PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

Código de proyecto: I.I.A.

Palabras claves: Temperatura de cocción,

aminoácidos esenciales, compota

I.- GENERALIDADES

1. TITULO:

“EFECTO DE LA TEMPERATURA DE EXTRUSION SOBRE EL CONTENIDO DE PROTEINAS TOTALES DE LAS MATERIAS PRIMAS UTILIZADAS EN LA ELABORACION DE ALIMENTOS EXTRUIDOS PARA BEBE.”

2. PERSONAL INVESTIGADOR:

Autor:

Sandoval Bances Ricardo

Coautor:

Ing. Msc. Tarcila cabrera Salazar.

3. TIPO DE INVESTIGACIÓN:

3.1. De acuerdo al fin que se persigue:

Aplicada

3.2. De acuerdo del diseño de la investigación:

Explicativa

5. LINEA DE INVESTIGACION

Tecnología de……………………

6. LOCALIDAD E INSTITUCION

Laboratorio de Alimentos de la Facultad de Ingeniería

Química e Industrias Alimentarías, Universidad Nacional

Pedro Ruiz Gallo – Lambayeque.

7. DURACION DE PROYECTO

4 meses (16semanas)

8. FECHA DE INICIO

Junio del 2009

9. FECHA DE TÉRMINO

Setiembre del 2009

1

II. ASPECTOS DE LA INVESTIGACIÒN

1. REALIDAD PROBLEMÁTICA

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA:

Unos de los problemas más importantes a solucionar en nuestro país es

la desnutrición infantil, principalmente en niños menores a 5 años

provenientes de hogares en situación de extrema pobreza; en donde la

desnutrición crónica llega alrededor de 25%.

Por lo que, se debe utilizar los recursos alimenticios disponibles lo más

eficientemente posible, ya que en todo proceso de elaboración de

alimentos para niños menores de 5 años se destruye aminoácidos y

vitaminas proveniente de la materia prima a usar.

El valor nutricional de una proteína depende en gran parte del patrón

y concentración de aminoácidos esenciales para la síntesis de

compuestos nitrogenados en el cuerpo humano.

Por lo que en el presente trabajo se analizara los efectos de la

temperatura de cocción sobre los aminoácidos; a fin de verificar si este nos

propone una ayuda para evitar la perdida de aminoácidos en el alimento, en

el momento de la cocción de la materia prima.

1.2 FORMULACION DEL PROBLEMA

¿Qué efecto tiene la temperatura de cocción sobre el contenido de

proteínas de las materias primas utilizadas en la elaboración de alimentos

extruidos para bebe?

1.3 JUSTIFICACION E IMPORTANCIA

Las proteínas de diversos alimentos, sufren los efectos de la temperatura

alteraciones en su estructura primaria, secundaria, terciaria y cuaternaria,

que dependiendo de la intensidad del calor estas estructuras se pueden

alterar total o parcialmente, si se llega a destruir la estructura primaria la

proteína esta es prácticamente no asimilable, pero si se alteran las otras

estructuras se producirá el fenómeno de desnaturalización lo cual favorece

la asimilación de las proteínas, pues las enzimas digestivas fácilmente

actuarán sobre ellas.

Cuando la temperatura es elevada aumenta la energía cinética de las

moléculas con lo que se desorganiza la envoltura acuosa de las proteínas, y

2

se desnaturalizan. Asimismo, un aumento de la temperatura destruye las

interacciones débiles y desorganiza la estructura de la proteína, de forma

que el interior hidrófobo interacciona con el medio acuoso y se produce la

agregación y precipitación de la proteína desnaturalizada.

1.4 OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERALES:

- Determinar el efecto de la temperatura de cocción sobre el contenido

de proteínas en la elaboración de un alimento extruido para bebe.

- Determinar a que temperatura, la materia prima a utilizar sufre la

menor y mayor perdida de proteínas.

- Determinar que aminoácidos esenciales se minimiza por aumento de

la temperatura.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

- Determinar el efecto de la temperatura de cocción sobre la

composición proximal de la mezcla de arroz, cebada, harina de soya

desgrasada.

- Determinar el efecto de la temperatura de cocción sobre la calidad

biológica de las proteínas en el alimento extruido.

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2. MARCO TEORICO

2.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMA

En la cocción de cereales, la principal reacción es la gelatinización de

almidón desnaturalización de proteínas. El calor endotérmico de reacción ha

sido descrito de 90-100 kJ/kg para proteínas (Harper, 1981) y 10-19 kJ/kg

para almidones de cereal (Stevens y Elton, 1971).

VILLAVICENCIO (2001), Es importante determinar el contenido en

aminoácidos, en conjunto, para estimar el grado de proteólisis enzimática

que ha sufrido el producto, así como la proporción de cada uno de ellos,

como componentes de la proteína, cuando se desea establecer su valor

biológico.

HARPER (1979), El proceso de extrusión tiene un tiempo de residencia

dentro del extrusor de algunos segundos, mientras que todo el proceso

llega a pocos minutos, lo que trae como consecuencia la obtención de un

alimento de alta calidad nutritiva. Además, alta temperatura y corto tiempo

(HTST) aplicado en el proceso de extrusión-cocción permite destruir

microorganismos, ciertos compuestos tóxicos con mínima destrucción de

los nutrientes.

CHEFTEL (1989), El calor, es entre los agentes físicos, el que más

frecuentemente se relaciona con los fenómenos de desnaturalización de

proteínas pues puede ser considerable la intensidad de desdoblamiento de

la proteína motivada por la desnaturalización. La velocidad de

desnaturalización depende de la temperatura. Para la mayoría de las

reacciones químicas, esta velocidad se duplica cuando la temperatura

aumenta 10°C. Sin embargo, en el caso de la desnaturalización de las

proteínas, si la temperatura aumenta 10°C, la velocidad de reacción

aumenta unas 600 veces en los intervalos de temperatura en los que se

realiza la desnaturalización.

4

TAYEB, et. al (1992), En extrusión las transformaciones funcionales,

nutricionales, etc. del producto, están altamente influenciadas por las

condiciones del proceso, mayormente estas propiedades dependen de la

transformación molecular.

MITCHELL Y ÁREAS (1992), La comprensión de los cambios estructurales

durante la extrusión cocción de la proteína es un extraordinario reto.

Estos biopolímeros contienen un amplio rango de grupos químicos que los

polisacáridos y por consiguiente son más reactivos, los cambios

estructurales de la proteína se pueden resumir en los siguientes:

desnaturalización, aglomeración, ruptura parcial total de las asociaciones

mediante el calor y el corte, formación de enlaces covalentes a alta

temperatura, formación de enlaces no covalentes y disulfuro durante el

enfriamiento y si la humedad es muy baja se produce una transición de un

estado amorfo a un estado vítreo.

STANLEY (1989), En alimentos de alto contenido proteico tal como la harina

de soya desgrasada el efecto de la temperatura, presión, corte y tiempo de

residencia (historia termomecánica) en extrusión, está teóricamente

establecida y consta de dos fases:

La primera corresponde a la desnaturalización dando un producto fundido

y la segunda a la unión entre cadenas de los isopéptidos o enlaces tipo

disulfuro a fin de obtener textura.

COWAN Y WOLF (1999), Para un valor nutritivo óptimo, los productos

de proteína de soya deben calentarse durante la fabricación o en una

etapa del procesamiento del alimento, como es la esterilización o

cocción del producto final. El tratamiento térmico de las harinas y de la

pedacería desnaturaliza a las proteínas; por lo tanto, se utilizan

mediciones de la solubilidad de las proteínas para determinar el grado del

tratamiento térmico.

JULIANO (1972), Entre los cereales, el arroz tiene mayor contenido de lisina

(3.5 a 4.0 %), pero la lisina es su primer aminoácido limitante y le sigue la

treonina.

5

FENNEMA (2000), Conocida la composición en aminoácidos de las proteínas

de los distintos alimentos que se consumen y cuales han demostrado

poseer mayor valor biológico, a saber: la de la leche, la del huevo y las de la

carne; y teniendo en cuenta la composición cuali-cuantitativa en

aminoácidos, se ha adoptado dicha "proteína de referencia" o "patrón". En

la calidad de las proteínas influye el contenido en aminoácidos esenciales, y

es importante la presencia de "limitantes".

2.2. BASE TEORICA

A.- LA EXTRUSIÓN DE ALIMENTOS.

A.1. LA EXTRUSIÓN

La extrusión ha tenido una gran aplicación en el proceso de alimentación.

Productos como pastas, masa de la galleta, cereales del desayuno, la

comidas para bebé, las papas fritas, la comida seca entre otros, son

principalmente manufacturados por la extrusión. En el proceso, se muelen

los materiales hasta darles el tamaño correcto a las partículas (usando la

consistencia de la harina ordinaria). La mezcla seca se pasa a través de un

pre-acondicionador dónde se agregan otros ingredientes (azúcar líquido,

grasas, tintes, carnes y agua que dependen del producto). La mezcla pre

condicionada se pasa entonces a través de un extrusor forzándola a pasar a

través de un troquel dónde se corta a la longitud deseada. El proceso de

cocción tiene lugar dentro del extrusor dónde el producto produce su propia

fricción y calor debido a la presión generada (10-20 bar). El proceso de

cocción utiliza un proceso conocido como la gelatinización del almidón. Los

Extrusores que usan este proceso tienen una capacidad de 1-25 toneladas

por hora. (Drozda y et. al, 1997)

La extrusión de alimentos es un proceso en el que los ingredientes

alimentarios se fuerzan a fluir, bajo una o varías condiciones de mezclado,

calentamiento y cizalla, a través de un troquel que forma y/o seca con

inflación los ingredientes. (Rosen y Miller, 1973).

6

El uso de la expulsión en el proceso cocción da los siguientes beneficios

a los alimentos:

Gelatinización del almidón

Desnaturalización de las proteína

Inactivación de enzimas de comida crudas

La destrucción de toxinas naturalmente

Disminución de microorganismos en el producto fina.

Los extrusores de alimentos se pueden visualizar como aparatos que

pueden transformar una diversidad de ingredientes crudos en productos

intermedios y finalizados. Durante la extrusión la temperatura de cocción

puede ser tan alta como 180-190°C (355-375°F), pero el tiempo de residencia

es usualmente de sólo 20-40 segundos. Por esta razón, el proceso de

cocción por extrusión se puede denominar un proceso de alta temperatura y

tiempo corto (HTST - «high temperature short time»). Es importante aprender

la terminología de la extrusión, y recordar que muchos fabricantes utilizan

términos basados en su propio equipo. (Guy. R, 2001)

A.2. FACTORES QUE AFECTAN EL FUNCIONAMIENTO DEL ALMIDÓN EN LA

COCCIÓN POR EXTRUSIÓN

El principal proceso de extrusión para las formulaciones ricas en almidón

se encontró que siguen una secuencia estándar independientemente de un

determinado material o formulación. (Guy. R, 2001)

Esto es como sigue:

1. Los polvos se mezclan con agua y llevados a la zona de compresión.

2. El polvo se comprime hasta una densidad de 1 g/mL a 5-10 bares.

3. El polvo se calienta mediante disipación friccional y mecánica de energía desde el motor y calentamiento desde el cilindro.

4. Los gránulos de almidón funden y se vuelven blandos.

5. Los gránulos de almidón se comprimen hasta una forma aplastada.

7

6. Los polímeros de almidón se dispersan y degradan para formar un continuo en el fluido derretido.

7. El medio continuo de polímero de almidón se mantiene y expande con las burbujas en expansión del vapor de agua durante la expansión del extrusionado hasta que alcanza el punto de ruptura.

8. Las paredes de las células de polímero de almidón retroceden y se vuelven rígidas a medida que se enfrían para estabilizar la estructura del extrusionado.

9. Los polímeros de almidón se vuelven vítreos a medida que se elimina la humedad para formar una textura dura quebradiza.

De este modo las características esenciales del proceso son la fusión de

las regiones cristalinas de los gránulos y la liberación y degradación de los

polímeros de almidón. Las diferencias en el proceso son provocadas por las

diferencias en las características de fusión debido al tamaño y forma y por

los polímeros que se dispersan desde los gránulos.

A.3. FUNCIÓN Y VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA DE EXTRUSIÓN

Los extrusores de alimentos pueden trabajar en una o varias funciones al

mismo tiempo mientras están procesando el alimento o piensos (Riaz, 2000):

Mezclado.

Ingredientes de desgasificación.

Homogeneización.

Trituración.

Cizallamiento.

Cocción del almidón (gelatinización).

Desnaturalización de proteínas y texturización.

Alteración de la textura.

Inactivación de enzimas.

Pasteurización y esterilización de microorganismos de deterioro y

patogénicos en alimentos.

Cocción térmica.

Productos formateados.

Expansión, inflamiento.

Ingredientes de aglomeración.

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Deshidratación.

Agregación.

La tecnología de extrusión proporciona varias ventajas sobre los métodos

tradicionales de procesado de alimentos y piensos, incluyendo las

siguientes (Smith, 1971 y Riaz, 2000, con modificaciones):

Opciones para el procesado de una variedad de productos alimentarios mediante el cambio de un ingrediente menor y/o de condiciones de procesado en la máquina.

Diferentes formas, texturas, colores y apariencias obtenidas mediante cambios de poca importancia en el equipo y en las condiciones de procesado.

Procesado energéticamente eficiente, y a menudo a menor coste comparado con otras opciones.

Disponibilidad de automatización con la mayoría de extrusores, que pueden aumentar la productividad.

Mejoramiento de la calidad del producto sobre otros procesos debido a que la cocción se realiza en un tiempo muy corto y tiene lugar una menor destrucción de los ingredientes sensibles al calor.

Fácil cambio de escala de los procesos de extrusión desde planta piloto a la producción comercial.

B.- PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS

B.1. PROTEÍNAS Y AMINOÁCIDOS EN EXTRUSION

La extrusión mejora la digestibilidad de la proteína vía desnaturalización,

que expone los puntos activos de la enzima. La mayoría de las proteínas

tales como las enzimas y los inhibidores de enzimas pierden la actividad

debido a la desnaturalización. El alcance de la desnaturalización se evalúa

típicamente como el cambio de la solubilidad de la proteína en agua o

soluciones acuosas (Della Valle et al., 1994).

Aunque la temperatura y humedad de la masa también son influencias

importantes. Por ejemplo, la solubilidad de la proteína de trigo se reduce

incluso a las temperaturas de proceso relativamente bajas utilizadas en la

9

elaboración de la pasta (Ummadi et al., 1995). Áreas (1992) y Camire (1991)

han realizado revisiones de la extrusión de proteínas.

Puesto que la mayoría de alimentos extrudidos no tienen un alto

contenido en proteínas, se ha hecho énfasis en las evaluaciones nutritivas

de los piensos extrudidos, los alimentos de desecho y otros productos

especializados. Las altas temperaturas en el cilindro y las humedades bajas

promueven las reacciones de Maular en el desarrollo de la extrusión. (Guy.

R, 2001)

Los azúcares reductores, incluyendo los que se forman durante el

cizallamiento del almidón y la sacarosa, pueden reaccionar con lisina,

bajando de este modo el valor nutritivo proteico. La lisina es el aminoácido

esencial limitante en los cereales, y más reducción drástica de este

nutriente puede deteriorar el crecimiento de los niños y animales jóvenes.

Las mezclas de harina de maíz, copos de soja con grasa entera y aislados o

concentrados de soja produjeron ingredientes nutritivos adecuados para la

reconstitución como copos o gachas con una buena retención de lisina

(Konstance et al., 1998).

El pH ácido aumentó las reacciones de Maillard en un sistema modelo

consistente en almidón de trigo, glucosa y lisina (Bates et al., 1994).

La proteína de soja se ha identificado como un ingrediente alimentario

que rebaja el colesterol. La texturización por extrusión de un aislado de soja

no reduce sus efectos en el colesterol del suero de ratas, de la excreción de

colesterol y otros esteroides en heces, o nutrición proteica comparadas con

soja no extrudida (Fukui et al., 1993).

C.- LOS GRANULOS DE ALMIDON

C.1. COMPOSICIÓN DE LOS GRANULOS

Los principales constituyentes de los gránulos de almidón, representando

el 97-98% de la materia seca, son las dos formas físicas de almidón, amilosa

(AM) y amilopectina (AP). Además existen trazas de lípidos (0,5-1 %),

principalmente en forma de lisolecitina, dispersada a lo largo y a lo ancho de

anillos de almidón y 0,1 a 0,2% de proteínas adhiriéndose a las capas de la

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superficie5. Los dos polímeros de almidón representan una familia

polidispersa en términos del intervalo de tamaño molecular. (Guy. R, 2001)

La gama polímeros de amilosa (AM) poseen un tamaño desde 100 a 200

kD y son polímeros lineales con una o dos ramificaciones en el C-6 del

residuo de glucosa. Se completan con lisolicitina y lípidos monoacilo

similares de átomos de carbono >6 de ácidos grasos saturados. Existen

variaciones en los niveles de AM en almidones de cereales y tubérculos

diferentes y con variedades de los mismos tipos. En trigo, centeno y avenas

los niveles de AM son normalmente del 20-27% del total del almidón pero en

maíz, cebada y arroz puede variar desde el 5 al 30% y para el maíz puede ser

tan alto como el 70%. Los niveles más altos se encuentran en la amilosa de

maíz y las formas más bajas en cebada, maíz o arroz céreos. (Guy. R, 2001)

C.2. DEFINIENDO LA COCCIÓN DE CEREALES

El término «cocido» o «cocción» es un término ambiguo utilizado

comúnmente en el mercado para describir un proceso que se puede definir

científicamente para un ingrediente determinado tal como la evolución de

gránulos de almidón a través de la fase de transición vítrea, donde

finalmente el granulo de almidón se puede considerar gelatinizado y los

glóbulos de proteína son texturizados. Como la mayoría de ingredientes

para alimentos infantiles están basados en almidón o en azúcar se intentará

explicar la terminología que pertenece a estas porciones de ingredientes.

(Guy. R, 2001)

D.-PRODUCTOS DE ALIMENTOS INFANTILES

D.1. ALIMENTOS INFANTILES

Los alimentos infantiles y los cereales pueden utilizar cierto número de

las técnicas de procesado anteriores en la producción. Sin embargo, es

importante establecer primero el mercado disponible para el consumidor en

los alimentos infantiles y cereales y definir las características de dicho

mercado. Estos mercados se pueden separar en dos categorías:

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1. Cereales para bebés.

2. Alimentos infantiles.

Los cereales para bebés altamente solubles se extruden comúnmente con

una alta velocidad de deformación y formulados para utilizar zumos de

frutas, azúcar de caña, o fructosa como edulcorante y fortalecido con

vitaminas estables y minerales. Dichos cereales se moldean en formas y

diseños específicos y no utilizan conservantes o colorantes.

También puede contener trozos de fruta seca o contener alto fosfato

cálcico, con una variedad de edulcorantes naturales pulverizados sobre la

superficie del producto. El producto necesita tener una vida comercial y una

masticación muy cortas.

El extrudido absorberá fácilmente la leche líquida y se convertirá en un

producto esponjoso blando manteniendo su forma cuando se extrusiona. El

perfil de textura de dicho producto es esencial para la aceptabilidad por

parte del consumidor.

Los alimentos infantiles extrudidos son productos altamente solubles y

completamente gelatinizados con varios edulcorantes naturales añadidos a

la mezcla para producir un producto completamente nutritivo y fortalecido

utilizado como suplemento del alimento infantil. Generalmente el producto

no está de cualquier forma o figura y se puede formar copos y triturar como

una forma semi polvoreada.

Los productos constituidos de mezclas de purés de frutas y zumos de

frutas, junto con otros ingredientes tales como azúcar moreno, azúcar de

caña y harina de trigo cocidos juntos pueden proporcionar un interesante

producto final que es sano y una buena fuente de energía para los niños

pequeños.

Los tamaños y formas de estos alimentos también son de gran

importancia debido al tamaño limitado de la boca y garganta del joven

consumidor. Cuando se esta considerando las formas o los tamaños de

estos productos, se debe tener presente la posibilidad que el niño se

atragante o asfixie con el producto final. (Guy. R, 2001)

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E.- DETERMINACION DE PROTEINAS AFECTADO POR LA TEMPERATURA

E.1.- ANÁLISIS DE PROTEÍNAS POR EL MÉTODO KJELDAHL:

En 1883 el investigador danés Johann Kjeldahl desarrolló el proceso básico del conocido método actual de análisis de proteínas por el método Kjeldahl, más propiamente, para analizar nitrógeno orgánico.

En esta técnica se digieren las proteínas y otros componentes orgánicos de los alimentos en una mezcla con ácido sulfúrico en presencia de catalizadores.

El nitrógeno orgánico total es convertido en sulfato de amonio. La mezcla digerida se neutraliza con una base y se destila posteriormente en una solución de ácido bórico.

Los aniones del borato así formado se titulan con HCl estandarizado, lo cual se convierte en el nitrógeno de la muestra. El resultado del análisis representa el contenido de proteína cruda del alimento ya que el nitrógeno también proviene de componentes no protéicos.

Este método ha sufrido varias modificaciones. Así, Kjeldahl usó originalmente permanganato de potasio para llevar a cabo el proceso de oxidación, sin embargo, los resultados no fueron satisfactorios, de manera que este reactivo se descartó.

En 1885 Wilforth encontró que se podía acelerar la digestión con ácido sulfúrico añadiendo algunos catalizadores.

Gunning en 1889 sugirió la adición de sulfato de potasio para elevar el punto de ebullición de la mezcla de la digestión para acortar la reacción. Por lo tanto, el procedimiento de esta técnica es más correctamente conocido como Método Kjeldahl-Wilforth-Gunning.

E. 2. REACCIONES LLEVADAS A CABO EN EL MÉTODO DE KJELDAHL:

1. DIGESTIÓN

Transformación de las distintas formas de Nitrógeno presente en la muestra a forma amoniacal (NH4+), mediante una digestión ácida y en caliente en presencia de un catalizador.

(1) n - C -NH2 + mH2SO4 catalizadores CO2 + (NH4)2 SO4 + SO2

Proteína calor

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2. NEUTRALIZACIÓN Y DESTILACIÓN

El NH4+ es posteriormente neutralizado a NH3, mediante una base fuerte en exceso, y destilado por la acción del vapor. El amoniaco liberado es recogido en forma de NH4+ mediante burbujeo del destilado en una disolución de ácido bórico.

(2) (NH2)SO4 + 2 NaOH 2NH3 + Na2SO4+ 2H2O

(3) NH3 + H3BO3 (ácido bórico) NH4 + H2BO3- (ión borato)

3. TITULACIÓN

Que se valora posteriormente con una solución de ácido clorhídrico diluida de concentración conocida.

El anión borato (proporcional a la cantidad de nitrógeno) es titulado con HCl estandarizado:

(4) H2BO3- + H+ H3BO3

E.3. DESVENTAJAS DE USA EL MÉTODO DE KJELDAHL

Constituyen fuentes de error en este método son:

La inclusión de nitrógeno no protéico como parte de la proteína.

La pérdida de nitrógeno durante la digestión.

La digestión incompleta de la muestra.

Las proporciones excesivas de sulfato de sodio o potasio que se añaden al ácido (para elevar el punto de ebullición) pueden resultar en una descomposición por calor y la consecuente pérdida de amoníaco. Generalmente se recomiendan temperaturas de digestión de 370-410°C.

También puede ocurrir pérdida de nitrógeno si se utiliza demasiado selenio o la temperatura de la digestión no se controla cuidadosamente; las condiciones son aún más críticas que con el cobre o el mercurio cuando se usan como catalizadores.

E. 4. RECOMENDACIONES PARA EL ANÁLISIS DE PROTEINAS

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En la práctica comercial se tienen que analizar un gran número de muestras diariamente, así que se utilizan estrategias que ahorran tiempo de análisis.

En el análisis de la harina de trigo se digiere 1 gramo de muestra usando una cantidad conocida de ácido sulfúrico 0.1253N, y titulando (mediante una bureta de lectura invertida) con hidróxido de sodio 0.1253N, así se hace posible reportar el porcentaje de proteína directamente de la lectura de la bureta.

E. 5. FORMULA PARA EL CÁLCULO:

Donde:

1.4008 mg de nitrógeno por cada ml de gasto de disolución de valorada de HCl 0.1 N

VMuestra ml de ácido gastados en la valoración de la muestraVBlanco ml de ácido gastados en la valoración del blancoNAcido normalidad del ácido sulfúrico0.014 peso del meq de nitrógeno, en gF factor de conversión de nitrógeno a proteínaMmuestra peso en g de la muestra V: gasto de HCl 0.1 N en la muestra.M: masa de la muestra, en gramos

Factor:

6.25: para carne, pescado, huevo, leguminosas y proteínas en general.

5.7: para cereales, trigo, harinas refinadas y derivados de soya.

6.38: leche, 5.55: gelatina, 5.95: arroz, 5.83: avena, cebada, centeno,

5.18: almendras, 5.83: trigo (grano entero).

2.3. VARIABLES

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% Proteína = (VMuestra - VBlanco) x NAcido x 0.014 x F x 100 M

VARIABLES DIMENSIONES INDICADOR

VARIABLE INDEPENDIENTE:

Temperatura de extrusión

cocción

Grados Centígrados

(°C)

12O°C - 146°C

VARIABLE DEPENDIENTE:

Disminución del contenido de

aminoácidos

Porcentaje (%) 20% - 30%

2.4. HIPÓTESIS

El tratamiento térmico de cocción - extrusión a temperatura de 12O°C, a la que

es sometida la papilla hay menos perdidas del contenido de aminoácidos

esenciales, que en los tratamientos térmicos de temperatura de 133°C y 146°C

2.5 DEFINICIÓN DE TÉRMINOS

a. EXTRUSIÓN: Es el proceso, donde se muelen los materiales hasta darles el

tamaño correcto a las partículas (usando la consistencia de la harina

ordinaria). La mezcla seca se pasa a través de un pre-acondicionador dónde

se agregan otros ingredientes (azúcar líquido, grasas, tintes, carnes y agua

que dependen del producto). La mezcla pre condicionada se pasa entonces

a través de un extrusor forzándola a pasar a través de un troquel dónde se

corta a la longitud deseada. El proceso de cocción tiene lugar dentro del

extrusor dónde el producto produce su propia fricción y calor debido a la

presión generada (10-20 bares). El proceso de cocción utiliza un proceso

conocido como la gelatinización del almidón.

b. PROTEÍNAS: Son macromoléculas formadas por cadenas lineales de

aminoácidos. Todas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y

casi todas poseen también azufre.

Las proteínas, aminoácidos y péptidos son componentes importantes de los

alimentos. Por un lado proporcionan los elementos necesarios para la

síntesis proteica. Por otro lado, los aminoácidos y péptidos contribuyen

directamente al sabor de los alimentos y son precursores de los

componentes aromáticos y las sustancias coloreadas que se forman

mediante las reacciones térmicas y/o enzimáticas que ocurren durante la

obtención, preparación y almacenamiento de los mismos. (BADUI, 1995)

c. AMINOÁCIDOS ESENCIALES: Se llama así al aminoácido esencial que en

una proteína dada se encuentra en cantidad relativa más baja con respecto a

la proteína patrón porque limita el aprovechamiento de esa proteína a los

fines biológicos. BADUI (1995)

16

d. CEBADA

La cebada es una gramínea que pertenece taxonómicamente a la familia

Gramineae, subfamilia Festucoideae, tribu Hordeae y género Hordeum.

Prácticamente todas las cebadas cultivadas son cubiertas. Sin embargo, en

algunas áreas montañosas primitivas, en donde la cebada se usa para

consumo humano, sé encuentran cebadas desnudas (sin vainas).

(POMERANZ, 1999.)

En algunos países del Cercano Oriente y de América del sur como Colombia

y Ecuador, aún se utiliza como alimento para consumo humano. Sin

embargo, la cebada es mucho más utilizada en el malteado y obtención de

mostos para la elaboración de la cerveza y para destilar en la fabricación de

whisky escocés y de ginebra holandesa.(KENT, 1983.)

e. ARROZ

El arroz, Oryza sativa L., ha sido uno de los productos de grano de uso más

común desde tiempos remotos. Es el alimento básico del mayor número de

personas, y casi la mitad de la población mundial consume arroz como

artículo principal de su dieta. Los principales países productores de arroz

son: China, India, Paquistán, Japón e Indonesia. Tailandia, Indochina,

Binnania y las Filipinas, también producen grandes cantidades de arroz.

La producción de estos nueve países, corresponde a más del 90% del total

mundial. (NORMAN, 1999.)

VARIEDADES

En el mundo se producen muchas variedades de arroz. Se estima que hay

aproximadamente 7 000 variedades conocidas de arroz. Las variedades de

arroz se clasifican como corto, medio y largo, dependiendo de la longitud y

forma del grano. Las variedades de grano medio y largo se cultivan en los

estados del sur. (NORMAN, 1999.)

En general, los alimentos infantiles a base de arroz se preparan cociendo

granos rotos de arroz molido y pulido, adicionando nutrientes y secando

en tambores la pasta de arroz. Este arroz seco se transforma en hojuelas y

se empaca la mezcla. (Hogan, 1999.)

17

EXTRUIDO B

EXTRUIDO A

EXTRUIDO C146°c146°c

133°c

120°cc120°cc

f. SOYA

La Glycme mea. (L) Merrill, conocida como soya, frijol soya, frijol de soja,

chícharo chino o frijol de Manchuria.

El contenido de aminoácidos de la harina desgrasada (equivalente en

composición a la harina o pedacería). Las harinas y la pedacería también

difieren en la cantidad de tratamientos térmicos que reciben durante el

procesamiento para alcanzar un promedio específico de propiedades

físicas y funcionales. (COWAN Y WOLF, 1999.)

La preparación de concentrados y de aislados proteicos a partir de la harina

desengrasada exige eliminar una parte o la totalidad de estos compuestos.

Las tecnologías de concentración y aislamiento de las proteínas de soja, se

basan en el conocimiento de algunas de sus propiedades y más

concretamente en sus características de solubilidad. (CHEFTEL, et. al, 1989.)

En la actualidad, cada vez es más importante el uso de las proteínas

de soya con propósitos nutritivos; como ejemplo de esta aplicación se

encuentran los suplementos de cereales, los ampliadores para carne y

las imitaciones de carne. (NORMAN, 1999.)

La soya tiene alto contenido de lisina que lo convierte en un buen

complemento de la proteína de cereales, pero su contenido en metionina y

triptófano es bajo. DEMAN (1980),

3. MARCO METODOLÓGICO

3.1. DISEÑO DE LA CONTRATACIÓN DE LA HIPÓTESIS

Figura 0.3 DISEÑO CORRELACIONAL:

MEZCLA CRUDA: DE GRANOS

Fuente: Elaboración Propia

18

3.2 POBLACIÓN Y MUESTRA

Población:

Alimento Extruidos, elaborados en la extrusora a tres temperaturas

distintas, utilizando como materia prima arroz, cebada y Harina de soya

desengrasada procedente del mercado modelo.

Muestra:

Se utiliza 10g de cada producto extruido, sometido a las temperaturas de 120°C, 133°C y 145°C

3.3 MATERIALES TÉCNICOS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS

INSUMOS:

Cebada Harina de soya desengrasada Arroz pilado Edulcorante (azúcar blanca) Agua

MATERIALES:

Envases de plásticos (BOLSAS).

1 matraz de digestión Kjeldahl con capacidad de 125 ml.

1 matraz de Erlenmeyer de 250 ml.

1 matraz volumétrico de 100 ml.

1 mechero de Bunsen.

1 soporte universal

1 pipeta de 10 ml.

1 frasco gotero de 25 ml.

1 pinzas largas.

EQUIPO:

1 Equipo Destilador 1 Equipo de titulación.

REACTIVOS:

19

Ácido sulfúrico 98%.

Mezcla catalizadora para la digestión: 3 g de óxido de titalico (TiO2) + 100 g de sulfato de potasio + 3g de sulfato de cobre pentahidratado (proporcionada por la coordinación de laboratorios).

Verde de bromocresol al 0.1% diluido en alcohol al 95%.

Rojo de metilo al 0.1% diluido en alcohol al 95%.

Ácido bórico al 4%.

Ácido clorhídrico 0.1N (solución valorada).

Hidróxido de sodio al 50%.

DIAGRAMA DE FLUJO DE LA ELABORACIÓN DEL ALIMENTO EXTRUIDO

MATERIA PRIMA(Arroz, cebada y harina de soya desengrasada)

Recepción y selección

20

Eliminación de cascara y piedritas

21

Extrusorvapor de agua

ANÁLISIS DE PROTEÍNAS POR EL MÉTODO

KJELDAHL:

1.- PROCEDIMIENTO:

a. DIGESTIÓN

1. Pese exactamente 0.2 a 4g de harina de trigo

(seco) en un matraz de micro-Kjeldahl cuidando

que la muestra no se adhiera a las paredes o al

cuello del matraz.

2. Añada 30 ml. de H2SO4, una perlas de ebullición

y aproximadamente 3.0 g de mezcla

catalizadora.

3. Someta a digestión la muestra en una hornilla de

digestión del multiKjeldahl, con el matraz

ligeramente inclinado usando baja temperatura al

inicio y aumentando el calor a medida que

procede la digestión, rotando el matraz de vez en

cuando para asegurarse de que se digiera toda

la muestra. La digestión terminará cuando el

Embolsado

Etiquetado

Almacenado

Comercialización y uso

CocciónDeshidratado