

3,317

4,81

22,29

0,0689

87,44

* Valores promedios de 10 determinaciones ** Valores promedios de dos determinaciones


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 51

DIAGRAMA 1

ELABORACION DE SNAKS A BASE DE GRITS DE MAIZ

GRITS DE MAIZ

TAMIZADO

MEZCLADO

HUMECTADO

MEZCLADO

ALMACENADO

DE MEZCLA

EXTRUIDO

PRIMER

SECADO

SABORAZIDO

SEGUNDO

SECADO

EMPACADO

ALMACENADO

20-40 mesh

2 minutos

agua2.67 Kg

14% H2-3 días

10 min x 90°C

aceite + sal + pimienta

13.20 Kg

5 min x 60-80°C

harina+granso grandes

5 minutos

agua

7.18 Kg

agua

3.94 Kg

producto extruido 7.5% H

producto extruido-seco 3.5% H

4.5% H

agua

1.07 Kgproducto extruido-saborizado 3.5% H

Polipropileno Mono - Orientado

4 semanas

100.00 Kg

99.50 Kg

99.50 Kg

102.17 Kg

102.17 Kg

94.99 Kg

91.05 Kg

104.25 Kg

103.18 Kg

103.18 Kg

103.18 Kg


Octubre de 1999, N8

M. Guevara 52

DIAGRAMA 2

TRATAMIENTO DE LA SOYA PREVIA A LA OBTENCION DE LOS GRITS Y

ELABORACION DE SNACKS A BASE DE LAS MEZCLAS

SOYA CRUDA

TOSTADO

PARTIDO-

ASPERCION

SELECCIONADO

MOLIDO

TAMIZADO

GRITZ DE SOYA

ELABORACION DE

FORMULACIONES

MEZCLADO

HUMECTADO-

MEZCLADO

ALMACENADO

DE MEZCLA

10 min x 90°C

aire

aire

20-40 mesh

aceite + sal + pimienta

13.29 Kg

2 minutos

agua

0.18 Kg

granos enteros, partidos

y cascarilla

0.02 Kg.

harina+granos grandes

0.10 Kg

5 minutos

15.50 Kg

15.32 Kg

15.12 Kg

15.10 Kg

15.10 Kg

15.00 Kg

15.00 Kg

15.00 Kg soya 85.00 Kg maiz

100.00 Kg

102.81 Kg

102.81 Kg

EXTRUIDO

PRIMER

SECADO

SABORIZADO

10 min x 90°C

agua

7.22 Kgproducto extruido 7.5% H

4.5% H

95.59 Kg

91.63 Kg

104.92 Kg

SEGUNDO

SECADO

EMPACADO

ALMACENADO

5 min x 60-80°Cagua

1.09 Kgproducto extruido-saborizado 3.5% H

Polipropileno Mono - Orientado

4 semanas

103.83 Kg

103.83 Kg

103.83 Kg

9.89% H

85% maiz-15% soy a

agua

2-3 días14% H

2.81 Kg.

cascarilla

0.20 Kg

agua

3.95 Kgproducto extruido-seco 3.5% H


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 53

DETERMINACION DE LAS CARACTERISTICAS REOLOGICAS DE PULPA DE

FRUTAS ECUATORIANAS

José Núñez*

RESUMEN

Este trabajo ha sido realizado con la finalidad de disponer de un banco de datos y

gráficos, relacionados con los parámetros reológicos de treinta frutas

ecuatorianas. Se han utilizado algunos métodos de cálculo para la selección y

optimización del mismo según varios autores (Ley de la Potencia, Método

Casson, Herschel - Bulkley, Mizrahi y Berk, Bingham y Newtoniano); el análisis

se ha realizado tomado dos muestras en tiempos diferentes, trabajando con cuatro

temperaturas: 10, 25, 40 y 55 grados centígrados. El método experimental es la

utilización de un viscocímetro Brookfield a diferentes velocidades en las formas

ascendente y descendente; también se realizó la determinación de humedad de cada una de las muestras.

Reportamos también los resultados de la energía de activación en base a los

promedios de los parámetros reológicos del método que ha sido seleccionado en

base a su mejor comportamiento.

INTRODUCCION

Viscosidad o consistencia es una propiedad física de gran importancia en productos tales como pulpa de frutas,

salsa de tomate, jugos, cremas, conservas de frutas, mermeladas, jaleas, mayonesa, gelatina, aceites, jarabes, chocolate (derretido) y batidos. Está relacionada tanto con el sentido del tacto y de la vista. La medida de este

factor puede ser hecho no solamente para indicar la consistencia de productos acabados, sino también como una

herramienta de control de calidad en la materia prima, como también en el producto y durante varias etapas del

proceso para predecir la consistencia final.

Los líquidos fluyen como si estuvieran compuestos de capas individuales; la fricción resultante de la resistencia

al flujo entre las capas del líquido o la resistencia que presenta una sustancia a la deformación cuando está sujeta

a una fuerza de deformación, es llamada consistencia o viscosidad aparente.

Esta resistencia es el resultado del movimiento de moléculas en el interior del líquido debido al movimiento

Browniano y a la fuerza de cohesión intermolecular. Algunos fluidos que son químicamente puros y físicamente

homogéneos (Fluidos Newtonianos), tiene un valor constante de resistencia que es usualmente llamada viscosidad o viscosidad absoluta (Perry 1950). Sin embargo; el término consistencia es comúnmente usado para

productos alimenticios que no son químicamente puros ni físicamente homogéneos (No Newtonianos).

Fluidez expresa la tendencia de un líquido para fluir, mientras que viscosidad es una medida de la resistencia al

flujo. Fluidez es el recíproco de viscosidad (Joslyn 1950).

Los experimentos realizados en el presente trabajo, tratan específicamente de establecer la relación existente

entre los parámetros reológicos de pulpas de frutas y la temperatura. Los parámetros reológicos son

determinados mediante la utilización de un viscosímetro Brookfield. Se determina también los sólidos totales de

las pulpas de las frutas y se calcula la energía de activación.


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 54

IMPORTANCIA DEL ESTUDIO

El diseño adecuado de plantas para el procesamiento de alimentos fluidos, requiere de la obtención de datos

reológicos, revistiendo especial interés la variación de las propiedades de flujo con la temperatura, pocas veces

notificada en la literatura.

Una gran cantidad de purés de frutas y vegetales, se produce comercialmente tanto para su consumo en forma

directa, y para su utilización como productos intermedios. El estudio de sus propiedades reológicas ha recibido

creciente atención, debido a la naturaleza no-Newtoniana de casi la totalidad de ellos. Sin embargo, se dispone

de información muy limitada en lo que a las frutas ecuatorianas se refiere y que forman parte de la dieta diaria.

REVISION BIBLIOGRAFICA

La interrelación entre el esfuerzo ( ) requerido para inducir una velocidad de deformación dada (dv/dx), define el comportamiento reológico de un fluido.

En forma matemática, Newton definió la viscosidad considerando dos planos paralelos de un fluido de área igual

(A) que están separados por una distancia (dx) y moviéndose en la misma dirección a velocidades diferentes (v1

y v2). Newton asumió que la fuerza (F) requerida para mantener esta diferencia en velocidad era proporcional a

la diferencia en velocidad a través del líquido, o al gradiente de velocidad. Para expresar esta relación escribió:

dx

dv

A

F

(1)

donde es una constante para un material dado y es llamada su viscosidad.

El término F/A indica la fuerza por unidad de área requerida para producir la acción cortante, es referido como

esfuerzo de deformación y generalmente es representado por . El gradiente de velocidad (dv/dx), es una medida de la velocidad a la cual las capas intermedias se mueven una con respecto a otra, ello describe un

cortamiento en las experiencias con líquidos y por ello se denomina velocidad de deformación y se la representa

por . Es posible escribir entonces:

w = (2)

La viscosidad de líquidos Newtonianos no cambia con un cambio en la velocidad de deformación, tales "líquidos verdaderos", son químicamente puros y físicamente homogéneos; por tanto los productos alimenticios que son

suspensiones no caen en esta clasificación.

Los líquidos no Newtonianos son materiales cuya resistencia al flujo cambia con un cambio en la velocidad de

deformación. Por ejemplo, usando una viscosímetro de eje rotativo, el valor de la viscosidad aparente obtenida

diferirá a diferentes velocidades de rotación del eje.

Heldman y Singh (1981), presentan un ejemplo de cálculo de los parámetros reológicos de puré de banano,

establecen un comportamiento pseudoplástico definido por la ecuación de la ley de la potencia siguiente:

= b( )_ (3)


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 55

Donde es el esfuerzo de deformación, es la velocidad de deformación; el valor del índice de consistencia b fue 1,514x10-3

Varios modelos son utilizados para cuantificar el esfuerzo mínimo de deformación en fluidos pseudoplásticos.

Según Bourne (1982), una ecuación ampliamente utilizada es la de Herschel-Bulkley (H-B):

= o + b( )_ (4)

La ecuación fue modificada por Casson para determinar por extrapolación más exactamente el valor del esfuerzo

mínimo de deformación ( o) del punto de corte en ordenadas en especial en suspensiones, según lo indicado por Charm (1981).

0,5 = o

0,5 + q'( )0,5 (5)

Una nueva modificación fue presentada por Mizrahi y Berk (1972) de la manera siguiente:

0,5 = o

0,5 + r'( )_ (6)

El modelo es conocido como (M-B), en el cual el valor de o corresponde al esfuerzo mínimo de deformación y está afectado por la concentración de partículas suspendidas, pectinas disueltas y otros factores; r', es un valor

que esta relacionado con el índice de consistencia y juntamente con el valor de n son dependientes de las

propiedades del medio que actúa como solvente; n es igual a 0,5 para fluidos Newtonianos y menor que 0,5 para

fluidos pseudoplásticos.

Brodkey (1967) desarrolló la ecuación siguiente que permite establecer un valor corregido, a base del valor calculado según lo indicado por el fabricante.

c = w(1-(R1/R0)²)/z(1-(R1/R0)2/z) (7)

Donde c, es la velocidad de deformación corregida y z es la pendiente en un gráfico logarítmico de los valores del torque y de las revoluciones por minuto.

Rao, Cooley y Vitali (1984), indican que el efecto de la temperatura sobre el comportamiento de flujo de un

fluido, puede ser descrito por una relación tipo Arrhenius.

ln b = lnb0+((EA)/(RG)(TA)) (8)

Su aplicación permite el cálculo de la energía de activación (EA), pues (RG) es la constante de los gases y (TA)

es la temperatura absoluta.

OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES

- Definir el método para la determinación de los parámetros reológicos: esfuerzo de deformación, esfuerzo

mínimo dedeformación, velocidad de deformación, índice de consistencia e índice de comportamiento de

flujo, utilizando un viscosímetro rotacional.


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 56

- Caracterizar el flujo de pulpas de frutas cultivadas en Ecuador por medida de sus parámetros reológicos con

énfasis en la variación de las propiedades de flujo con la temperatura.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

- Definir el método o los métodos para la determinación de las características reológicas en pulpa de frutas

cultivadas en Ecuador a 10, 25, 40, 55C.

- Determinar y analizar los sólidos totales en las pulpas de frutas seleccionadas cultivadas en Ecuador.

- Determinar y analizar la energía de activación para cada pulpa de las frutas consideradas.

- Elaborar gráficos y tablas de datos, que servirán para diferentes cálculos básicos de Ingeniería.


MATERIALES

Las frutas utilizadas en el presente trabajo son adquiridas en el mercado de la ciudad de Ambato, aptas para el

consumo humano. Se trabajó con las frutas siguientes: aguacate, babaco, banano Seda, capulí, cereza, claudia,

durazno, fresa, frutilla, guanábana, guayaba, mango, manzana Emilia, maracuyá, melón, mora, naranja,

naranjilla, papaya, pera Piña, piña, taxo, tomate de Arbol, tomate Riñón, toronja y uva.

METODOS

Primeramente se procedió al lavado de las frutas en agua potable.

En todos los casos se preparan 600 (cm3) de cada muestra, con dos lotes de frutas adquiridas en fechas

diferentes.

Los datos del equipo según el manual de fabricante para el equipo Brookfield KV= 673.7 10-7 [N.m]

Rotor Radio (cm) Radio (cm) Longitud (cm)

R1 R0

LV1 0,9421 3,81 * 7,493

LV2 0,5128 3,81 * 6,121

LV3 0,2941 3,81 * 4,846

LV4 0,1588 3,81 * 3,396

Ad.UL1,2575 1,3819,239

* Dato experimental del vaso.

METODO EMPLEADO PARA LA DETERMINACION DE SOLIDOS TOTALES

En todas las frutas mencionadas se determinó el contenido de sólidos totales, utilizando un balanza de

determinación de humedad. El método consiste en colocar 10 g de muestra en un platillo de aluminio, calibrar la

balanza, colocar en la balanza de determinación de humedad, encerar en 100 %. Prender el botón que permite la


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 57

calefacción y ponerla en la numeración 7 y dejarlo por 15 minutos más o menos hasta cuando se estabilice la

lectura; esta lectura corresponde al porcentaje de los sólidos totales.

METODO EMPLEADO PARA LA DETRMINACION DE LOS PARAMETROS REOLOGICOS

Se armó el viscosímetro rotacional con el rotor adecuado al adaptador UL, dependiendo de la fruta. Fué

necesario asegurarse que el equipo este fijo al soporte nivelado y conectado a 110 V. Se prendió el equipo y se

fijó el botón de ajuste en 12 (12 revoluciones por minuto), se prendió el motor con el botón de marcha. Es

indispensable encerar el equipo con el botón respectivo y apagar el botón únicamente con el botón de marcha, el

equipo debe continuar prendido. De acuerdo con la consistencia del puré, en ocasiones será necesario ensayar

con el rotor LV-3 u otros.

Se utilizó 500 [cm3] de muestra previamente preparada y colocada en un vaso de 600 [ml], termostatizada en un baño de agua a 10, 25, 40 y 55 C. El sistema rotacional de medida del viscosímetro se sumergió en el puré hasta

que cubrió el cilindro, la velocidad inicial fue 0,3 y se inició la rotación, a los tres minutos o cuando la lectura no

cambia en ±0.2 se realizó la lectura correspondiente. Se apagó el motor, se fijó la velocidad en 1,5, se inició la

rotación y se hizo la lectura; para continuar la operación a otras velocidades que permitan obtener lecturas en el

equipo (3, 6, 12, 30, 60, [RPM]). Tambien se determinó los valores disminuyendo las velocidades desde 60

[RPM] (forma descendente). Las determinaciones se realizaron a 15, 25, 40 y 55 C.

La operación se repitió con la segunda muestra. Al final, se midió con un micrómetro el diámetro del rotor y se

calculó el radio, la altura y la distancia desde el rotor hasta la pared del vaso, para efectuar los cálculos tomando

en cuenta los valores registrados en forma descendente, que fueron considerados más representativos del

comportamiento del fluido.


En la determinación de las características reológicas de pulpa de frutas ecuatorianas y en cumplimiento de los

objetivos planteados se analizaron los siguientes resultados:

La variable sólidos totales, tomando en consideración los valores promedios, podemos inferir que en la mayoría

de las pulpas obtenidas no llegan al 30%.

Para efectos de cálculos y resultados se ha escogido los datos de las dos pruebas en la forma descendente por

considerarlos que dentro del análisis representan una mejor estabilidad al momento de la toma de datos.

El esfuerzo de deformación y la velocidad de deformación corregida para las dos pruebas van disminuyendo

conforme aumenta la temperatura y es directamente proporcional al incremento de la velocidad del equipo. En

la segunda prueba se observan que son mayores los valores porcentuales en la mayoría de frutas cuando se

aumenta las RPM y a mayor temperatura disminuye el esfuerzo de deformación en el modelo de la ley de la

potencia.

La interrelación encontrada entre la viscocidad los sólidos totales y las temperaturas son descritos en forma

satisfactorios en este ensayo por el modelo de la ley de la potencia. Además si observamos los valores de los

índices de correlación se nota para el ajuste del modelo de la ley de la potencia, que son en la mayoría de frutas

estudiadas mayores que 0,9 lo que implica que el modelo es aplicable en la mayoría de las frutas que han sido

investigadas.

En frutas del mismo género, se ve que las constantes de regresión son casi similares, como en el género citrus

(mandarina, limón, lima,), detectándose además de que la naranja tiene otro comportamiento siendo del mismo

género.


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 58

Al observar los resultados de frutas que han sido estudiadas bajo el modelo de Casson, éste emite un similar

comportamiento al anterior, considerando que los valores de esfuerzo de deformación son menores al modelo de la ley de la potencia.

En el modelo de Herschel y Bulkley, las pulpas de frutas que han sido sometidas a su estudio en las dos pruebas,

la velocidad de deformación o razón de corte, es menor que en los modelos anteriores, como se puede apreciar

en los resultados obtenidos.

En el modelo de Mizrahi y Berk, el esfuerzo y velocidad de deformación son similares al comportamiento de

Bingham o flujo pseudoplástico, que coincide con el modelo de Casson, aunque si analizamos los resultados

observamos que en la segunda prueba se elevaron los valores tanto para el esfuerzo mínimo de deformación,

como para la velocidad de deformación.

El Resumen de datos de parámetros reologicos establecidos mediante los seis modelos: de la ley de potencia,

Casson, Herschel y Bulkley (H-B), Mizrahi y Berk (M-B), Bingham y Newtoniano, se observa en las Tablas 1,

2, 3, 4, 5 y 6. En la misma que se reporta los valores promedios de las 30 frutas probadas a cuatro

temperaturas.

xxxx

Según la naturaleza de cada una de las frutas, los parámetros se encuadran dentro de los varios métodos de

determinación de la manera siguiente: aguacate, babaco, banano Seda, capulí, cereza, claudia, durazno, fresa,

frutilla, guanábana, guayaba, presentan su mejor comportamiento al análisis mediante el método Mizrahi y Berk;

la lima y el limón en el método Bingham; la mandarina y la sandía en el método Newtoniano. Sin embargo es

importante anotar que los resultados de esfuerzo mínimo de deformación según el modelo de Mizrahi y Berk de

las pulpas de cerza, claudia, mango, maracuyá, melón, naranja, piña, taxo, tomate Riñon, toronja y uva están

entre 0,039 y 0,934 Pa, que algunos autores lo consideran valores despreciables y por lo tanto lo ubican dentro del modelo de la ley de la potencia. De igual manera si observamos los valores de esfuerzo mínimo de

deformación, segun el modelo Bingham, en pulpa de lima y limón, éstos están entre 0,001 y 0,0025 Pa, que

tambien se los puede considerar cifras despreciables y por lo tanto ubicarlos dentro del modelo Newtoniano.

Se deduce, que la variabilidad de los resultados encontrada en las dos lecturas, depende también de las

condiciones que presentan las muestras en relación con sus características fenotípicas o morfológicas, en función

con los estados de madurez fisiólógica y/o comercial al momento de la recolección y también de los

caracteristicas genéticas, en base a su comportamiento intrínsico bajo condiciones varietales.

Los datos de energía de activación lo reportamos en la tabla 7.


Los objetivos planteados en la presente investigación se cumplieron, ya que mediante análisis y pruebas en

laboratorio se determinó los parámetros reológicos como son: el índice de consistencia, el índice de

comportamiento de flujo, el esfuerzo mínimo de deformación, coeficiente de determinación y viscosidad

utilizando un viscosímetro rotacional.

Se determinaron las características reológicas de las pulpas de todas las frutas propuestas, con énfasis en la

variación de las propiedades de flujo con la temperatura.

Se elaboraron las Tablas de datos a partir de los análisis de laboratorio y se pudo graficar el comportamiento de todas las frutas en estudio, las mismas que servirán para cálculos básicos de Ingeniería en Alimentos.

Se determinaron los métodos adecuados para la caracterización de pulpa de frutas cultivas en Ecuador, utilizando

un viscosímetro rotacional.


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 59

Se calculó la energía de activación para cada una de las pulpas de las frutas consideradas.

Se determinaron los parámetros reológicos de las siguientes frutas:

La variable sólidos totales en la mayoría de las pulpas obtenidas no llegan al 30%, alcanzándose el valor más

alto para banano Seda.

Las pulpas obtenidas a partir de uva, piña, maracuyá, mango y guanábana, se hallan en un intervalo de 15,5%

hasta 17% de sólidos totales.

Las pulpas de cludia, pera Piña, manzana Emilia, mora y guayaba, contienen un promedio porcentual entre

13,1% a 15,2%, le siguen las pulpas de frutilla, papaya, taxo, durazno y tomate de Arbol con 11,4% hasta 12,5%

de sólidos totales.

Los sólidos totales contenidos en la naranja, limón, toronja, lima, mandarina y fresa son similares y van desde

8,5% a 10,7% siguiéndole pulpas de naranjilla, melón con 7,8% a 8,5%.

Los menores valores de sólidos totales corresponden a las pulpas de sandía con rangos de 6,8% a 7,6% y tomate

Riñón con 5,7% a 6,3% de sólidos totales.

Los resultados obtenidos en el viscosimetro rotacional con registro de los valores en la forma ascendente para

todas las temperaturas son mayores que los registrados en la forma descendente, en la mayoría de los productos.

El esfuerzo de deformación y la velocidad de deformación corregida para las dos pruebas estudiadas, van

desminuyendo conforme aumenta la temperatura y es directamente proporcional al incremento de la velocidad del equipo.

Los índices de correlación cuando se utiliza el modelo de la ley de la potencia para fluidos pseudoplásticos, en la

mayoría de frutas sobrepasan a 0,9 excepto en las frutas sandía, melón, lo que implica que el modelo es aplicable

en la mayoría de las mismas.

Es de conocimiento que en Ecuador existe una gran cantidad de frutas que son consumidas internamente y que

es necesario determinar en tesis de grado sus características reológicas para lograr el incremento de datos.

Con los parámetros reológicos determinados y los que se sigan hallando se cree un banco de datos para que

sean utilizados para cálculos en ingeniería.

Se debe intercambiar información sobre reología con Instituciones nacionales y extranjeras que se dediquen a la

determinación de parámetros reológicos de frutas.

Se debe extender el estudio para completar con parámetros técnicos que sean utilizados en ingeniería y diseño,

así como en operaciones unitarias.

Se debe utilizar las investigaciones realizadas a nivel de la industria nacional de pulpas de frutas para mejorar la

calidad durante el proceso.


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 60

BIBLIOGRAFIA

ARRAQUE, G. 1961. Tabla de Composición de Alimentos para Uso en América Latina. Guatemala, Guatemala,

C. A. Instituto de Nutrición de Centro América y Panamá. 145p.

BAKSHI, A. S. y SMITH, D. E. 1984. Effect of fat content and temperature on viscosity in relation to pumping

requeriments of fluid milk products. J. Dairy Sci. 67: 1157 - 1160.

CHARM, S. E. 1981. Fundamentals of Food Engineering. 2 nd ed. Westport, Conn. The Avi Publishing

Company. pp: 54 - 69.

GASPARETTO, C. A. 1983. Comportamento reológico dos fluidos reais. En: "Tópicos de Laboratorio Didáctico em Fenómenos de Transporte". Freire, J. y Gubilin, J. Editores. Sao Carlos, Brasil. DEQ - UFS Car. pp: 13 - 29.

HELDMAN, D. R. Y SINGH, R. P. 1981. Food Process Engineering. 2 nd ed. Westport, Conn. The Avi

Publishing Company. pp: 25 - 86.

IRAZABAL DE GUARIGATA,C. 1981. Caracteristicas reológicas de productos de frutas tropicales. Arch.

Latinam. Nutr. 31: 666 - 679.

KALETUNC, G. BARBOSA, G. NORMAND, M. Y PELEG, M. 1986. Food Engineering and Process

Applications. Elsevier Applied Science. Publishers, London and New York. V1: 15 - 22.

KITTERMAN, J. S. Y RUBENTHALER, G. L. 1971. Aplications of the Brookfield viscometer for measuring

the aparent viscosity of acidulated flour-water suspensions. USA Cereal Science Today. Published by the

American Association of cereal Chemists, Inc. 16(9): 275 - 276.

KRAMER, A. Y TWIGG, B. 1970. Anality Control for the Food Industry. 3 nd ed. The Westport, Connecticut.

The Avi Publishing Company. pp 43 - 62.

ROMO, L. 1981. Coloideo Químico. Fenómenos de Superficie. Quito. Ed. Universitaria. Suspensiones y pastas.

Reología. 87 p.

MULLER, H. G. 1977. "Introducción a la Reología de Alimentos". Traducido por Burgos Gonzalez, J. Zaragoza, España. Editorial Acribia. 174 p.

MIZRAHI, S. Y BERK, Z. 1972. Flow behavior of concentrated orange juice. Mathematical treatment. J.

Texture Studies. 3: 69.

OSORIO, F. A. Y STEFFE , J. F. 1984. Kinetic energy calculation for non-Newtonian fluids in circular tubes.

Journal Food Science. 49: 1295 - 1296, 315.

PAULETTI, M. VENIER, A. STECCHINA, D. Y SABBAG, N. 1986. Cuantificación de la tixotropia de dulce

de leche. I Jornadas Latinoamericanas y Argentinas de Dulce de Leche. Santa Fé, Argentina. 5 p.

PRENTICE, J. H. 1984. Measurements in the Rheology of Foodstuffs. Essex, England. Elsevier Applied

Science. Pub Ltd. 191 p.

RAO, M. A. 1984. Rheology of liquid foods. A review. J, Texture Studies, 8: 135 - 168.


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 61

RAO, M. A. COOLEY, H. J. AND VITALY, A. A. 1984. Flow properties of concentrated juices at low

temperatures. Food Technology. 38(2) 113 - 119. RANSFORD, J. R. Y HENING, J. C. 1955. Effect of processing conditions on the viscosity of tomato juice.

Massachusetts, USA. Brookfield Enginnering Laboratories, Inc. 8 p.

SHERWOOD, R. T. Y KELMAN, A. 1964. Measurement of pectinolytic and cellulotic enzime activity by

rotating spindle viscometry. Massachusetts, USA. Brookfield Engineering Laboratories, Inc.

SARAVACOS, G. D. 1970. Effect of temperature on viscosyty of fruit juices and purees. Journal Food Science.

35: 122 - 125.

SINGH, R.P. Y HELDMAN, D. R. 1984. "Introduction to Food Engineering". Orlando Florida. Academic Press, Inc. pp: 152 - 159.

TOLEDO, R. T. 1981. "Fundamentals of Food Process Engineering". Westport, Conn. The Avi Publishing

Company, Inc. pp: 152 - 196.


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 62

Tabla 1. Características Reológicas establecidas mediante el modelo de la Ley de la Potencia de veinte y seis

frutas a cuatro temperaturas *

Frutas

Temperaturas

10°C

25°C

40°C

55°C

n

b

Pa.sn

r2

n

b

Pa.sn

r2

n

b

Pa.sn

r2

n

b

Pa.sn

r2

Aguacate Babaco Babano seda Capulí

Cereza Claudia Durazno Fresa Frutilla Guanabana Guayaba Mango Manzana Emilia

Maracuya Melón Mora Naranja Naranjilla Papaya Pera Piña Piña

Taxo Tomate de árbol Tomate riñón Toronja Uva

0,331 0,182 0,189 0,386

0,222 0,464 0,283 0,248 0,302 0,463 0,302 0,534 0,384

0,333 0,573 0,355 0,533 0,300 0,388 0,406 0,358

0,477 0,404 0,335 0,373 0,415

28,786 3,640 43,615 43,077

2,668 1,932 33,928 21,255 26,158 7,514 20,323 2,496 19,634

0,428 0,503 25,408 0,086 5,464 2,957 3,194 0,988

0,325 21,468 0,340 0,281 0,490

0,995 0,958 0,975 0,995

0,992 0,989 0,986 0,972 0,993 0,992 0,964 0,972 0,997

0,992 0,982 0,978 0,985 0,979 0,989 0,987 0,986

0,973 0,998 0,973 0,993 0,994

0,336 0,204 0,168 0,438

0,238 0,446 0,291 0,252 0,295 0,465 0,303 0,531 0,391

0,363 0,596 0,378 0,521 0,306 0,410 0,402 0,366

0,519 0,445 0,395 0,422 0,447

21,578 2,743

34,340 26,239

2,221 1,219

26,136 16,874 20,340 3,915

13,418 2,299

15,132

0,355 0,396 20,399 0,061 3,840 2,510 2,487 0,833

0,249 15,863 0,260 0,214 0,337

0,993 0,988 0,979 0,993

0,994 0,955 0,997 0,984 0,993 0,998 0,963 0,983 0,994

0,989 0,998 0,994 0,991 0,972 0,988 0,990 0,967

0,991 0,998 0,961 0,988 0,993

0,332 0,200 0,184 0,433

0,245 0,509 0,248 0,272 0,306 0,476 0,316 0,547 0,389

0,380 0,616 0,399 0,526 0,350 0,402 0,393 0,385

0,502 0,469 0,440 0,435 0,478

16,503 1,989

28,731 16,212

1,996 0,889

20,903 13,634 16,178 2,304 9,638 2,037

11,474

0,300 0,301

16,179 0,046 2,712 2,260 1,232 0,694

0,192 12,015 0,185 0,172 0,240

0,995 0,960 0,964 0,996

0,987 0,959 0,996 0,963 0,987 0,995 0,970 0,982 0,994

0,987 0,989 0,996 0,982 0,979 0,991 0,994 0,995

0,987 0,997 0,971 0,994 0,992

0,234 0,234 0,208 0,459

0,257 0,473 0,328 0,293 0,335 0,482 0,394 0,552 0,427

0,403 0,690 0,453 0,564 0,354 0,420 0,413 0,390

0,577 0,494 0,438 0,461 0,512

13,294 1,438

22,416 10,869

1,759 0,659

16,148 11,036 13,384 2,825 5,971 1,922 8,846

0,264 0,257

12,682 0,034 1,955 1,926 1,662 0,574

0,143 8,671 0,140 0,140 0,172

0,994 0,945 0,974 0,995

0,997 0,969 0,997 0,967 0,989 0,994 0,968 0,974 0,983

0,993 0,973 0,985 0,962 0,974 0,981 0,979 0,983

0,986 0,996 0,958 0,985 0,995

* Se consideran valores promedios entre las dos muestras del análisis en la forma descendente


Octubre de 1999, N8

J. Núñez 63

Tabla 2. Características Reológicas establecidas mediante el modelo de Casson de veinte y seis frutas a

cuatro temperaturas * Frutas

Temperaturas

10°C

25°C

40°C

55°C

n

q'

Pa.s

o Pa

r2

n

q'

Pa.s

o Pa

r2

n

q'

Pa.s

o Pa

r2

n

q'

Pa.s

o Pa

r2

Aguacate

Babaco

Babano seda

Capulí

Cereza

Claudia

Durazno

Fresa

Frutilla

Guanabana

Guayaba

Mango

Manzana Emilia

Maracuya

Melón

Mora

Naranja

Naranjilla

Papaya

Pera Piña

Piña

Taxo

Tomate de árbol

Tomate riñón

Toronja

Uva

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,825

0,014

0,221

2,998

0,023

0,130

0,630

0,267

0,591

0,415

0,394

0,351

0,953

0,014

0,088

1,006

0,012

0,103

0,149

0,179

0,039

0,032

1,248

0,010

0,013

0,036

20,336

3,471

40,082

21,842

2,310

0,949

26,076

17,644

19,237

2,323

15,832

0,849

11,844

0,289

0,151

15,749

0,030

4,250

1,717

1,782

0,634

0,140

11,989

0,231

0,170

0,191

0,923

0,813

0,899

0,944

0,924

0,955

0,934

0,926

0,934

0,953

0,861

0,972

0,936

0,945

0,973

0,949

0,972

0,881

0,948

0,947

0,959

0,959

0,956

0,946

0,951

0,955

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,684

0,017

0,130

2,234

0,025

0,059

0,527

0,237

0,423

0,354

0,250

0,333

0,777

0,015

0,075

0,925

0,008

0,084

0,138

0,132

0,036

0,031

1,208

0,010

0,014

0,027

14,650

2,474

31,968

12,226

1,831

0,715

19,767

13,590

15,214

1,796

10,580

0,774

8,940

0,223

0,106

12,436

0,023

2,767

1,430

1,421

0,511

0,120

7,952

0,169

0,115

0,165

0,943

0,899

0,942

0,976

0,954

0,912

0,935

0,913

0,936

0,965

0,851

0,983

0,941

0,945

0,971

0,945

0,956

0,929

0,927

0,948

0,918

0,958

0,957

0,878

0,947

0,950

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,509

0,011

0,113

1,343

0,023

0,055

4,450

0,216

0,363

0,323

0,225

0,317

0,582

0,015

0,060

0,893

0,006

0,085

0,122

0,101

0,033

0,022

1,072

0,009

0,013

0,024

11,233

1,793

27,778

7,665

1,668

0,473

15,603

10,693

12,017

1,448

7,076

0,660

6,724

0,178

0,085

9,135

0,019

1,780

1,314

1,189

0,416

0,078

5,600

0,109

0,087

0,105

0,943

0,860

0,805

0,976

0,831

0,919

0,934

0,901

0,923

0,970

0,904

0,982

0,947

0,950

0,967

0,955

0,942

0,937

0,931

0,945

0,947

0,959

0,959

0,930

0,962

0,964

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,500

0,466

0,011

0,143

0,982

0,024

0,039

0,487

0,195

0,395

0,279

0,299

0,314

0,565

0,151

0,063

6,368

0,013

1,249

0,413

0,961

0,566

0,157

0,993

0,010

0,003

0,022

8,765

1,253

20,245

5,020

1,433

0,350

11,012

8,582

9,361

1,237

3,583

0,591

4,836

0,151

0,063

6,368

0,013

1,240

0,413

0,961

0,566

0,043

3,398

0,058

0,063

0,065

0,940

0,814

0,873

0,963

0,951

0,944

0,951

0,882

0,914

0,960

0,904

0,974

0,929

0,949

0,926

0,942

0,958

0,946

0,913

0,928

0,960

0,965

0,980

0,924

0,952

0,974



Octubre de 1999, N8

J. Núñez 64

Tabla 3. Características Reológicas establecidas mediante el modelo Herschel y Bulkley (HB) de veinte y seis

frutas a cuatro temperaturas * Frutas

Temperaturas

10°C

25°C

40°C

55°C

n

b

Pa.s

o Pa

r2

n

b

Pa.s

o Pa

r2

n

b

Pa.s

o Pa

r2

n

b

Pa.s

o Pa

r2

Aguacate

Babaco

Babano seda

Capulí

Cereza

Claudia

Durazno

Fresa

Frutilla

Guanabana

Guayaba

Mango

Manzana Emilia

Maracuya

Melón

Mora

Naranja

Naranjilla

Papaya

Pera Piña

Piña

Taxo

Tomate de árbol

Tomate riñón

Toronja

Uva

0,331

0,182

0,189

0,386

0,222

0,464

0,283

0,248

0,302

0,483

0,302

0,534

0,384

0,333

0,573

0,355

0,533

0,300

0,388

0,405

0,358

0,477

0,404

0,335

0,373

0,415

27,756

3,452

43,856

42,614

2,692

1,935

34,067

21,913

26,326

4,722

18,957

2,585

19,315

0,435

0,516

26,538

0,088

4,890

2,987

3,219

1,015

0,337

21,569

0,352

0,285

0,489

1,394

0,276

-0,263

1,084

-0,034

-0,070

-0,188

-0,466

-0,195

0,218

2,298

-0,139

0,599

-0,009

-0,018

-1,677

-0,003

0,510

-0,036

-0,025

-0,027

-0,016

-0,143

-0,018

-0,006

0,003

0,994

0,957

0,981

0,994

0,990

0,990

0,995

0,971

0,993

0,997

0,965

0,985

0,991

0,993

0,992

0,978

0,985

0,979

0,993

0,981

0,990

0,986

0,996

0,977

0,994

0,995

0,336

0,204

0,168

0,438

0,238

0,446

0,291

0,262

0,296

0,465

0,303

0,531

0,391

0,363

0,596

0,378

0,521

0,306

0,410

0,402

0,366

0,519

0,445

0,395

0,422

0,447

21,665

2,699

35,677

28,426

2,300

1,207

26,138

16,742

20,434

3,933

12,391

2,391

14,923

0,358

0,387

20,198

0,061

3,896

2,437

2,470

0,840

0,244

15,683

0,243

0,212

0,338

-0,124

0,030

2,792

-2,137

0,011

0,064

0,105

0,132

0,501

-0,086

0,450

-0,095

0,064

-0,005

0,030

-0,128

0,006

-0,013

0,150

0,048

0,015

0,005

0,333

0,009

-0,005

-0,002

0,995

0,945

0,962

0,996

0,982

0,937

0,996

0,966

0,992

0,996

0,964

0,996

0,992

0,993

0,995

0,995

0,984

0,982

0,992

0,994

0,996

0,993

0,998

0,955

0,993

0,995

0,348

0,234

0,208

0,459

0,257

0,473

0,328

0,293

0,335

0,482

0,394

0,552

0,427

0,403

0,690

0,453

0,564

0,354

0,420

0,413

0,390

0,577

0,494

0,438

0,461

0,512

16,595

1,974

26,926

17,845

1,991

0,884

20,853

13,592

15,877

3,355

9,399

2,089

11,449

0,304

0,285

16,274

0,043

2,728

2,175

1,995

0,685

0,190

11,832

0,184

0,171

0,241

-0,124

0,030

2,792

-2,137

0,011

0,064

0,105

0,132

0,501

-0,086

0,450

-0,095

0,064

-0,005

0,030

-0,128

0,006

-0,013

0,150

0,048

0,015

0,005

0,333

0,009

-0,005

-0,002

0,995

0,945

0,962

0,996

0,982

0,937

0,996

0,996

0,966

0,992

0,996

0,964

0,996

0,992

0,993

0,995

0,996

0,984

0,982

0,992

0,994

0,996

0,998

0,955

0,993

0,995

0,348

0,234

0,208

0,459

0,257

0,473

0,328

0,293

0,335

0,482

0,394

0,552

0,427

0,403

0,690

0,453

0,564

0,354

0,420

0,413

0,390

0,577

0,494

0,438

0,461

0,512

13,294

0,934

21,844

11,116

1,557

0,674

16,427

10,474

12,950

2,828

5,725

1,960

8,085

0,290

0,222

12,249

0,030

2,035

1,802

1,582

0,599

0,142

9,126

0,150

0,147

0,175

0,040

0,148

1,093

-0,253

0,008

0,058

-0,428

0,918

0,716

0,006

0,494

-0,064

0,621

0,007

0,070

0,803

0,008

-0,102

0,223

0,136

-0,038

0,006

-0,783

-0,015

0,000

-0,006

0,995

0,944

0,975

0,993

0,991

0,965

0,998

0,973

0,986

0,986

0,974

0,989

0,982

0,997

0,945

0,992

0,967

0,976

0,982

0,991

0,991

0,989

0,990

0,970

0,959

0,996



Octubre de 1999, N8

J. Núñez 65

Tabla 4. Características Reológicas establecidas mediante el modelo Mizrahi y Berk (M-B) de veinte y seis

frutas a cuatro temperaturas * Frutas

Temperaturas

10°C

25°C

40°C

55°C

n

r'

Pa.s

o Pa

r2

n

r'

Pa.s

o Pa

r2

n

r'

Pa.s

o Pa

r2

n

r'

Pa.s

o Pa

r2

Aguacate

Babaco

Babano seda

Capulí

Cereza

Claudia

Durazno

Fresa

Frutilla

Guanabana

Guayaba

Mango

Manzana Emilia

Maracuya

Melón

Mora

Naranja

Naranjilla

Papaya

Pera Piña

Piña

Taxo

Tomate de árbol

Tomate riñón

Toronja

Uva

0,331

0,182

0,189

0,386

0,222

0,464

0,283

0,248

0,302

0,463

0,302

0,534

0,384

0,333

0,573

0,355

0,533

0,300

0,388

0,406

0,358

0,477

0,404

0,335

0,373

0,415

3,952

0,584

7,552

7,012

0,444

0,225

5,185

3,460

0,302

0,463

0,302

0,534

0,384

0,333

0,573

0,355

0,533

0,300

0,388

0,406

0,358

0,477

0,404

0,335

0,373

0,415

11,367

1,336

14,937

14,317

0,934

0,725

12,487

7,678

9,647

1,994

8,307

0,980

7,764

0,159

0,201

9,077

0,035

2,184

1,117

1,222

0,377

0,125

8,367

0,124

0,106

0,179

0,969

0,936

0,974

0,972

0,986

0,964

0,985

0,968

0,980

0,960

0,928

0,967

0,967

0,980

0,959

0,973

0,965

0,944

0,973

0,965

0,977

0,95

0,976

0,971

0,977

0,973

0,336

0,204

0,168

0,438

0,238

0,446

0,291

0,262

0,296

0,465

0,303

0,531

0,391

0,363

0,596

0,378

0,521

0,306

0,410

0,402

0,366

0,519

0,445

0,395

0,422

0,447

3,066

0,448

6,366

3,667

0,373

0,135

3,928

2,599

3,040

0,473

1,756

0,256

1,950

0,049

0,039

2,690

0,007

0,567

0,310

0,316

0,117

0,027

1,929

0,030

0,027

0,041

8,167

0,988

11,067

9,440

0,760

0,513

9,699

6,173

7,532

1,551

5,618

0,883

6,026

0,135

0,158

7,972

0,025

1,375

1,024

0,979

0,309

0,103

6,364

0,111

0,085

0,135

0,978

0,975

0,983

0,986

0,997

0,907

0,985

0,973

0,980

0,972

0,915

0,979

0,967

0,972

0,955

0,974

0,952

0,961

0,950

0,968

0,947

0,952

0,969

0,905

0,963

0,970

0,332

0,200

0,184

0,433

0,245

0,509

0,298

0,272

0,306

0,476

0,316

0,547

0,380

0,380

0,616

0,399

0,526

0,350

0,402

0,393

0,385

0,502

0,459

0,440

0,435

0,478

2,372

0,330

4,533

2,326

0,316

0,091

3,098

2,068

2,310

0,307

1,327

0,226

1,515

0,380

0,616

0,399

0,526

0,350

0,402

0,393

0,385

0,022

1,411

0,021

0,022

0,028

6,172

0,634

10,894

5,755

0,728

0,388

7,825

4,988

6,223

1,301

3,778

0,806

4,451

0,114

0,135

6,237

0,021

0,990

0,920

0,798

0,275

0,079

4,884

0,076

0,066

0,096

0,981

0,942

0,937

0,988

0,974

0,882

0,982

0,953

0,971

0,974

0,941

0,975

0,972

0,975

0,941

0,977

0,936

0,966

0,958

0,959

0,973

0,959

0,966

0,917

0,974

0,969

0,348

0,234

0,208

0,459

0,257

0,473

0,328

0,293

0,335

0,482

0,394

0,552

0,427

0,403

0,690

0,453

0,564

0,354

0,420

0,413

0,390

0,577

0,494

0,438

0,461

0,512

1,860

0,208

3,618

1,360

0,274

0,076

2,365

1,523

1,819

0,331

0,752

0,214

1,057

0,033

0,019

1,489

0,030

0,279

0,225

0,196

0,081

0,015

1,067

0,020

0,018

0,020

5,025

0,735

8,103

4,263

0,645

0,266

5,950

4,328

5,279

1,136

2,431

0,744

1,028

0,106

0,127

5,240

0,016

0,692

0,820

0,695

0,208

0,059

3,362

0,039

0,053

0,068

0,976

0,912

0,959

0,971

0,986

0,936

0,987

0,942

0,952

0,961

0,936

0,966

0,948

0,971

0,878

0,953

0,892

0,922

0,937

0,950

0,970

0,950

0,981

0,912

0,969

0,973



Octubre de 1999, N8

J. Núñez 66

Tabla 5. Datos de viscosidad y tensión mínima de deformación establecidos mediante el modelo Bingham en

pulpa de Lima y Limón a cuatro temperaturas *

Frutas

Temperaturas

10°C

25°C

40°C

55°C

b

Pa.s

c

Pa

r2

b

Pa.s

c

Pa

r2

b

Pa.s

c

Pa

r2

b

Pa.s

c

Pa

r2

Lima Limón

0,004 0,004

0,001 0,003

0,980 0,984

0,003 0,003

0,075 0,038

0,974 0,991

0,003 0,003

0,050 0,035

0,989 0,987

0,002 0,002

0,036 0,025

0,970 0,982


Tabla 6. Datos de viscosidad y tensión mínima de deformación establecidos mediante el modelo

Newtonianoen pulpa de Lima, Limón, Mandarina y Sandía a cuatro temperaturas *

Frutas

Temperaturas

10°C

25°C

40°C

55°C

m

Pa.s

r2

m

Pa.s

r2

m

Pa.s

r2

m

Pa.s

r2

Lima Limón Mandarina Sandía

0,004 0,004 0,004 0,020

0,990 0,984 0,990 0,998

0,003 0,003 0,003 0,001

0,974 0,991 0,984 0,999

0,003 0,003 0,002 0,001

0,989 0,987 0,982 0,998

0,002 0,002 0,002 0,001

0,970 0,982 0,975 0,998



Octubre de 1999, N8

J. Núñez 67

Tabla 7. Valores promedios de energía de activación en pulpa de treinta frutas analizadas con los métodos

de mejor comportamiento.*

Fruta

Energía de Activación (kJ/mol)

Indice de Consistencia

Esfuerzo Mínimo de

Deformación

Viscosidad

Aguacate Babaco Babano seda Capulí Cereza Claudia

Durazno Fresa Frutilla Guanabana Guayaba Lima Limón Mandarina

Mango Manzana Emilia Maracuya Melón Mora Naranja Naranjilla Papaya

Pera Piña Piña Sandía Taxo Tomate de árbol Tomate riñón Toronja Uva

6,5135 9,1595 6,606 13,847 4,169 10,692

6,7295 7,098 6,653 4,7

10,555

2,491 7,6345 5,203 9,161 7,774 9,8785 9,1635 4,7415

3,017 4,9065

8,3985 8,364 3,134 6,6645 10,721

14,0705 15,9745

9,542 21,2885 5,9415 16,329

12,548 10,18 10,394 9,658 10,904 20,768 8,5455

4,6185 13,3385 7,3465 8,251 9,6815 16,014

19,6775 5,2675

9,69 4,3535

14,315

15,8385 20,9145 12,035 16,401

7,108 8,945 12,89

14,7315

* Se consideran valores de las dos muestras del análisis en la forma descendente,


Octubre de 1999, N8

O. Romero, M. Rodríguez, A. Saltos 68

“INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO PARA LA OBTENCIÓN DE CREMA PARA

ENSALADAS UTILIZANDO MATERIA PRIMA NACIONAL”

OSWALDO ROMERO *

MARIA RODRÍGUEZ *

ANÍBAL SALTOS **

RESUMEN

El propósito principal de este trabajo es el de aplicar una metodología para

desarrollar la tecnología de elaboración de un nuevo producto de

características similares al importado, teniendo como premisas: el empleo de

materias primas nacionales asi como el aprovechamiento de las instalaciones

y equipos existentes en las procesadoras de mayonesa.

Se ensayaron nueve formulaciones de pasta de almidón y se las contrastó con

un testigo que responde a las siguientes características: acidez: 1.63 0.005%

(ácido acético); pH: 4.3 0.1; viscosidad: 1000 80 poises. Mediante evaluación sensorial se seleccionó la mejor entre las nueve, siendo esta la

formulación P*9 y en base a ella se ensayaron nueve tratamientos, comparandoselos todos ellos con un testigo, que en este caso corresponde a

la crema para ensaladas KRAFT cuyas especificaciones son: acidez: 0.85

0.03% (ácido acético); pH: 4.8 0.15; viscosidad: 1500 400 poises; tamaño

de partícula: 80 30 micras.

Del análisis respectivo se encontró que tres de aquellas formulaciones no

acusaron diferencia significativa con el testigo, es decir S*2, S*6, S*7,

concluyendose por tanto reemplazarían fácilmente cualquiera de ellas al

producto importado.

Lo anterior se vio corroborado en base a una evaluación económica realizada

con el cálculo de la tasa interna de retorno que determinó que cualquiera de

las tres formulaciones citadas puede sustituir con ventaja al producto

importado dada su alta rentabilidad encontrada.

INTRODUCCIÓN

En la actualidad la comida vegetariana esta de moda ya que es lo más natural y saludable. En casi todas las

actividades de producción pero, singularmente las industrias son afectadas por la necesidad de la “Asistencia

* Egresados de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos

** Ing. Al. M.. Sc, Profesor de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos


Octubre de 1999, N8


técnica” y de la tecnología que es indispensable para los procesos de manufactura. Esta se concreta en el uso de

patentes y procesos así como la permanencia de expertos o técnicos que son remunerados directamente a través de los contactos de ayuda técnica o de la autorización para el uso de procesos; con sueldos totalmente

desproporcionales

Los egresos de divisas por pago de “Servicios” suman anualmente muchos millones de dólares y por ello

estamos reclamando permanentemente la adecuada y urgente tecnificación de nuestros recursos humanos y

desearíamos que aquellos técnicos que son contratados desde el exterior otros fueron sus conocimientos a los

nacionales en forma apropiada y eficiente

Por otro lado es evidente que la tecnología no es casual no libremente destruida a través del mundo pues como

parte del proceso histórico, su desenvolvimiento ha estado concentrado a ciertas partes del mundo, especialmente

en los países desarrollados y en mínimo grado en los países tercermundistas

Materiales y Métodos

Materia prima

Se utiliza los ingredientes disponibles en el mercado local: almidón, maíz bajo la forma de maicena, aceite de

soya, huevos de gallina, azúcar, especies. Respecto al vinagre cabe señalar, que por la dificultad de conseguir vinagre de frutas se utilizó una solución de Ácido acético conocido en el mercado como vinagre comercial.

Metodología

El proceso de manufactura de la crema para la ensaladas consta de dos partes: elaboración de la pasta de almidón

y obtención de la crema

I. Elaboración de la Pasta:

1. Mezcla de especies, es una mezcla de productos en polvo o granulados industrialmente se realiza en

mezcladoras que en el laboratorio se lo efectúa en un recipiente cerrado, el mismo que luego es

agitado

2. Mezcla de Ingredientes para la pasta, que constituye una mezcla de líquidos y productos sólidos que forman una mezcla homogénea. En el laboratorio se puede usar simplemente un agitador, los

ingredientes son:

- Vinagre

- Especies

- Almidón

3. Cocido y enfriamiento de la pasta, que es una operación combinada a través de la cual de obtiene la

pasta propiamente dicha. El cocido se lo realiza a temperatura moderada con el fin de evitar que se

queme el producto y de inmediato se procede al enfriamiento para evitar cualquier tipo de

contaminación.

4. Operaciones requeridas para la obtención de la crema:

1. Mezcla de ingredientes para la crema, es una mezcla de pasta de almidón, yema de huevo y aceite

2. Emulsificación mecánica, se realiza utilizando un molino coloidal que fija en parte las

características finales del producto

Métodos de análisis


Octubre de 1999, N8


Los análisis que se presentan y se indican a continuación fueron efectuados tanto en las muestras de pasta de

almidón como en las de crema para ensaladas: Acidez, según métodos de las Normas analíticas del Instituto Adolfo Lutz

PH, mediante un potenciómetro Ferkin – Elmer, Coleman 28ºC

Viscosidad, mediante un viscosímetro Brookfield RUF

Respecto al sabor de la pasta de almidón se lo avaluó mediante un panel de degustación, se utilizó una prueba de

referencia, es decir, que se pide a los panelistas que califiquen cada una de las muestras, las muestras debían ser

cátodos con un trozo de pan francés

En tanto que con la muestra de crema para ensaladas se procede a efectuar los siguientes análisis:

Análisis microscópico del tamaño de partícula, mediante un microscopio Bausch S Lonb, modelo Bol plan.

Respecto al sabor se realizó en panel de degustación similar al anterior

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Pasta de almidón

Sobre las nuevas formulaciones de Pasta de almidón y en contraste con el testigo se efectuaron pruebas de: %de

acidez (expresado como % de ácido acético), pH, viscosidad y evaluación del sabor.

- Resultados relativos al contenido de acidez

De la figura # 2 se puede deducir que los tratamientos T4 y T6 se encuentran fuera del rango de control establecido que para esta prueba es 1,63 +- 0,05% ácido acético otra observación que podemos hacer del gráfico

es que los mencionados tratamientos están fuera de control en las replicas

- Resultados Relativos al PH

De la figura #3 deduce que ningún tratamiento se encuentra fuera del rango de control establecido que para esta

prueba es 1,3 +- 0,1. Como se puede observar en las 3 replicas se comprueba analíticamente según el análisis de

varianza

- Resultados Relativos a la viscosidad

De la figura #4 se deduce que los tratamientos T1, T2 T3 T4 T5 T6 T7 y T8 se encuentran fuera del rango de

control establecido que para esta prueba es: 1000 +- 80 países. Podemos también concluir que los mencionados tratamientos se mantienen fuera del control de las tres replicaciones. Se comprueba analíticamente este hecho

mediante la prueba de Dunnet

- Resultados Relativos a la Evaluación del sabor

La evaluación sensorial de la pasta se efectuó con el concurso de estudiantes aplicando una prueba de referencia

y teniendo en cuenta que aquel tipo se prueba, concentrada principalmente en las reacciones de los catadores

con respecto a las muestras del producto sometidos a evaluación

Crema para ensaladas De igual manera sobre las 9 formulaciones de crema para ensaladas en contraste con el testigo se efectuaron

pruebas de 8% de acidez (% de ácido acético), pH, viscosidad, tamaño de partícula, evaluación de sabor y de color

- Resultados Relativos al contenido de Acidez


Octubre de 1999, N8


De la figura # 5 se puede deducir que los tratamientos T2 T3 y T5 se encuentra fuera del rango de control

establecido que para esta prueba 0,85+- 0,03% ácido acético. También se pudo ver claramente en el gráfico que los mencionados tratamientos salen fuera de control en las 3 replicas

- Resultados Relativos al PH

Según la figura # 6 se puede deducir que los tratamientos T3 y T8 se encuentran fuera del rango de control

establecido para esta prueba es: 4,8 +- 0,15. Además esto ocurre en una de las tres replicaciones

- Resultados relativos a la viscosidad

De acuerdo a la figura # 7 podemos deducir que todos los tratamientos se encuentran fuera del rango de control

establecido y que para esto prueba: 1500+- 400 países. Además se puede apreciar que en las tres replicaciones

se repite lo mismo

- Resultados Relativos al tamaño de la partícula

De la figura # 8 se deduce que todos los tratamientos se encuentran fuera del rango de control establecido para

esto prueba : 80+- 30 micros. Se puede apreciar que se repite en las 3 replicas

- Resultados Relativos a la Evaluación del sabor

La evaluación sensorial de la crema se lleva a cabo con los mismos grupos de estudiantes que en el caso de la

pasta de almidón preaplicado esta vez una prueba de diferenciación por la cual los panelistas determinan si

existe una diferencia entre dos o más muestras

- Resultados Relativos a la evaluación del color Por no tener tablas de referencia para verificar el color en la crema, se procedió a usar un ensayo visual de color

paralelo al sabor, obteniéndose como resultados que no existe diferencia de color entre los 9 tratamientos y el

central

CONCLUSIONES.-

Los tratamientos S*2, S*6, S*7, son los que más se parecen al testigo. Tal conclusión se plantea en base a los

análisis de laboratorio efectuados.

La composición de las muestras encontradas como las mejores es la siguiente:

Ingredientes

S2 S6 S7

(%) (%) (%)

Vinagre-agua 33.480 34.720 35.960

Almidón 4.050 4.200 4.350

Azucar 15.120 15.680 16.240

Sal 1.030 1.070 1.110

Mostaza 0.230 0.240 0.250

Pimienta 0.084 0.084 0.084

EDTA 0.003 0.003 0.003

Paprika 0.003 0.003 0.003

Yema 4.500 5.000 4.000

Aceite 41.500 39.000 38.000


Octubre de 1999, N8


Como resultado de la evaluación sensorial se puede apreciar muy claramente que el producto gustó mucho a los

miembros del panel de degustación, lo que puede asegurar su aceptación en los hábitos alimenticios de un gran sector consumidor.

De la evaluación económica aplicada a las tres formulaciones catalogadas como las mejores, se concluye que la

implementación de aquellas alternativas tecnológicas poseen un impacto social y económico importante. En

efecto, además de generar puestos adicionales de trabajo (10 personas), propendería a incentivar cambios en los

hábitos de alimentación de un importante sector de la población. De otro lado en el campo económico y en base

a la alta rentabilidad demostrada, es claro que la implementación de la tecnología desarrollada determinaría una

fuente de ingresos para los trabajadores y el estado. Además, según se indicó, se utilizaría materia prima

nacional lo que a su vez contribuiría a incentivar la producción de aquellas.

Finalmente, siendo el que el consumo del producto será no preferencial, el particular hecho de poseer

características similares al importado propenderá a posibilitar su venta a precios mas bajos con el consiguiente ahorro de divisas al estado y mayor acceso a nuevos grupos de consumidores cumpliendose también de esta

forma un propósito positivo para la sociedad ecuatoriana.


Octubre de 1999, N8


BIBLIOGRAFIA

AMOS, A. J. Manual de industrias de los alimentos. Zaragosa, Editorial Acribia. 1969 p 457

BERKMAN, S. J. Phys. Chem. 1935

BIRCH, G. G; A. G. Cameron M. Spencer. Ciencia de los alimentos. Traducido por Guillermo W.

Marengo. Argentina. Editorial Hemisferio Sur S. A. 1982

BRAVERMANN, J. B. S. Introducción a la bioquímica de los alimentos. Barcelona España. Ediciones

Omega S.A. 1968.

BRENNAN, J.R . Buttters, N. D. Cowell, A. E. V. Lilly. Las operaciones de ingeniería de los alimentos. Zaragosa, Editorial Acribia, 1970.

Bulletins, Mayonnaise and salad dressing Institute.- Enero 1979. Atlanta USA

FANGAUD, R. ; H. Wick, O. Strecter, A. Salft. Planificación comercial de huevos. Zaragosa,

Editorial Acribia, 1967.

FENNEMA, O.R. Introducción a la ciencia de los alimentos. España, Editorial Reverte S.A, 1982.

FERRANDIZ, V.L. El huevo como alimento,medicamento y golosina. Barcelona, Ediciones Cedel, 1980.

Folleto ADN Corn Sweetwnwrs. A research projet to determine optimum levels in preparation of dressing, 1977.

FRANDSEN, J.H. and W. S. Arbuckle.Ice cream and related products. Westport, Connecticut,The Avi

Publishing Company, Inc 1972.

FRIBERG, S. Food emulsions. USA Marcel Dekker, Inc. 1976.

GARRET.E.R. Surface chemistry. En: Journal Soc. Cosmetic Chmists, 21: 293.1970.

GERHARDT, U.Especias y codimentos. Zaragosa, Editorial Acribia.

GRISWOLD, R. THE EXPERIMENTAL ESTUDY OF FOODS.Boston, Aoughtton Miflin,1962.

How americans use their diary foods. Chicago: National diary council, 1967.

KWNNWT, P.G. Sensory evaluation in research and development. En: Food Technology, 11: 65. 1980.

KEPPEL, G. Desing and analilysis: a researcher s handbook. Pretince- Hall, Inc. Englewood Cliffs,N. J.

1973.

KIRK Y OTHMER. Enciclopedia de tecnología química; Aderezos de ensaladas. Traducido del inglés por

Oscar Carrera. Mexico, Editorial Uthea, 1961.

Enciclopedia de la tecnología química; Emulsions. Traducido del inglés por Oscar Carrera. Mexico, Editorial

Uthea, 1961.

LARMOND, E. Methods of sensory evaluation of foods. Food research Institute Central Experimental Farin,

Otawa. P. 5.


Octubre de 1999, N8


LUTZ, A. Normas analíticas do instituto: métodos químicos e físicos para análisis de alimentos. Sao Paulo, 23 ed. 1976.

NEVILLE, H.A. Introduction to emulsions. Am Dyestuff Reptr. 1945.

PECKMAN, G. Foundation of food preparation. Macmillan Publishing Co. Inc. N. Y, Third Edition, 1974.

POTTER, N. N. La ciencia de los alimentos. Mexico, Edutex S. A. 1973.

ROMANOLF, A. L. And A.J. Romanolf. The avian egg. Wiley N. Y. 1949.

ROMO SALTOS, L.A. Coloideofísica- Coloideoquímica. Fenómenos de supeficie. Quito. Ed. Universitaria, 1981.

Investigaciones sobre la estabilidad de emulsiones. Du Pont Res. Center. Wilmington. Del. 195 9.

SPREER, E. Lactología industrial. 2da. Ed. Traducido por José Romero Muñoz. Zaragosa, Editorial Acribia.

1975.

SUTHEIM, G. Introduction to emulsions. Chem. Pub. Co. N. Y. 1946.

U. S. Dept. of Health, Education and Welfare, Food and Drugg Administration, Standars and Definiton for

Foods.

VOLD, R.D. and A. V. Hahn. Kinetics of ultracentrifugal Demulsification: in colloidal Dispersions and

micelar behaviour, ACS Symp No 9, Washington, 1975.

WEBB, F.C. Ingeniería Bioquímica. Traducido al español por el Dr. Celso Gutierrez Losa. Zaragosa,

Editorial Acribia, 1966.


Octubre de 1999, N8


Tabla # 1

CONTENIDO DE ACIDEZ EN LAS MUESTRAS DE PATA DE ALMIDÓN

t (TRATAMIENTOS) R1 R2 R3

PASTA 1 1,62 1,638 1,614

PASTA 2 1,644 1,647 1,632

PASTA 3 1,626 1,626 1,662

PASTA 4 1,554 1,539 1,542

PASTA 5 1,653 1,629 1,638

PASTA 6 1,773 1,737 1,728

PASTA 7 1,638 1,665 1,641

PASTA 8 1,629 1,616 1,614

PASTA 9 1,635 1,629 1,647

CONTROL 1,630 1,630 1,630

TABLA #2

CONTENIDO EN pH EN LAS MUESTRAS DE PASTA DE ALMIDÓN

REPLICAS

t (TRATAMIENTOS) R1 R2 R3

PASTA 1 4,3 4,2 4,2

PASTA 2 4,2 4,2 4,3

PASTA 3 4,25 4,3 4,3

PASTA 4 4,2 4,2 4,3

PASTA 5 4,3 4,2 4,25

PASTA 6 4,4 4,325 4,25

PASTA 7 4,3 4,3 4,3

PASTA 8 4,3 4,2 4,2

PASTA 9 4,35 4,3 4,25

CONTROL 4,30 4,30 4,30

TABLA #3

CONTENIDO DE VISCOSIDAD EN LAS MUESTRAS DE PASTA DE ALMIDÓN

t (TRATAMIENTOS)REPLICAS

R1 R2 R3

PASTA 1 1187,5 1218,75 1218,75

PASTA 2 1093,75 1125,0 1150,0

PASTA 3 900,0 900,0 937,5

PASTA 4 1218,75 1125 118/7,5

PASTA 5 1125,0 1187,5 1187,5

PASTA 6 1075,0 1043,75 1062,5

PASTA 7 1125,0 1218,75 1125,0

PASTA 8 1156,25 1218,75 1187,5

PASTA 9 1065,5 1093,75 1062,5

CONTROL 1000,0 1000,0 1000,0

REPLICAS

1,5

1,55

1,6

1,65

1,7

1,75

1,8

0 2 4 6 8 10 12

AC

IDO

AC

ÉT

ICO

R1

R2

R3

rX

4,15

4,2

4,25

4,3

4,35

4,4

4,45

0 5 10 15

R1

R2

R3

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

0 5 10 15

PO

ISE

S R1

R2

R3


Octubre de 1999, N8


TABLA #4

REPORTE DE LA PRUEBA DE SABOR EN LA PASTA DE ALMIDÓN

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

C1 8 7 2 9 4 3 5 6 1

C2 8 3 2 6 4 5 9 8 1

C3 7 5 2 8 4 3 9 6 1

C4 8 4 2 5 6 3 9 7 1

C5 8 2 1 6 7 4 9 5 3

C6 9 8 1 4 6 7 2 5 3

C7 9 5 2 6 7 3 4 8 1

C8 9 8 1 7 6 2 5 4 3

C9 8 4 2 9 5 3 7 6 1

C10 9 6 2 7 4 3 8 5 1

C11 9 8 1 7 6 2 5 4 1

C12 5 3 1 7 6 4 9 8 2

C13 9 3 1 7 6 4 8 5 2

C14 9 7 1 8 6 5 3 4 2

C15 9 8 1 7 6 4 2 5 3

C16 9 8 1 6 7 5 2 4 3

C17 7 9 1 8 2 6 4 5 3

C18 9 8 1 7 2 6 5 4 3

C19 9 8 2 6 5 3 7 4 1

TABLA #5

CONTENIDO DE ACIDEZ EN LAS MUESTRAS DE CREMA

(TRATAMIENTOS) REPLICAS

R1 R2 R3

CREMA 1 0,864 0,876 0,864

CREMA 2 0,804 0,810 0,822

CREMA 3 0,798 0,798 0,810

CREMA 4 0,828 0,840 0,846

CREMA 5 0,828 0,810 0,816

CREMA 6 0,840 0,840 0,828

CREMA 7 0,852 0,852 0,846

CREMA 8 0,840 0,840 0,852

CREMA 9 0,852 0,858 0,840

CONTROL 0,850 0,850 0,850

TABLA #6

CONTENIDO EN pH EN LAS MUESTRAS DE CREMA

REPLICAS

(TRATAMIENTOS) R1 R2 R3

CREMA 1 4,7 4,7 4,65

CREMA 2 4,8 4,8 4,75

CREMA 3 5 4,9 4,9

CREMA 4 4,9 4,85 4,8

CREMA 5 4,8 4,7 4,7

CREMA 6 4,9 4,8 4,75

CREMA 7 4,9 4,8 4,9

CREMA 8 4,9 4,9 5

CREMA 9 4,8 4,9 4,8

CONTROL 4,80 4,80 4,80

0,790

0,800

0,810

0,820

0,830

0,840

0,850

0,860

0,870

0,880

0 5 10 15

% A

CID

O A

CC

ÉT

ICO

R1

R2

R3

4,6

4,65

4,7

4,75

4,8

4,85

4,9

4,95

5

5,05

0 5 10 15

R1

R2

R3


Octubre de 1999, N8


TABLA #7

CONTENIDO DE VISCOSIDAD EN LAS MUESTRAS DE CREMA


R1 R2 R3

CREMA 1 850 875 887,5

CREMA 2 1100 1087,5 1087,5

CREMA 3 725,0 737,5 750

CREMA 4 900 875 912,5

CREMA 5 900,0 925 867,5

CREMA 6 1075,0 1087,5 1075

CREMA 7 1000,0 1050 1025,0

CREMA 8 750 762,5 750

CREMA 9 700 650 675

CONTROL 1500,0 1500,0 1500,0

TABLA #8

REPORTE DEL TAMAÑO DE PARTICULA EN MUESTRAS DE CREMA


R1 R2 R3

CREMA 1 34,5 33,7 31,4

CREMA 2 30,6 24,3 26,7

CREMA 3 24,5 30,6 29,4

CREMA 4 24,3 23,5 31,4

CREMA 5 31,4 29,8 28,2

CREMA 6 28,2 27,5 29,8

CREMA 7 26,7 24,3 24,3

CREMA 8 33,7 31,4 32,9

CREMA 9 25,1 27,5 23,5

CONTROL 80,0 80,0 80,0

TABLA #9

REPORTE DE LA PRUEBA DE SABOR EN LA CREMA

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9

C1 2 4 3 4 3 3 4 1 2

C2 3 5 5 4 3 3 2 4 4

C3 3 9 5 7 8 9 5 4 3

C4 4 5 4 3 3 2 2 6 6

C5 3 4 4 6 8 6 4 3 2

C6 7 4 5 7 4 9 9 6 5

C7 7 8 7 5 3 8 6 8 8

C8 5 7 7 5 3 4 4 3 3

C9 4 3 2 5 4 3 2 1 1

C10 3 4 4 8 4 9 6 2 5

C11 5 3 2 2 2 3 1 1 2

C12 5 3 2 1 1 2 2 1 1

C13 3 4 4 4 4 4 4 2 2

C14 3 3 4 2 3 3 4 3 4

C15 3 2 2 2 3 4 4 4 4

C16 4 4 2 3 2 3 4 4 1

C17 4 5 4 3 2 5 3 5 4

C18 3 2 2 2 2 3 1 2 3

C19 3 2 3 2 4 4 3 3 3

C20 3 3 2 2 1 1 2 1 2

650

850

1050

1250

1450

1650

1850

0 5 10 15

PO

ISE

S

R1

R2

R3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 5 10 15

MIC

RA

S R1

R2

R3


Octubre de 1999, N8

J. Mayorga, G. Reinoso 78

ESTUDIO CINETICO DE UNA REACCION DE MAILLARD, UTILIZANDO

DOS SUSTRATOS NITROGENADOS Y DEXTROSA (+)

Jenny Mayorga*

Georgina Reinoso*

RESUMEN

El trabajo de investigación se llevó a cabo, con el objeto de demostrar la

realización del pardeamiento no enzimático con harina de soya y leche en

polvo, frente a la acción de la dextrosa.

Para tal efecto, se probó dos temperaturas (A1 = 40C, A2 = 80C); tres tiempos de reacción (B1 = 0h, B2 = 24h, B3 = 48h) y con dos

concentraciones de dextrosa (C1 = 1M, C2 = 3M); con la siguiente

respuesta experimental: reacción de pardeamiento (velocidad de

oscurecimiento); cinética de la reacción y su velocidad; digestibilidad in

vitro en el mejor tratamiento; insolubilización de la lisina total; y,

elaboración de pan de molde (en la mejor mezcla); además de un estudio

económico.

Los resultados demostraron que: existió efecto de la temperatura en el

pardeamiento no enzimático de la leche en polvo y harina de soya, así

como en la velocidad de pardeamiento, respectivamente, siendo este

pardeamiento y la velocidad menor a temperatura de 40C y mayor a

temperatura de 80C. En relación al factor tiempo, menor reacción de pardeamiento ocurrió en

los tratamientos de la lectura a 0 horas, tanto en leche en polvo, como en

harina de soya; mientras que, la reacción de pardeamiento fue mayor en la

lectura a las 48 horas, respectivamente.

Con la concentración de dextrosa 1M, existió menor reacción de

pardeamiento no enzimático, mientras que, mayor reacción se produjo con

concentración de dextrosa 3M, tanto en leche en polvo, como en harina de

soya.

Mayor digestibilidad in vitro ocurrió en los tratamientos a 40C y transcurridos 48 horas de realizada la mezcla, tanto en leche en polvo,

como en harina de soya. Con la utilización del inhibidor químico (bisulfito de sodio), la digestibilidad in vitro fue considerablemente menor, en los

dos productos.

Mayor contenido de lisina total existió en los tratamientos de temperatura

de 40C, concentración de dextrosa 1M y al momento de producirse la reacción (0 horas) en leche en polvo y en harina de soya, mientras que,

menor contenido presentaron los tratamientos a temperatura de 80C, concentración de dextrosa 3M y al realizar la tercera lectura (48 horas).


Octubre de 1999, N8


Del análisis sensorial en la elaboración de pan de molde, se observó que, mayor aceptabilidad existió con la mezcla de 95% de harina de trigo y 5%

de harina de soya, por cuanto presentaron los mejores resultados en la

degustación y aceptabilidad del pan de molde.

INTRODUCCION

En los últimos años, la tecnología ha permitido progresar en el campo agropecuario incentivando para

desarrollar alternativas de proteínas que suministran calidad nutritiva comparable, a un precio reducido.

Dentro de estas alternativas, la principal es la soya y sus derivados. Las harinas de soya son muy apreciadas

por su excelente valor nutritivo, bajo costo y su propiedad de ligar o retener la grasa y el agua; es importante

en muchas secciones de la industria alimenticia (8).

Los nuevos métodos para la elaboración de harina de soya permiten obtener productos con alto contenido

protéico. Más del 90% de harina de soya se usa en la alimentación del ganado, no obstante, la porción

destinada al consumo humano ha aumentado desde 1929, fecha en la que se produjo comercialmente por

primera vez harina de soya y sémola de soya comestibles. La soya es una planta singular. Su éxito es uno de

los más antiguos de las plantas alimenticias. Es muy eficiente para la producción de proteínas y aceite, que

se adapta muy bien a la nutrición animal o humana (34).

Aunque la mayor parte de los efectos de la reacción de Maillard son favorables; esta tiene también algunas

consecuencias negativas, desde el punto de vista nutricional, ya que, cuando los alimentos que contienen

carbohidratos y proteínas, presentan bajo contenido de agua (cereales, leche en polvo) se calientan, incluso a

temperaturas relativamente suaves, tiene lugar la reacción de Maillard, originado una pérdida de aminoácidos. Los Aminoácidos implicados son aquellos que presentan grupos amino libres en la cadena

lateral, siendo la lisina el más reactivo (6).

La química de la reacción de Maillard de los azúcares con las proteínas es menos comprendida de todos los

tipos de reacción de pardeamiento. Probablemente el azúcar se condensa, enoliza y deshidrata, pero forma

enlaces fuertes con las proteínas que quedan por determinar. En sistemas modelo se evitan las reacciones de

pardeamiento reduciendo los azúcares reductores o alditoles con hidruros de boro o derivados bisulfíticos

como NaHSO3 (12).

OBJETIVOS

Objetivo general

Demostrar la realización del pardeamiento no enzimático con harina de soya y leche en polvo, frente a la

acción de la dextrosa.

Objetivos específicos

Estudiar el efecto de la temperatura sobre la velocidad de la reacción de pardeamiento no enzimático.

Estudiar la influencia que tiene el tiempo en la producción de la reacción de pardeamiento no enzimático.

Estimar los resultados de la reacción de inhibidores químicos como bisulfito de sodio, sobre la dextrosa que

evita el pardeamiento.

Investigar cual es la concentración de dextrosa a la cual, la velocidad de pardeamiento no enzimático ocurre.


Octubre de 1999, N8



Hipótesis de trabajo

Es la dextrosa componente de los alimentos, factor activo para producir el pardeamiento no enzimático, en

presencia de proteínas?.

Factores en estudio y niveles

Factores Niveles

A. TemperaturaA1 = 40C, A2 = 80C B. Tiempo B1 = 0h, B2 = 24h, B3 = 48h

C. Concentración de dextrosa C1 = 1M, C2 = 3M

Tratamientos

Tratamientos Factores en estudio

No. Símbolo Temperatura Tiempo Concentración

(horas) de dextrosa

1 A1B1C1 40 0 1M

2 A1B1C2 40 0 3M

3 A1B2C1 40 24 1M

4 A1B2C2 40 24 3M

5 A1B3C1 40 48 1M

6 A1B3C2 40 48 3M

7 A2B1C1 80 0 1M

8 A2B1C2 80 0 3M

9 A2B2C1 80 24 1M

10 A2B2C2 80 24 3M

11 A2B3C1 80 48 1M

12 A2B3C2 80 48 3M

Diseño experimental

Se utilizó un diseño experimental factorial de tipo a x b x c, tanto en leche en polvo, como en harina de

soya, con dos repeticiones.

Respuesta experimental

Reacción de pardeamiento (velocidad de oscurecimiento), según la lectura a 450 nm a tiempos de 0, 24 y 48

horas; tanto para leche en polvo, como para harina de soya. Con los valores conseguidos se hará el análisis estadístico y para los valores de significación se aplicará la prueba de Tukey al 5%.

Cinética de la reacción y su velocidad, para leche en polvo y harina de soya, con la gráfica correspondiente.

Digestibilidad in vitro en el mejor tratamiento, evaluando antes del tratamiento, después del

empardeamiento y con inhibidor de pardeamiento; tanto para leche en polvo y harina de soya.


Octubre de 1999, N8


Insolubilización de la lisina total, mediante el bloqueo con los grupos aldehido de la dextrosa, de las

muestras, antes de su tratamiento, después del empardeamiento y con el inhibidor en la mejor muestra. Utilizando el mejor tratamiento se realizó la elaboración de pan de molde y un estudio económico.

Materiales

Reactivos

Acido clorhídrico - Lab. H.V.O.; ác. Sulfúrico concentrado - Lab. J.T. Baker; agar PCA - Lab. H.V.O.; agua

destilada - Lab. FCIAL; alcohol etílico al 75% - Specialty Chemical Co.; alcohol - Lab. H.V.O.; bisulfito de

sodio - Lab. E. Merck; buffers para electroforesis; carbonato de sodio (Lab. E. Merck), a un pH de 11,5

(solución acuosa de carbonato de sodio anhidro al 0,53%); dextrosa - Laboratorio H.V.O.; dióxido de

selenio - E. Merck; hidróxido de sodio - Lab. H.V.O.; lisina pura - Sigma Chemical de San Luis Misuri U.S.A.; pepsina - Lab. J.T. Baker Chemical Co.; rojo de metilo - Lab. J.T. Baker; soluciones de ninhidrina:

acida - 0,20 g% de ninhidrina (BDM Chemical Ltd.) en acetona (Lab. H.V.O.) + 5 ml de agua destilada + 5

ml de ácido glacial (E. Merck); sulfato de potasio y sulfato de cobre - E. Merck

Materiales

Materia prima: leche en polvo La Vaquita, procesada en la fábrica NESTLE (humedad original = 2,75%) y

harina de soya (humedad original = 9,21%), adquiridas en las tiendas de la ciudad de Ambato; asa

microbiológica; balones digestores - Pyrex; cajas petri - Pyrex; erlenmeyers de 100 ml - Pyrex; matraces de

50 y 100 ml - Pyrex; mechero; microjeringa Hamilton de 10 ul; pan de molde; papel filtro cuantitativo;

papel filtro Whatman No. 1; pipetas de 2 y 10 ml; Pipetas bacteriológicas; secador de pelo de 1 400 W, dos

velocidades; termómetro de mercurio, escala 0-150C; tubos de ensayo de 10 x 150 mm; tubos de ensayo con tapa rosca.

Equipos

Autoclave; balanza analítica METTLER H = K 160; bañomaría JULABO EM D-7633, 220 V.; bomba al

vacío, Butchner; centrífuga eléctrica Hettich Universal II para ocho tubos, con regulación de velocidad a 1

500 rpm; cuenta colonias; dos cámaras de saturación de madera forradas totalmente con fórmica de 36 x

454 x 45 cm con electrodos de pernos de acero galvanizado; espectrofotómetro VARIAN 634 de doble haz;

estufa VWR 1360; equipo micro kjeldahl; fuente de corriente continua SEARLE de la Buchler Instruments,

con dos escalas de voltaje (0-250 V y 0-1000 V) y dos escalas de corriente (0-25 mA y 0-250 mA); pH

metro - Digital ORION; shaker con control de temperatura - New Brunswick Scientific, Modelo G-25 # 571470; sorbona.

Métodos de análisis

Reacción de pardeamiento no enzimático

En dos erlenmeyers de 100 ml de capacidad, se coloca 20 ml de solución 1M de dextrosa y se mezcla con

20 ml de una solución 15% de leche en polvo en un erlenmeyer; y, 20 ml de una solución 15% de harina de

soya en el otro.

Se toma ocho tubos de ensayo con tapa rosca y se coloca 10 ml de cada solución de azúcar y proteínas. Se

tapa los tubos sin apretar para permitir la salida de gases y se coloca dos tubos de cada solución en estufa a

40C y 80C. Se observa la alteración de color en los tubos antes del tratamiento y después de 24 y 48 horas de la reacción, midiendo en espectrofotómetro con celdas de 1 cm a 450 nm de longitud de onda (para la


Octubre de 1999, N8


observación de cada tubo, se centrífuga la solución por el tiempo de 20 minutos y se hace la dilución

correspondiente). Se utilizó un blanco para estimar la diferencia de coloración, que constituyó de una dilución de leche en polvo pura más agua y harina de soya más agua.

El mismo procedimiento se realizó utilizando una solución 3M de dextrosa.

Se comparó las velocidades de obscurecimiento y se trazó las curvas correspondientes con los valores de

absorbancia, en función del tiempo.

A través de las curvas, se calculó la velocidad de reacción y se estudió la cinética de la transformación.

Digestibilidad in vitro En el mejor tratamiento se realizó la digestibilidad in vitro, antes del tratamiento, después del pardeamiento

y con el inhibidor (500 ppm).

Con la finalidad de determinar digestibilidad in vitro, se procedió a determinar el porcentaje de proteína en

las muestras, antes y después de realizar la digestibilidad.

Para proteína

Se empleó el método de microkjeldahl, con factores de 6,25 para leche en polvo y 6,38 para harina de soya.

Fórmula:

V2N2f2 (H2SO4) - V1N1f1 (NaOH) % proteína = * 0,014 * 100 * 6,25

W peso de la muestra

Para digestibilidad

Para digestibilidad in vitro o proteína digerible se utilizó el método oficial de análisis M.A.P.A. Imprie C.

Marcelo Ghandi, 17-2801 7M (método de la pepsina). Fórmula:

% Nitrógeno total - % Nitrógeno no digerible

% prótidos digestibles = * 100%

% Nitrógeno total

Determinación de lisina total

Método: Aminoácidos, en base al método descrito por Gómez Brenes y Bressani.

Para el análisis cuantitativo se siguieron los siguientes pasos:

Elaboración de la curva estándar; hidrólisis de la muestra; electroforesis a pH 11,5 y estimación cuantitativa.

Etapas en el proceso de panificación

En base al mejor tratamiento, se aplicó la investigación a un producto elaborado (pan de molde), con diferentes concentraciones de harina de trigo y harina de soya.

Formulación

Harina de trigo 95%, harina de soya 5%, sal 2%, azúcar 5%, levadura 3%, grasa vegetal 4%, agua 58%.


Octubre de 1999, N8


Mezclado Los porcentajes de las harinas a mezclarse para la elaboración de pan de molde son: Trigo (%) Soya (%) 95 5 9010 8515 Luego se efectuaron los siguienes pasos: amasado, primera fermentación, desgacificado, reposo, moldeo, segunda fermentación, preparación de los moldes y horneo. Pruebas microbiológicas Esta prueba se realizó después de dos horas de salido el pan de molde del horno y almacenado, el cual se lo hizo con el mejor tratamiento. El procedimiento se realizó mediante un recuento total, utilizando el medio PCA incubados por 24 horas a 37C; y, para coliformes la técnica del número más probable (NMP) por el Método 1 (norteamericano), incubados durante 24 y 48 horas a 35-37C; siguiendo la metodología del ICMSF (1973). Análisis sensorial Se utilizó un panel de 10 catadores (cinco mujeres y cinco hombres), los mismos que evaluaron cinco atributos de calidad (color de corteza, uniformidad de la miga, sabor, sabor extraño y aceptabilidad). Para la calificación se utilizó una escala hedónica modificada. Análisis económico Se realizó un estudio económico del mejor tratamiento de harina de soya, mediante los costos de producción y los ingresos, calculando el punto de equilibrio. RESULTADOS Y DISCUSION Reacción de pardeamiento Reacción de pardeamiento para leche en polvo La prueba de significación de Túkey al 5% para tratamientos, detectó la menor reacción en los tratamientos A1B1C1 al reportar el menor valor de absorbancia, con promedio de 0,100; así como el tratamiento A1B1C2, con promedio de 0,104, que comparten el primer rango en la prueba. El resto de tratamientos reportaron valores mayores de absorbancia, que indica que se produjo mayor reacción de pardeamiento, debido a que se observó mayor coloración en las muestras, ocasionado por el efecto de mayor tiempo, temperatura y concentración, como el tratamiento A2B3C2, con el mayor valor de absorbancia de 0,249. En relación a la influencia del factor temperaturas, mediante la prueba de Diferencia Mínima Significativa al 5%, se estableció que, los tratamientos sometidos a temperatura de 40C, reportaron menor valor de absorbancia con promedio de 0,145, debido a que la reacción de pardeamiento fue menor, promedio que se ubicó en el primer rango en la prueba; mientras que, la reacción de pardeamiento fue mayor en los tratamientos sometidos a temperatura de 80C, con promedio de absorbancia de 0,188, que se ubicó en el segundo rango. Con respecto al factor tiempo, la prueba de significación de Túkey al 5%, separó los promedios de absorbancia en tres rangos de significación. Menor valor de obscurecimiento se observó en los tratamientos de la primera lectura (tiempo 0h), con promedio de absorbancia de 0,120, valor que se ubicó en el primer


Octubre de 1999, N8


rango; en tanto que, mayor valor de obscurecimiento reportaron los tratamientos de la tercera lectura (a las 48 horas), con valor de absorbancia de 0,212. Para el efecto del factor concentración de dextrosa, la prueba de Diferencia Mínima Significativa al 5%, demostró que los tratamientos de concentración 1M, reportaron menor valor de absorbancia, por lo que la reacción de obscurecimiento fue menor, con promedio de 0,157, al ubicarse en el primer rango en la prueba; mientras que, la reacción de pardeamiento fue mayor en los tratamientos de concentración 3M, debido a que el valor de absorbancia de 0,188 se ubicó en el segundo rango. Coultate (1984) (6) dice que, cuando las substancias reaccionantes como el azúcar reductor, se encuentra en mayor concentración, favorece la reacción, por lo que esta interviene en el pardeamiento. El azúcar se condenza, enoliza y deshidrata, para formar enlaces fuertes con las proteínas. Reacción de pardeamiento para harina de soya La prueba de significación de Túkey al 5% para tratamientos, detectó la menor reacción en el tratamiento A1B1C1 debido a que reportó el menor valor de absorbancia, con promedio de 0,019, que se ubicó en el primer rango en la prueba, por lo que se seleccionó para la elaboración de pan de molde y para la evaluación de las pruebas sensoriales y estudio económico. El resto de tratamientos reportaron valores mayores de absorbancia, lo que indica que se produjo mayor reacción, los mismos que compartieron rangos inferiores, encontrando en el último rango y lugar al tratamiento A2B3C2 con promedio de absorbancia de 0,108. En relación a la influencia de las temperaturas, mediante la prueba de Diferencia Mínima Significativa al 5%, se estableció que los tratamientos sometidos a temperatura de 40C, reportaron menor valor de absorbancia con promedio de 0,063, por lo que la reacción de pardeamiento fue menor, al ubicarse en el primer rango en la prueba; mientras que, la reacción de pardeamiento fue mayor en los tratamientos sometidos a temperatura de 80C, debido a que el valor de absorbancia de 0,074, se ubicó en el segundo rango. Con respecto al factor tiempo, la prueba de significación de Túkey al 5%, separó los promedios de

absorbancia en tres rangos de significación. Menor valor de obscurecimiento se observó en los tratamientos de la primera lectura, (tiempo 0h), con promedio 0,035, valor que se ubicó en el primer rango; en tanto que,

mayor valor de obscurecimiento reportaron los tratamientos de la tercera lectura (a las 48 horas), con valor

de 0,102, el mismo que se ubicó en el tercer rango. Para el efecto del factor concentración de dextrosa, la prueba de Diferencia Mínima Significativa al 5%, demostró que los tratamientos de concentración 1M, reportaron menor valor de absorbancia, por lo que la reacción de obscurecimiento fue menor, con promedio de 0,065, al ubicarse en el primer rango en la prueba; mientras que, la reacción de pardeamiento fue mayor en los tratamientos sometidos a concentración de dextrosa 3M, debido a que el valor de absorbancia de 0,072, que se ubicó en el segundo rango. Cinética de la reacción y su velocidad Cinética de la reacción y su velocidad para leche en polvo A temperatura de 40C y concentración 1M, se obtuvo el valor de correlación r = 0,997436, lo que corresponde a una cinética de cero orden; así como la ecuación de la cinética; obteniendo la velocidad de pardeamiento de Ko = 4,8900 * 10-7/s, que corresponde al tiempo en el cual se produce la reacción. A temperatura de 40C y concentración 3M, se obtuvo cinética de cero orden y el valor de velocidad de pardeamiento de Ko = 4,9769 * 10-7/s. A temperatura de 80C y concentración 1M, se obtuvo cinética de cero orden y velocidad de pardeamiento de Ko = 5,4978 * 10-7/s y a temperatura de 80C y concentración 3M, se obtuvo cinética de cero orden y velocidad de pardeamiento de Ko = 5,9317 * 10-7/s. Cinética de la reacción y su velocidad para harina de soya


Octubre de 1999, N8


Para temperatura de 40C y concentración 1M, se obtuvo el valor de correlación r = 0,99999, lo que corresponde a una cinética de cero orden; así como la ecuación de la cinética; obteniendo la velocidad de pardeamiento de Ko = 4,5428 * 10-7/s, que corresponde al tiempo en el cual se produce la reacción. Para temperatura de 40C y concentración 3M, se obtuvo una cinética de cero orden y el valor de velocidad de pardeamiento de Ko = 4,0508 * 10-7/s. A temperatura de 80C y concentración 1M, se obtuvo cinética de cero orden y velocidad de pardeamiento de Ko = 3,2697 * 10-7/s y a temperatura de 80C y concentración 3M, se obtuvo cinética de cero orden y velocidad de pardeamiento de Ko = 3,5012 * 10-7/s.

Digestibilidad in vitro en el mejor tratamiento


(A1B1C1), en leche en polvo

La digestibilidad in vitro en leche en polvo antes del tratamiento, es decir, al momento de realizar la mezcla,

sin haber transcurrido lapsos de tiempo (0 horas) fue de 94,60%; después del pardeamiento, a 40C de temperatura y 48 horas después de realizada la mezcla de 98,89% y con el inhibidor (bisulfito de sodio) se

obtuvo digestibilidad in vitro de 76,19%.


(A1B1C1), en harina de soya

La digestibilidad in vitro en harina de soya, por su parte, antes del tratamiento, es decir, al momento de

realizar la mezcla, sin haber transcurrido lapsos de tiempo (0 horas) fue de 77,65%; después del

pardeamiento, a 40C de temperatura y 48 horas después de la mezcla de 89,54% y con el inhibidor

(bisulfito de sodio) se obtuvo digestibilidad in vitro de 68,34%.

Relación en digestibilidad in vitro en el mejor

tratamiento, entre leche en polvo y harina de soya

Al relacionar la digestibilidad in vitro de la leche en polvo, con la digestibilidad de la harina de soya, se

observó que, mayor digestibilidad después del pardeamiento (transcurridos 48 horas) presentó la leche en

polvo, siendo digerida casi en 100%, superando la digestibilidad en 9,33% más que lo obtenido en harina de

soya. También se observó que, los valores de digestibilidad de la harina de soya, siempre fueron menores a

lo obtenido en la leche polvo.

Insolubilización de la lisina total

Determinación del mejor tratamiento

La prueba de significación de Túkey al 5% para tratamientos, en determinación de la mejor muestra, detectó

el mayor valor de absorbancia en el tratamiento A1B1C1, que correspondió al producto leche en polvo, con

valor de absorbancia promedio de 0,0770; tratamiento que, al reportar la mayor lectura en la prueba,

corresponde lógicamente al tratamiento de mayor contenido de lisina total, de 37,04 ug.

El tratamiento seleccionado (A1B1C1, leche en polvo), fue tratado con inhibidor (bisulfito de sodio), con el

objeto de observar el comportamiento de la lisina total, frente a la acción de este último; para lo cual se

realizó la lectura de absorbancia, la misma que reportó el valor de 0,075; que proyectado en la curva


Octubre de 1999, N8


estándar de lisina pura, se obtuvo el valor de lisina total de 35,56 ug, lo que demuestra que prácticamente,

no existió cambios relevantes en el contenido de lisina, debido a que el valor obtenido es muy similar, al compararlo con el valor proyectado de lisina total obtenido de 37,04 ug, sin el inhibidor.

Los valores de absorbancia para determinación de la cantidad de lisina total, tanto para leche en polvo,

como para harina de soya, fueron proyectados en la curva estándar, obteniendo el máximo valor de lisina

total de 37,04 ug para el tratamiento A1B1C1 en leche en polvo y 31,84 ug para el mismo tratamiento en

harina de soya.

Determinación de lisina total

Determinación de lisina total en leche en polvo La prueba de significación de Túkey al 5% para tratamientos en determinación de lisina total para leche en

polvo, detectó el mayor contenido de lisina total en los tratamientos A1B1C con promedio de 37,04 ug. El

resto de tratamientos reportaron menor contenido de lisina, encontrando en el último lugar y rango al

tratamiento A2B3C2, con el menor valor de lisina de 14,13 ug.

En relación al factor temperaturas, mediante la prueba de Diferencia Mínima Significativa al 5%, se

estableció que, los tratamientos a temperatura de 40C, reportaron mayor contenido de lisina total con promedio de 26,86 ug, promedio que se ubicó en el primer rango; mientras que, menor contenido de lisina

reportaron los tratamientos sometidos a temperatura de 80C, con promedio de 25,18 ug, que se ubicó en el segundo rango.

Con respecto al factor tiempo, la prueba de significación de Túkey al 5%, separó los promedios en tres

rangos de significación. Mayor contenido de lisina se observó en los tratamientos de la primera lectura

(tiempo 0h), con promedio de 34,09 ug, valor que se ubicó en el primer rango; en tanto que, menor

contenido de lisina reportaron los tratamientos de la tercera lectura (a las 48 horas), con promedio de 18,73 ug, que se ubicó en el tercer rango.

Para el factor concentración de dextrosa, la prueba de Diferencia Mínima Significativa al 5%, demostró que

los tratamientos de concentración 1M, reportaron mayor contenido de lisina (28,65 ug), al ubicarse en el

primer rango en la prueba; mientras que, menor contenido de lisina se detectó en los tratamientos de

concentración de dextrosa 3M, debido a que el promedio de 23,39 ug, se ubicó en el segundo rango. Determinación de lisina total en harina de soya La prueba de significación de Túkey al 5% para tratamientos en determinación de lisina total para harina de soya, detectó el mayor contenido de lisina total en el tratamiento A1B1C1 con promedio de 31,84 ug, valor que se ubicó en el primer rango. El resto de tratamientos reportaron valores menores de lisina, encontrando en el último rango y lugar al tratamiento A2B3C2 con promedio de 5,10 ug de lisina total. En relación a la influencia del factor temperaturas, mediante la prueba de Diferencia Mínima Significativa al 5%, se estableció que los tratamientos sometidos a temperatura de 40C, reportaron mayor cantidad de lisina total, al ubicarse el promedio de 19,92 ug en el primer rango en la prueba; mientras que, el contenido de lisina fue menor en los tratamientos sometidos a temperatura de 80C, con promedio de 16,33 ug, que se ubicó en el segundo rango. Con respecto al factor tiempo, la prueba de significación de Túkey al 5%, separó los promedios en tres rangos de significación bien definidos. Mayor contenido de lisina se observó en los tratamientos de la primera lectura, (tiempo 0h), con promedio 28,19 ug, valor que se ubicó en el primer rango; en tanto que, menor contenido reportaron los tratamientos de la tercera lectura (a las 48 horas), con promedio de 7,70 ug, el mismo que se ubicó en el tercer rango.


Octubre de 1999, N8


Para el efecto del factor concentración de dextrosa, la prueba de Diferencia Mínima Significativa al 5%, demostró que los tratamientos de concentración 1M, reportaron mayor contenido de lisina total, con promedio de 19,51 ug, al ubicarse en el primer rango en la prueba; mientras que, menor contenido de lisina total reportaron los tratamientos de concentración de dextrosa 3M, debido a que el valor de 16,73 ug, se ubicó en el segundo rango. Análisis microbilógico El valor promedio 5 x 10² ufc/ml para contaje total y la ausencia de coliformes realizada en las diluciones 10-1, 10-2 y 10-3, muestran que las condiciones de experimentación garantizan un producto apto para el consumo humano, según el propósito de la investigación, es decir se aplicó los buenos principios de elaboración. Según el Centro de Desarrollo Industrial del Ecuador (CENDES) (9), los estándares microbiológicos para el contaje total debe ser menor de 10 000 ufc/g y coliformes ausentes en 1 g de muestra. Análisis sensorial en pan de molde En relación a las muestras de pan de molde con mezcla de harina de trigo 95% y harina de soya 5%, se

observó que, el color de la corteza fue normal (3), uniformidad de la miga suelta (3), el sabor fue bueno (4),

no se detectó sabor extraño pronunciado (4) y la aceptabilidad fue agradable (4).

Para las muestras de pan de molde con mezcla de harina de trigo 90% y harina de soya 10%, se resume que

el color de la corteza fue normal (3 = normal), así como la uniformidad de la miga (3 = suelta); el sabor se

ubicó en la escala de 3 = regular y se registró presencia de sabor extraño (2 = pronunciado). Con respecto a

la aceptabilidad del producto, esta se ubicó en la escala de 3 = no agrada ni desagrada.

Con respecto a las muestras de pan de molde con mezcla de harina de trigo 85% y harina de soya 15%, se

reportó el color de la corteza normal (3 = normal), la uniformidad de la miga fue poco suelta (2), el sabor

fue desagradable (2), a pesar de que la presencia de sabor extraño fue poco pronunciado (2). La

aceptabilidad del pan de molde se ubicó en la escala de 2 = desagrada poco. Es posible que la incorporación

de niveles elevados de harina de soya, disminuye el volumen de la hogaza y produce características en la corteza del pan; además por, la presencia de lipoxigenasa o lipoxidasa presdente en la soya, es la

responsable de los sabores y olores indeseables, a pesar que, al utilizar mayor porcentajes de harina de soya,

el índice de eficiencia proteínica aumenta (Sipos, 1990) (35).

EVALUACION ECONOMICA

En el tratamiento (A1B1C1) de harina de soya y de la mejor mezcla (harina de trigo 95% y harina de soya

5%), se calculó los costos de producción y los ingresos, además del cálculo del punto de equilibrio, con el

objeto de determinar su rentabilidad.

PE = 42,9%


Con respecto a la hipótesis planteada, que si es la dextrosa, componenete de los alimentos, factor activo para

producir el pardeamiento no enzimático, en presencia de proteínas, se concluye que, la hipótesis es

verdadera, por cuanto, la presencia de dextrosa en las muestras de leche en polvo y harina de soya, produjo

mayor pardeamiento; a más de, mantenerse el contenido de lisina total.

Existió efecto de la temperatura en el pardeamiento no enzimático de la leche en polvo y harina de soya,

siendo este pardeamiento menor a temperatura de 40C (absorbancia = 0,145 en leche en polvo y 0,063 en

harina de soya) y mayor a temperatura de 80C (absorbancia = 0,188 en leche en polvo y 0,074 en harina de


Octubre de 1999, N8


soya), respectivamente. La velocidad de pardeamiento fue menor en leche en polvo a temperatura de 40C

(Ko = 4,8900 * 10-7/s), y esta velocidad se incrementó a temperatura de 80C (5,9317 * 10-7/s). En harina de

soya, por su parte, menor velocidad de pardeamiento existió a 80C de temperatura (Ko = 3,2697 * 10-7/s) y

mayor velocidad a temperatura de 40C (Ko = 4,5428 * 10-7/s).

En relación a la influencia del tiempo en el pardeamiento no enzimático, se observó que menor reacción de

pardeamiento ocurrió en los tratamientos de la lectura a 0 horas, tanto en leche en polvo (absorbancia =

0,120), como en harina de soya (absorbancia = 0,035); mientras que, la reacción de pardeamiento se incrementó conforme transcurrió el tiempo, siendo mayor en la lectura a las 48 horas (absorbancia = 0,212

en leche en polvo y 0,102 en harina de soya), respectivamente.

Con respecto a concentración de dextrosa, se comprobó que, menor reacción de pardeamiento no

enzimático ocurrió con la concentración de dextrosa 1M (absorbancia = 0,157 en leche en polvo y 0,065 en

harina de soya), mientras que, mayor reacción de pardeamiento se produjo con concentración de dextrosa

3M, tanto en leche en polvo (absorbancia = 0,188), como en harina de soya (absorbancia = 0,072). Similar

respuesta se observó con la velocidad de pardeamiento en leche en polvo, cuya velocidad fue menor con

concentración 1M (Ko = 4,8900 * 10-7/s) y mayor con concentración 3M (Ko = 5,9317 * 10-7/s). En harina

de soya, no se encontró una respuesta definida en la velocidad de pardeamiento; Según Finley y Hopkins

(1985), las reacciones Maillard parecen seguir las sendas comunes, las cuales pueden ser divididas convenientemente en reacciones Maillard tempranas y avanzadas. La reacción al tener menor velocidad de

pardeamiento por lo tanto se encuentra en la etapa temprana y necesitaría más tiempo para llegar a la etapa

avanzada. No se encontró también respuestas estadísticas en la concentración de dextrosa, debido

posiblemente a lo manifestado por Coultate (1984) quien dice que, cuando las substancias reaccionantes

como el azúcar reductor, se encuentra en mayor concentración, favorece la reacción, por lo que esta

interviene en el pardeamiento. El azúcar se condenza, enoliza y deshidrata, para formar enlaces fuertes con

las proteínas.

Mayor digestibilidad in vitro ocurrió en los tratamientos a 40C y transcurridos 48 horas de realizada la mezcla, tanto en leche en polvo (98,89%), como en harina de soya (89,54%). Con la utilización del

inhibidor químico (bisulfito de sodio), la digestibilidad in vitro fue considerablemente menor, en los dos

productos (76,19% en leche en polvo y 68,34% en harina de soya). De acuerdo a lo que indican Claude y

Cheftel (1976), los sulfitos (inhibidores) reaccionan con los compuestos carbonilos; los compuestos carbonilos no saturados dan sulfonatos, reduciendo el proceso de digestión.

Mayor contenido de lisina total existió en los tratamientos de temperatura de 40C (26,86 ug en leche en polvo y 19,92 ug en harina de soya), concentración de dextrosa 1M (28,65 ug en leche en polvo y 19,51 ug

en harina de soya) y al momento de producirse la reacción (0 horas) (34,09 ug en leche en polvo y 28,19 ug

en harina de soya), mientras que, el contenido de lisina total fue menor en los tratamientos a temperatura de

80C (25,18 ug en leche en polvo y 16,33 ug en harina de soya), concentración de dextrosa 3M (23,39 ug en leche en polvo y 16,73 ug en harina de soya) y al realizar la tercera lectura (48 horas) (18,73 ug en

leche en polvo y 7,70 ug en harina de soya).

En relación a la reacción de Maillard y sus efectos en el pardeamiento no enzimático de la leche en polvo y

harina de soya, se puede concluir que, esta reacción es favorable para la digestibilidad por cuanto al

aumentar la temperatura se incrementa la digestibilidad de las muestras; y, el contenido de lisina total es

mayor, elevándose el valor nutritivo en los alimentos.


Octubre de 1999, N8


Alimento Lisina Digestibilidad

analizada (%) de la lisina (%)

Pasta de soya cruda 3,27 75

Pasta de soya cocida adecuadamente 3,27 91

Pasta de soya sobrecocida moderadamente 2,95 78

Pasta de soya cocida en exceso 2,76 69

Fuente: Parsons, C. Procesamiento óptimo de la pasta de

soya destinada al consumo animal. 1992.

Del análisis microbiológico del pan de molde, se estableció que las condiciones de experimentación

garantizaron un producto apto para el consumo, debido a que no existió coliformes.

Del análisis sensorial en la elaboración de pan de molde con diferentes porcentajes de harina de trigo y

harina de soya, se concluye que, mayor aceptabilidad existió en el pan de molde con 95% de harina de trigo y 5% de harina de soya, al presentar los mejores resultados en la degustación y aceptabilidad del mismo

(color de corteza normal, uniformidad de la miga suelta, buen sabor, sin presencia de sabor extraño y

aceptabilidad agradable).

Del análisis económico se deduce que, los ingresos obtenidos superaron a los costos de producción,

obteniendo el punto de equilibrio de 42,9%.


Octubre de 1999, N8


BIBLIOGRAFIA

BELITZ, H.D.; GROSCH, W. Química de los alimentos. Zaragoza, España, Acribia. 1988.

CHARLEY, H. Tecnología de alimentos procesados. Procesos químicos y físicos en la preparación de a

limentos. México, Limusa. 1991.

CLAUDE, J.; CHEFTEL, H. Introducción a la bioquímica y Tecnología de los alimentos. Vol. 1. Zaragoza,

España, Acribia. 1976.

COULTATE, T.P. Alimentos: química de sus componentes. Zaragoza, España, Acribia. 1984.

DESROSIER, N. Conservación de los alimentos. 6 imp. México, Continental. 1976.

ERICKSON, D.R. Asociación Americana de la Soya; Usos comestibles de la proteína de soya. Año XXII,

No. 232. Enero - Marzo de 1993.

FINLEY, J.; HOPKINS, D. Digestibility and amino acid availability in cereals and oilseeds. American

Association of Cereal Chemists, Minnesota, U.S.A. 1985.

JUDKINS, H.; KEENER, A. La leche, su producción y procesos industriales. México, Continental. 1989.

PARSONS, C. Procesamiento óptimo de la pasta de soya destinado al consumo animal. México, Soya-

Noticias. No. 231, Octubre - Diciembre 1992.

RHEE, K. Tecnología para la producción de leche de soya. Soya noticias Vol. No. 234. Asociación

Ameriacana de Soya. México. 1993.

SCOTT, W.O.; ALDRICH, S.R. Producción moderna de la soja. 1 ed. Buenos Aires, Argentina,

Hemisferio Sur. 1975.


Octubre de 1999, N8

CONTENIDO

Extracción de almidón de zanahoria blanca (Arraccacia

Xanthorrhiza), y modificación por oxidación y acetilación

Marcia Arcos, Lorena

Reyes.............................................................................................................1

Obtencion de concentrado proteico a partir de torta

desengrasada de semilla de zambo (Cucurbita pepo l)

Rolando Freire, Edgar Mosquera, Gladys Navas.....................................10

Proyecto de factibilidad para la instalación de una planta

productora de panela granulada en el cantón pangua

Ángel Fernández, Luis Anda........................................................................25

Desarrollo y caracterización de alimentos expandidos

a base de maíz (Zea mays) y soya (Glycine max).

Maritza Guevara...........................................................................................40

Determinación de las características reológicas de

pulpa de frutas ecuatorianas

José Núñez....................................................................................................54

Investigación y desarrollo para la obtención de crema

para ensaladas utilizando materia prima nacional

Oswaldo Romero, María Rodríguez, Aníbal Saltos....................................69

Estudio cinético de una reacción de maillard, utilizando

dos sustratos nitrogenados y dextrosa (+)

Jenny Mayorga, Georgina Reinoso.............................................................79

Alimentos, 1999

Documents

Transcript of Alimentos, 1999