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© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014

Reservados todos los derechos de reproducción


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DECLARACIÓN

Yo IRVING ANDRES SARMIENTO MARQUINO, declaro que el trabajo aquí

descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún

grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias

bibliográficas que se incluyen en este documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad

Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.

_________________________

Andrés Sarmiento Maquino

C.I. 1722443031


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CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Adición de harina de

camote en el pan”, que, para aspirar al título de Ingeniero de Alimentos fue

desarrollado por Andrés Sarmiento, bajo mi dirección y supervisión, en la

Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas

por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.

___________________

Ing. Gabriela Vernaza Ph.D.

DIRECTOR DEL TRABAJO

CI. 1711111243


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i

TABLA DE CONTENIDO

PÁGINA

RESUMEN ____________________________________________________vii

ABSTRACT __________________________________________________ viii

1. INTRODUCCIÓN ____________________________________________ 1

2. MARCO TEÓRICO ___________________________________________ 4

2.1. EL CAMOTE ______________________________________________ 4

2.2. CLASIFICACIÓN DEL CAMOTE ______________________________ 52.3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CAMOTE _______________________ 6

2.4. IMPORTANCIA DEL CULTIVO ________________________________ 7

2.5. PRODUCCIÓN E INDUSTRIALIZACIÓN DEL CAMOTE ____________ 8

2.6. PRODUCCIÓN MUNDIAL DE CAMOTE ________________________ 9

2.7. CONSUMO Y SITUACIÓN ACTUAL DEL CAMOTE EN……AMÉRICA LATINA ________________________________________ 10

2.8. EL CAMOTE EN EL ECUADOR ______________________________ 10

2.9. HARINA DE CAMOTE _____________________________________ 12

2.10. EL TRIGO ______________________________________________ 12

2.10.1. HARINA DE TRIGO ____________________________________ 13

2.10.2. COMPONENTES DE LA HARINA DE TRIGO _______________ 14

2.10.3. ALMIDÓN ___________________________________________ 14

2.10.4. GELATINIZACIÓN _____________________________________ 15

2.10.5. RETROGRADACIÓN __________________________________ 15

2.10.6. EL GLUTEN _________________________________________ 162.10.7. IMPORTANCIA DEL GLUTEN ___________________________ 17

2.10.8. MIX DE HARINAS EN LA INDUSTRIA _____________________ 17

2.10.9. EL PAN _____________________________________________ 18

2.10.10. ANÁLISIS REOLÓGICOS ______________________________ 18


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ii

PÁGINA

2.10.11. ANÁLISIS DE MIXOLAB _______________________________ 19

2.10.11.1. Interpretación del los resultados de Mixolab _____________ 19

2.10.11.2. Influencia de las enzimas en el pan ___________________ 22

2.11.COLORIMETRÍA _________________________________________ 23

3. METODOLOGÍA ____________________________________________ 25

3.1. MATERIA PRIMA _________________________________________ 25

3.1.1. ANÁLISIS PROXIMAL DE LA MATERIA PRIMA ______________ 25

3.2. DETERMINACIÓN DEL INDICE DE ABSORCIÓN Y

g……..SOLUBILIDAD ___________________________________________ 253.3. MIXOLAB _______________________________________________ 27

3.4. ELABORACIÓN DE PAN ___________________________________ 27

3.5. VOLUMEN ESPECÍFICO ___________________________________ 28

3.6. ANÁLISIS DE COLOR _____________________________________ 29

3.7. ANÁLISIS PROXIMAL DEL PRODUCTO FINAL _________________ 30

3.8. ANÁLISIS SENSORIAL ____________________________________ 30

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS _________________________________ 31

4.1. ANÁLISIS PROXIMAL DE LA HARINA DE TRIGO Y ggggggHARINA DE CAMOTE ______________________________________ 31

4.2. ÍNDICE DE ABSORCIÓN ___________________________________ 33

4.3. ÍNDICE DE SOLUBILIDAD __________________________________ 34

4.4. MIXOLAB ________________________________________________ 35

4.4.1. ABSORCIÓN DE AGUA _________________________________ 36

4.4.2. DESARROLLO DE LA MASA ____________________________ 37

4.4.3. DEBILITAMIENTO DE PROTEÍNAS _______________________ 40

4.4.4. GELATINIZACIÓN DEL ALMIDÓN ________________________ 42

4.4.5. ACTIVIDAD AMILÁSTICA _______________________________ 44

4.4.6. GELIFICACIÓN DEL ALMIDÓN ___________________________ 46


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iii

PÁGINA

4.5. VOLUMEN ESPECÍFICO ___________________________________ 48

4.6. ANÁLISIS DE COLOR _____________________________________ 50

4.6.1. Hue _________________________________________________ 50

4.6.2. Croma _______________________________________________ 50

4.6.3. Luminosidad _________________________________________ 51

4.7. ANÁLSIS SENSORIAL DEL PAN ____________________________ 52

4.7.1. SABOR ______________________________________________ 52

4.7.2. COLOR ______________________________________________ 53

4.7.3. TEXTURA ____________________________________________ 55

4.7.4. ACEPTABILIDAD GLOBAL _____________________________ 564.7.5. INTENCIÓN DE COMPRA _______________________________ 57

4.8. ANÁLISIS PROXIMAL DEL PRODUCTO FINAL _________________ 58

4.8.1. HUMEDAD __________________________________________ 59

4.8.2. CENIZA _____________________________________________ 59

4.8.3. GRASA _____________________________________________ 60

4.8.4. PROTEÍNA __________________________________________ 60

4.8.5. CARBOHIDRATOS ____________________________________ 61

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ______________________ 62

5.1. CONCLUSIONES ________________________________________ 62

5.2. RECOMENDACIONES ___________________________________ 63

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ

BIBLIOGRAFÍA ________________________________________________ 64

ANEXOS _____________________________________________________ 73


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iv

ÍNDICE DE TABLAS

……PÁGINA

Tabla 1. Composición química de las variedades de camote

g como raíz y como harina (100g del producto) ___________________ 6

Tabla 2. Producción de camote en el Ecuador 2009 ____________________ 11

Tabla 3. Formulación de Pan control ________________________________ 28

Tabla 4. Análisis proximal en las harinas usadas como

g materia prima ___________________________________________ 31

Tabla 5. Índice de absorción de harinas _____________________________ 34

Tabla 6. Índice de solubilidad de harinas ____________________________ 35

Tabla 7. Tiempos de las formulaciones en el Mixolab ___________________ 36

Tabla 8. Hidratación de las formulaciones ____________________________ 37

Tabla 9. Tiempos de estabilidad de las formulaciones en

g el Mixolab _____________________________________________ 38

Tabla 10. Variación de actividad amilástica según la

g sustitución con harina de camote ___________________________ 44

Tabla 11. Análisis sensorial de las formulaciones ______________________ 52Tabla 12. Análisis proximal de las distintas formulaciones

g de pan con harina de camote ______________________________ 58


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v

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1. Fotografía de variedades de camote en el Ecuador _____________ 5

Figura 2. Retrogradación en las moléculas de almidón _________________ 16

Figura 3. Curva estándar de Mixolab _______________________________ 20

Figura 4. Plano de color con relación al tono _________________________ 24

Figura 5. Análisis proximal con diferencias significativas ________________ 32

Figura 6. Tiempo de estabilidad de la masa en el Mixolab _______________ 39

Figura 7. Tiempo usado por la masa para llegar a C1 en el Mixolab _______ 39

Figura 8. Debilitamiento de proteínas usando los valores del Mixolab ______ 41Figura 9. Gelatinización del almidón ________________________________ 43

Figura 10. Actividad amilástica ____________________________________ 45

Figura 11. Retrogradación del pan _________________________________ 47

Figura 12. Curvas del Mixolab de todas las formulaciones _______________ 48

Figura 13. Valores de volumen específico ___________________________ 49

Figura 14. Valores del colorímetro con diferencias significativas __________ 51

Figura 15. Aceptabilidad del sabor _________________________________ 53

Figura 16. Aceptabilidad del color __________________________________ 54

Figura 17. Aceptabilidad global de las formulaciones ___________________ 56

Figura 18. Aceptabilidad del pan de camote según la formulación _________ 57

Figura 19. Análisis proximal de las formulaciones de pan de camote _______ 61


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vi

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

Anexo 1

Formato para realizar aceptabilidad del consumidor ____________________ 73

Anexo 2

Diagrama de flujo para la elaboración de harina de camote ______________ 74

Anexo 3

Diagrama de flujo para la elaboración de pan de camote ________________ 75

Anexo 4

Análisis de mixolab con la formulación del 5 % de sustitución_____________ 76

Anexo 5

Análisis de mixolab con la formulación del 10 % de sustitución____________ 77

Anexo 6

Análisis de mixolab con la formulación del 20 % de sustitución____________ 78

Anexo 7

Análisis de mixolab con la formulación del 0 % de sustitución_____________ 79


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vii

RESUMEN

Ecuador no se caracteriza por ser un país donde se elabore harina de trigo,mucho menos por ser un gran productor de este cereal, el país ha visto la

necesidad de importar este recurso, ya que la harina de trigo es una materia

prima fundamental en la industria panadera. Para satisfacer las necesidades de

importación de la harina de trigo, se busca sustituir parcialmente esta materia

prima, y de esta forma minimizar su uso. El camote, al tener un alto contenido

de carbohidratos, se perfila como una posible alternativa para la elaboración de

productos derivados de la harina de trigo. El objetivo del presente estudio fueestudiar el efecto de la adición de harina de camote en la formulación de pan.

Para la obtención de la harina de camote se siguió el procedimiento

desarrollado en el estudio de “Elaboración de alimentos con camote”. Se

trabajó con cuatro formulaciones para la obtención de los panes, las cuales

fueron de: 0% 5%, 10%, 20% de sustitución de harina de trigo por harina de

camote, lo evaluado en el análisis sensorial fueron los siguientes atributos:

sabor, color, textura, aceptabilidad global e intención de compra, los resultados

más evidentes fueron los encontrados comparando la muestra de 0% con la

muestra del 20% de sustitución. El análisis realizado en el Mixolab, dio como

resultado que, a mayor sustitución con harina de camote, mayor cambio

reológico tendrán las mezclas. Se observó que a mayor sustitución por harina

de camote la retrogradación del pan disminuye y por tanto el tiempo de vida del

pan aumenta. Como resultado de los análisis realizados a los panes, el que

tenía una sustitución del 5% es el de mejor aceptación sensorial, y el que mejor

se acercaba a las características del pan control.


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viii

ABSTRACT

In Ecuador is not known for being a country where wheat flour is developed,

much less is a major producer of maize, the country has seen the need to import

this resource because wheat flour is a basic raw material in the baking industry.

To meet the import requirements of wheat flour, partially seeks to replace this

raw material, and thus minimize their use. The sweet potato has a high

carbohydrate content is emerging as a possible alternative for the development

of products derived from wheat flour. The main objective of this study was to

study the effect of the addition of sweet potato flour in bread making. To prepare

the sweet potato flour the procedure developed in the study of "Development offood with sweet potato” (v.uio.alm.08) Technological University of the Equator

was followed. We worked with four formulations for preparing breads, which

were : 0% 5 %, 10 %, 20 % substitution of wheat flour with sweet potato flour ,

as assessed in the sensory analysis were the following surfaces: taste , color ,

texture, overall acceptability and purchase intent , the most obvious results were

found by comparing the sample of 0 % to 20% sample replacement . The

analysis by the Mixolab, resulted in a greater substitution with sweet potato flour,

rheological higher blends will change. It was observed that the higher the potato

flour substitution retrogradation of bread decreases and therefore the lifetime of

the bread increases. As a result of the analysis performed to breads, which had

a 5% substitution is the best sensory acceptance, and best approached control

features bread.


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1. INTRODUCCIÓN


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1

1. INTRODUCCIÓN

El camote (Ipomea batatas), es una de las raíces más consumidas en el mundo,

existen diversas formas de preparación ya que el tubérculo puede ser cocido o

procesado, dependiendo del país y su costumbre. Una de las propiedades

principales es que se puede obtener harina de camote para la diversificación

de productos (Lok, 1998).

El camote es un tubérculo rico en vitaminas y minerales, fuente de energía y por

tal motivo en Perú se desarrolló una papilla a base de camote, para disminuir el

déficit de desnutrición en la población infantil, dando muy buenos resultados

(Creed, Spinola & Prain 2007).

El Ecuador por su posición geográfica en la línea ecuatorial propicia toda clase

de climas, y las variedades de cultivo son infinitas, siendo el cultivo de camote

objeto de estudio, se tiene que: las cosechas de camote ha decrecido, sin

embargo se trata de aumentar, explotar su uso y consumo, ya que las raíces

tuberosas tienen alto grado nutricional y existen muchas formas de consumirlos,

como: snacks, coladas, dulces, conservas, entre otros.

El Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias INIAP a

partir del año 1989 incluyó al camote para realizar trabajos de investigación de

los tubérculos tropicales.

El Ecuador importa el 90% del trigo que consume, este trigo es usado en

diferentes procesos, entre ellos la elaboración de: pan, galletas, pasteles,

fideos. El precio de la harina de trigo es variable ya que está sujeto a cambios

externos del país, por esto es prácticamente imposible regularlo, el gobierno

trata de minimizar el impacto de las alzas del costos en la harina con

estrategias ministeriales, pero esto no es una medida radical, ni elimina el

problema definitivamente (Flores, 2013).


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2

En Manabí se efectuaron trabajos de recopilación de información, desde su

identificación, caracterización, hasta la evaluación del material germoplásmico,

eso con el fin de desarrollar nuevas tecnologías para el correcto manejo en la

post y pre cosecha (Cobeña, 2013).

Se puede presentar al camote como una alternativa en la industria de la

panificación, pero para que esto suceda es necesario un estudio comparativo, y

de investigación acerca de: gustos, aceptación y preferencias de los potenciales

consumidores, de esta manera se podrá ampliar el mercado del producto. Hoy

en día los esfuerzos por encontrar sustitutos de la harina de trigo son

crecientes, y muchas posibilidades están en auge como: la harina de maíz,

cebada, quinua, papa, yuca, y de camote, las maquinarias y equipos de

fabricación se van adaptando para la incorporación de camote fresco a varios

productos industrializados (Scott, 1992).

Está comprobado que los carbohidratos son una gran fuente de energía, pero

para poder consumirlos se requiere saber en dónde encontrarlos. El pan es una

fuente rica en carbohidratos, ya que es básicamente una mezcla deingredientes los cuales son: harina, agua, levadura y sal, con un correcto

amasado, fermentado y horneado, dará como resultado un alimento por

excelencia.

Desde hace mucho tiempo el pan se ha catalogado como un alimento básico

debido a la simplicidad de su proceso y la riqueza de su composición, en

muchas regiones la cultura del consumo de pan está muy arraigada, incluso la

FAO tiene como insignia, una gráfica de un pan en su sello, y como lema “Fiatpanis” es decir hágase el pan (Hernandez, 2010).

En septiembre del 2010 el gobierno del Ecuador emitió un mandato a las

panificadoras para comercializar un pan de precio popular; esta medida refleja


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3

el alto consumo del pan en el país, propiciando la búsqueda de sustitutos de la

harina de trigo (Telesur, 2013).

Por tales motivos, el objetivo general del presente estudio fue:

· Estudiar el efecto de la adición de harina de camote en la formulación de

pan.

Y para conseguirlo se plantearon los siguientes objetivos específicos:

· Caracterizar fisicoquímicamente la harina de trigo y la del camote.

· Caracterizar reológicamente las diferentes mezclas de harina de trigo

con harina de camote.

· Elaborar pan con diferentes mezclas con harina de camote

· Caracterizar el pan tecnológica, fisicoquímica y sensorialmente.


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2. MARCO TEÓRICO


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5

2.2. CLASIFICACIÓN DEL CAMOTE

La clasificación realizada por un inglés llamado Clusius, en la obra “Historia

Rarorium Plantarum”, señala tres tipos de raíces: camotes, batatas, e Inhames

Lusitanorum, que fueron cultivadas en España, provincia Baética. Bajo el

nombre de batatas se incluyen tres tipos: de piel púrpura, la de escaso

pigmento y la blanca. Pero hoy en día se ha podido determinar 15 especies,

once de estas solo crecen en el Continente Americano. En Japón se cultiva

todo el año en la zona tropical, en Estados Unidos y Argentina, se puede

cultivar cuando no hay presencia o riesgo de heladas (Avalos, 2006).

El color interno del camote, va desde el blanco en especies de las Antillas,

hasta el anaranjado intenso, en algunas variedades presenta un veteado

purpura. El de color anaranjado tiene alto grado de carotenos y es el que los

agricultores prefieren, en la Figura 1 se puede observar la diversidad de

camotes existentes en el Ecuador, debido a la variedad de clima posee

diferentes variedades de camote (León, 2000).

Figura 1. Fotografía de variedades de camote en el Ecuador

(INIAP, 2013)

http://www.google.com.mx/url?sa=i&rct=j&q=variedades+de+camote&source=images&cd=&cad=rja&docid=uerL58VxGrCszM&tbnid=g3ToHxF3ATV6KM:&ved=0CAUQjRw&url=http://agronegociosecuador.ning.com/notes/INIAP_eval%C3%BAa_materiales_de_camote_en_la_provincia_de_Manab%C3%AD&ei=m6PZUayQO4vQ8wT224HQDA&bvm=bv.48705608,d.eWU&psig=AFQjCNFSDqMy6CZ7GN8CQ7wJiHcEPEXaHw&ust=1373304079227318


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6

2.3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CAMOTE

Además de ser un alimento funcional por que tiene el 2 % de fibra dietética, es

una gran fuente de carotinoides de la provitamina A, los aminoácidos se

encuentran en balance, e incluso el porcentaje de un aminoácido, la lisina, se

encuentra en mayor proporción que en algunos cereales como el arroz y el trigo

(Espinola, 1998). El valor energético aportado por el camote es un aproximado

de 113 calorías/100g. En la Tabla 1 se aprecia las diferentes variedades de

camote y su composición química (Eroski, 2009).

Tabla 1. Composición química de las variedades de camote como raíz y como

harina (100g del producto)

COMPOSICIÓN

CAMOTE

ANARANJADO

CAMOTE

BLANCO

CAMOTE

MORADO

HARINA DE

CAMOTE

ENERGIA (Kcal) 116 119 110 353

RPOTEINAS (g) 1.2 1.7 1.4 2.1

GRASA (g) 0.2 0.1 0.3 0.9

CARBOHIDRATOS (g) 27.6 28.3 25.7 84.3

FIBRA (g) 1 0.9 0.9 1.8

CALCIO (mg) 41 26 36 153

F SFORO (mg) 31 33 40 99

HIERRO (mg) 0.8 2.5 1.4 5.7

RETINOL (ug) 605 9 11 1542

TIAMINA (mg) 0.1 0.14 0.08 0.17

RIBOFLAVINA (mg) 0.05 0.04 0.05 0.17

NIACINA (mg) 0.63 0.70 0.82 1.67

Ac. ASC RBICO (mg) 10.0 12.9 13.6 7.9

(Espinola, 1998)


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2.4. IMPORTANCIA DEL CULTIVO

En la producción agrícola mundial, el camote ocupa el séptimo lugar después

del trigo, arroz, maíz, papa y la yuca, lastimosamente en América Latina la

producción se ha estancado o incluso ha disminuido.

El tiempo desde la siembra hasta su óptimo crecimiento es de tres a ocho

meses dependiendo de la variedad.

La temperatura adecuada para su desarrollo es mayor a 24ºC. Es resistente a

las sequías ya que necesita una precipitación de setenta y cinco centímetros

cúbicos, tiene una necesidad de materia orgánica baja, es un cultivo fácil demantenerlo, el tiempo de almacenamiento en el suelo es prolongado pero,

después de la cosecha el tiempo de vida del camote disminuye (Avalos, 2006).

En el Ecuador existe una amplia gama de variedades ya clasificadas por la

coloración de su pulpa. En el litoral el camote más consumido es el morado,

preferencia que se ha dado por costumbres ancestrales y sabor característico

(INIAP, 2011).

El consumo de camote es habitual en las zonas rurales, y muy precario en las

urbanas, es por esto que se trata de difundir las propiedades nutricionales del

camote, para que el producto tenga un mercado más amplio en las zonas

urbanas, el consumo de camote no solo podría influir en una mejor dieta para

las personas, si no influiría en la parte económica del país tomando en cuenta

los siguientes puntos:

La importación de trigo.- el mismo es costoso y al mismo se lo puede

sustituir parcialmente con camote, esto reduciría los costos de

producción del pan.


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8

El cambio de camote por papa.- en algunas estaciones disminuye la

oferta de papa, y ésta sube de precio, por lo que podemos optar al

camote como genérico.

Otro tubérculo al que puede sustituir es a la yuca, misma que también se

ve afectada en su disponibilidad en algunas épocas del año (Fonseca,

2002; INIAP, 2011).

2.5. PRODUCCIÓN E INDUSTRIALIZACIÓN DEL CAMOTE

El cultivo es manejado de una manera rudimentaria, empíricamente por las

personas que se dedican a la agricultura, por lo tanto genera bajos costos de

producción. Como se ha mencionado anteriormente, el cultivo no es muy

estricto en sus requerimientos pero se ha tomado puntos de control para su

potencialización (Aristizabal, 2007).

El consumo del camote, da una contribución significativa a la nutrición del

cuerpo humano, tomando en cuenta que este tubérculo aporta al cuerpo con

mayor número de calorías, en relación al pan de trigo, papa, yuca y el arroz,además contiene vitaminas, calcio, sales minerales y ácidos esenciales,

necesarios para un correcto funcionamiento del cuerpo, y mantener una vida

saludable (Cruz, 2011).

El uso que se puede dar al camote en muy variado, como ejemplos tenemos:

jarabes, purés, alimentación para niños, hojuelas, chips y biscochos de camote

son los predominantes en la industria peruana alimenticia. Para tratar de

aumentar su industrialización se realizó estudios para sustituir harina de camotepor la de trigo, en productos de panificación, dando como resultado productos

horneados como: galletas, panes y demás.


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2.7. CONSUMO Y SITUACIÓN ACTUAL DEL CAMOTE ENAMÉRICA LATINA

En América Latina se cultivan alrededor de 2 millones de toneladas, entre lospaíses productores están: México, Colombia, Brasil, Haití, Costa Rica, Ecuador,

Guatemala, El Salvador, Argentina, Uruguay, Nicaragua, Cuba, Panamá y Perú,

pero las naciones pioneras en la producción son: Brasil con 548438 toneladas,

Argentina con 346937 toneladas y Cuba con 375000 toneladas, en este país es

considerado producto de primera necesidad (Cruz, 2011).

En el sector agroindustrial existe la necesidad de desarrollar tecnologías para

un mercado cada vez más competitivo, es por esto que el Fondo Regional de la

Tecnología agropecuaria (FONTAGRO) que es una alianza de países que

impulsa el desarrollo de tecnología en la agroindustria, impulsa proyectos a

nivel latinoamericano para desarrollar productos con el uso del camote, y

aprovechar al máximo las raíces tuberosas andinas. (FONTAGRO, 2010).

2.8. EL CAMOTE EN EL ECUADOR

En el 2008 fueron cosechadas 1246 hectáreas con un rendimiento del 3069

kg/ha. En el año 2009 disminuye las hectáreas destinadas a este cultivo a 1147

hectáreas con un rendimiento del 3001 kg/ha. En la Tabla 2 se observa la

superficie cosechada, producción y rendimiento da cada provincia; el dato más

actual de producción es de 3984 toneladas en el 2011 (FAOSTAT, 2013).


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Tabla 2. Producción de camote en el Ecuador 2009

SUPERFICE

COSECHADA(hectáreas)

PRODUCCIÓN(Toneladas)

RENDIMIENTOKg/ha

TODA LA REPUBLICA 1147 3442 300.87

SIERRA 505 1519 3007.92

CARCHI 8 18 2250

IMBABURA 80 182 2275

PICHINCHA 210 645 3071.43

COTOPAXI 28 99 3535.71

TUNGURAHUA 2 7 3500

CHIMBORAZO 29 98 3379.31BOLIVAR 19 68 3578.95

CA AR 50 206 4120

AZUAY 27 91 3370.37

LOJA 52 105 2019.23

COSTA 501 1689 3371.26

MANABI 396 1266 3196.97

GUAYAS 100 405 4050

SANTA ELENA 5 18 3600

ORIENTE 141 234 1659.57

NAPO 8 22 2750

PASTAZA 78 212 2717.95

MORONA SANTIAGO 55 171 3109.09

(Herrera, 2008)

El Ecuador es un país donde se industrializa muy poco el camote, pero se

puede observar en el mercado popular un incremento en la comercialización de

snacks artesanales, el mercado es muy limitante debido a la poca información y

falta cultural de consumo (Cruz, 2011).


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2.9. HARINA DE CAMOTE

La harina de camote se obtiene a partir del camote pelado, triturado y sometido

a un proceso de extrusión o molienda, en el producto no se acepta sustancias

toxicas o cuerpos extraños, a menos que sean aditivos y preservantes

legalmente autorizados.

La materia prima que se usa para la elaboración de harina de camote no deberá

estar en mal estado, ni tampoco se almacenará de forma incorrecta, puesto que

alteraría el producto final, además si tiene características sensoriales diferentes

a las requeridas sería imposible comercializarla de manera adecuada en el

mercado de distribución.

Las características de la harina de camote serán como las de un polvo fluido

homogéneo, con la ausencia de cualquier grumo independientemente de su

clase. El empacado se realizará en fundas plásticas o sacos de materiales

apropiados, considerando la compactación natural (Sociedad Nacional de

Industrias, 2013).

2.10. EL TRIGO

El trigo es una de las fuentes de energía más importantes en una dieta de bajo

costo, principalmente cuando se trata de poblaciones rurales, además de

generar empleo por el proceso de siembra, cosecha e industrialización, el trigo

es un producto básico y cultivo de gran relevancia en el sector económico y

nutricional.

Se utilizan en la elaboración de panes, tortillas, galletas, reposterías y demás;

la transformación del trigo ocurre en el molino donde se convierte en harina o

sémola. El molinero realiza una mezcla de trigos para obtener una clase de

harina con características específicas.


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13

Los criterios de calidad de sémolas se determinan de acuerdo a los propósito

para el cual son elaboradas y en base a propiedades físicas como:

granulometría, absorción de agua, cantidad y calidad de proteína, tolerancia de

la masa al amasado, extensibilidad de la masa, etc. (Peña & Pérez, 2008).

En el Ecuador, para asegurar el abastecimiento de harina, el gobierno ha

adoptado un mecanismo de “cuotas” para el trigo nacional e importado,

mediante acuerdos ministeriales, se resolvió que: la distribución de trigo

nacional e importado será realizado por regiones de acuerdo con los

requerimientos y capacidad de cada molinera.

En el año 2011 el Ecuador tuvo una producción de 5938 toneladas, en

comparación con Estados Unidos que tuvo una producción de 54413300

toneladas es por esto que el Ecuador importa harina y el precio del pan

depende de factores externos al país (FAO, 2013).

2.10.1. HARINA DE TRIGO

Se entiende por harina de trigo, al producto que fue triturado finamente,obtenido del trigo madurado, en perfecto estado y limpio industrialmente, y si se

realiza la molienda con otro cereal deberá llevar el nombre de ese cereal en vez

del de trigo (Calaveras, 2004).

Estados Unidos es uno de los principales proveedores de harina de trigo que el

Ecuador posee, es por esto que el costo de la harina es dependiente de

factores externos. Últimamente el trigo tiene un incremento del 13,5% en su

precio, los mayores afectados son los microempresarios que se dedican aelaborar pan ya que tienen que subir el costo del producto final (El Universo,

2012).


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Las características de una harina deben ser: color blanco con ligero tinte

amarillento, ausencia de mohos y olores desagradables, suave al tacto, sin

acidez. El color depende de la variedad del trigo, y de la molturación

(Calaveras, 2004).

2.10.2. COMPONENTES DE LA HARINA DE TRIGO

La harina de trigo está compuesta por diferentes elementos, mismo que

interactúan en el proceso de mezclado, fermentado y horneado del pan, y son

los siguientes:

Almidón.- conforma la parte mayoritaria de la harina, está presente

de un 60% a 72%.

Humedad.- los porcentajes de humedad de una harina de trigo

promedio varían entre 14% al 16%.

Proteínas.- están en menor proporción que las anteriores van de

8% al 14%.

Azúcares.- presentes del 1% al 2%.

Grasas.- están en un porcentaje muy inferior y van del 1,2% al

1,4%.

Minerales.- la parte inorgánica se encuentra en la harina de trigo

del 0,4% al 0,6% (Sánchez, 2003).

2.10.3. ALMIDÓN

Las plantas tienen una reserva de carbohidratos llamada almidones y los

utilizan para su metabolismo. El ser humano también lo necesita como fuente

de energía y lo puede obtener de los cereales y sus derivados. El almidón se

puede fragmentar hirviéndolo en butanol acuoso y como resultado de este


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ensayo se obtiene amilosa, la cual es insoluble en agua y la amilo pectina

soluble en agua. El almidón se hidroliza con facilidad, tiene reacciones de

importancia en el estudio para la elaboración del pan como: la gelatinización y

retrogradación (Allinger, 1974).

El almidón cumple una función vital ya que la degradación del mismo produce

dextrinas las cuales dan la propiedad de suavidad y esponjosidad al pan

(Calaveras, 2004).

2.10.4. GELATINIZACIÓN

Al calentar los gránulos de almidón con agua, se rompen conexiones

intermoleculares, y se pierde las regiones cristalinas, además los puentes de

hidrógeno aumentan y de igual manera el tamaño de las estructuras de

almidón. Cuando se calienta, la presión provoca un aumento en la viscosidad, la

ruptura de la estructura de almidón, más la agitación da como resultado la

disminución de la viscosidad y la pérdida total de la birrefringencia (estructura

de cruz de malta del almidón no cocido). La temperatura a la cual sucede este

fenómeno se la llama gelatinización (Rodriguez, 2008).

2.10.5. RETROGRADACIÓN

Cuando el almidón está gelatinizado, no se encuentra en equilibrio

termodinámico, por tanto realiza una re acomodación molecular cuando este se

enfría, a este proceso se lo conoce como retrogradación. Este fenómenotambién ocasiona la reducción de digestibilidad, en la Figura 2 se presencia la

re acomodación que sufre de la gelatinización al frío, a esto se debe el

endurecimiento del pan (FAO, 2006).


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Figura 2. Retrogradación en las moléculas de almidón

(Anónimo, 2013)

2.10.6. EL GLUTEN

El gluten es el principal competente proteico del pan, sus principales

componentes son la gliadina y la gluteina. Para un rendimiento mínimo de una

masa de pan, la cantidad de gluten debe ser 11%, el gluten no interviene en el

proceso de fermentación solo expande la masa. Para la clasificación de las

harinas se toma en cuenta la cantidad de gluten (harinas para panificación)

puesto que el volumen depende de él.

La masa de trigo tiene la característica de ser elástica debido a que posee una

red de proteínas de gluten, de esta red depende la resistencia de la masa al

estrés, la medición de las propiedades reológicas permite conocer y validar los

efectos de las combinaciones sobre las proteínas en masa, además se logra

obtener información para optimizar el rendimiento del producto final en la

industria, para lograr una calidad del producto de un proceso específico (Vicent,

2006).


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2.10.7. IMPORTANCIA DEL GLUTEN

La importancia del gluten en el pan es fundamental debido a que forma una

estructura similar a una red, donde almacena el CO2 para incrementar elvolumen del pan. Si el gluten es deficiente causará que el pan se agriete y deje

escapar el gas en el proceso de fermentación, las proteínas de la harina actúan

en el ablandamiento debido a una hidrólisis causada entre los enlaces

peptídicos durante la elaboración del producto (Payehuanca, 2011).

Cuando una harina es fuerte, es debido al alto contenido de gluten, cuando se

convierte en masa tiene mejor retención de agua, que una masa realizada con

harina pobre en gluten, es mas elástica, consistente y da como resultado unproducto final con una textura y volumen satisfactorios (Petryk, 2013).

El contenido de gluten y la formación del mismo en la masa, es fundamental

para generar un pan con características satisfactorias para el consumidor, el

exceso del mismo causa un efecto contrario, es decir contrae la masa, y reduce

la maniobrabilidad además no permite el crecimiento de la masa con la

generación de CO2 producido por la levadura (Traba, 2006).

2.10.8. MIX DE HARINAS EN LA INDUSTRIA

El concepto de mezclar harinas parte de un concepto muy simple: la

optimización del producto utilizando el mínimo de recursos, esto lleva al estudio

de mezclar varias materias primas para lograr el objetivo, se ha demostrado que

con el uso de diferentes formulaciones o sustituciones entre harinas mejora el

sabor de los productos panificados, la elasticidad y textura de la miga, la costrase torna crujiente, la vida útil de los productos se prolonga, el color es más

atractivo al consumidor y se aprecia un mejor volumen en el producto final

(Plasch, 2013).


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2.10.9. EL PAN

Aunque el origen del pan es variado, aparece con las primeras civilizaciones, se

da el crédito a los egipcios, tanto la elaboración de la formulación como lapreparación del primer fermentado, en el código de Hammurabi de 2000 a.c. ya

se encuentran mencionado el pan.

Los griegos son los que tienen más documentación, en el libro de Ateneo de

Naucratis, o en el Banquete de los eruditos, en los cuales se citan al pan. En lo

que queda de Pompeya se descubrieron vestigios de panes carbonizados

recién salidos del horno, esto dio a conocer los detalles de su elaboración,

forma y porción, además junto a estos vestigios se encontraron lasherramientas para realizar los panes como mesas, utensilios y demás

relacionados al diseño del pan (Salas, 2005).

El pan es considerado un alimento muy nutritivo y de fácil acceso

independientemente de la clase social, es parte de una dieta común y sana que

provee de energía al cuerpo para realizar actividades físicas y mentales, debido

a que contiene almidón que es un recurso importante alimenticio (Hernandez,

2010).

2.10.10. ANÁLISIS REOLÓGICOS

Son realizados para determinar las características de un producto, en este caso

de la harina, también se lo utiliza para determinar el comportamiento de un

masa en la industria, en base a condiciones reales de una fábrica, esto permite

la obtención de datos muy influyentes en el proceso, y la modificación de losmismos.

La masa de trigo está elaborada de materiales visco elásticos y las propiedades

reológicas dependen de la composición y las condiciones usadas el proceso,

con técnicas de medición correctas se puede elegir el tratamiento con mejores


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resultados. Existen métodos empíricos como: el farinógrafo, mixógrafo y

extensógrafo, los cuales ofrecen información valiosa en la industria molinera y

panadera (Rodriguez, 2005).

2.10.11. ANÁLISIS DE MIXOLAB

El Mixolab en un equipo que permite determinar las características reológicas

de una masa, que fue sometida a una fuerza de amasado y temperatura

adecuada, obteniendo como resultado: la capacidad de hidratación de la

mezcla, tiempos de desarrollo, debilitamiento de proteínas, actividad

enzimática, retrogradación del almidón; por esto se considera una herramientaútil para la industria molinera, ya que permite observar el comportamiento de la

harina y controlar de manera eficiente los procesos de calidad de la molienda.

El análisis se basa en someter a una muestra de masa a condiciones de

amasado y temperatura establecidas por el método de Mixolab, que emulan el

proceso de panificación y evalua el comportamiento y daños que sufre la masa.

Mixolab tiene tres puntos para evaluar los cuales son el amasado, el horneado y

la vida útil de un producto, además de poseer puntos que indican eldebilitamiento de proteínas, la capacidad amilástica, entre otros (Trejo, 2013).

2.10.11.1. Interpretación de los resultados de Mixolab

En la Figura 3 que se presenta las diferentes etapas del ensayo.

(1) Comportamiento de la mezcla.

(2) La calidad de la proteína.

(3) La gelatinización del almidón.

(4) La actividad de la amilasa.

(5) La retrogradación del almidón.


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Figura 3. Curva estándar de Mixolab (CHOPIN, 2012)

Se puede manifestar que son cinco análisis, realizados en un mismo ensayo,

durante todos los procesos la muestra sufre cambios los mismos que son

cuantificados y representados en curvas, para luego ser interpretados. A cada

punto se la denomina con la letra C y números del 1 al 5 según correspondan,

además las transiciones de punto a punto también dan resultados delcomportamiento de la muestra.

Comportamiento hasta C1

Esta curva se presenta a los 8 primeros minutos a 30°C, éste es el proceso de

amasado donde la red de gluten se forma y desarrolla, de tal forma que pueda

soportar al CO2 producido en la fermentación.

Las proteínas se aglomeran al tener el efecto de amasado a 30°C, formandouna estructura proteica importante (GMP - Gluten Macro Polymer). La red de

gluten se desarrolla, por lo que gráficamente se muestra en el aumento de la

curva.


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Comportamiento entre C1 y C2

Se da del minuto 8 al minuto 15 a una temperatura de entre 30 a 50°C, la redproteica está todavía dispersa y se concentra continuamente en aglomerantes,

el almidón no se gelatiniza aún, los almidones que se pueden identificar son

dos, el de tipo A y B, el primero tiene formación de gránulos gruesos y el

segundo, gránulos más pequeños, lo que ocurre entre los puntos C1 y C2 es el

aumento de volumen de los gránulos debido a la temperatura creciente.

La dispersión de la matriz proteica de los gránulos en C1 tiende a reunirse

alrededor de los gránulos de almidón en C2. Cuando la temperatura alcanza en

el intervalo de 45-50°C la aglomeración de proteínas se incrementa debido a

que los enlaces débiles de hidrógeno iónico, se activan, como consecuencia la

red de gluten se vuelve reforzada y resistente.


Entre 55 a 60°C en el minuto 15 hasta el minuto 22, el almidón comienza a

deformarse considerablemente ya que el proceso de gelatinización empieza,provocando el incremento de la viscosidad. Los almidones de tipo B se

gelatinizan a temperaturas más bajas, que el almidón de tipo A. Un trigo con

una buena calidad de almidón y una actividad amilástica baja, tendrán un C3

elevado.


A 90°C desde el minuto 23 hasta el minuto 32 las proteínas todavía se

aglomeran pero ya son menos reactivos, a partir de los 55°C el gluten ya no

crea enlaces internos, por tanto la estructura de la masa solo depende del

almidón.


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En este intervalo de C3 a C4 se completa la gelatinización del almidón, los

gránulos deformados son los que forman mayoritariamente la estructura, cuanto

mayor sea la diferencia de los puntos C3 a C4 mayor será la actividad

amilástica. La estructura de la miga va a depender de la gelatinización delalmidón, si los puntos de C3, C4, y C5 son mínimos, dará como resultado un

pan de un bajo volumen con miga pegajosa.


Este comportamiento es dado en condiciones de 90 a 50°C entre el minuto 33

al minuto 45, en donde se produce la re cristalización de amilo pectina, la

misma que está ligada al fenómeno de retrogradación, el estudio se basa en la

retrogradación que sucede en el producto a los primeros minutos, ya que la

misma predice el comportamiento futuro (CHOPIN, 2012).

2.10.11.2. Influencia de las enzimas en el pan

La existencia de una mayor o menor actividad enzimática es un factor

importante para la calidad de un producto, puesto que la cantidad va a estar

ligada a la formación de miga durante la cocción, o después, es decir si existe

una actividad enzimática elevada tardará más tiempo la masa en tener una

consistencia óptima (Infantas & Sánchez, 2003).

Una alta actividad enzimática, incrementa en el índice de maltosa y altera el

gluten; y si se realiza un producto de panificación con un harina que posee alta

actividad enzimática, en el proceso de cocción se formarían demasiadas

dextrinas, el almidón que debía ser estructural, se transforma en azúcares

debilitando la miga y formado una masa pastosa y pegajosa.

El producto final tendrá características como: color pobre en la corteza, miga

húmeda y obscura, pan pesado.


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El índice de caída la las alfa amilasas en el proceso de panificación va de 250 a

300 (por ser un índice no tiene unidades) cuando una harina es eficiente, pero

si la actividad enzimática es baja, la deficiencia de azúcares en la fermentación

será critica, ya que los sustratos de la levadura serán escasos, esto provocaráuna disminución en el volumen, miga seca y corteza pálida en el producto final

(Tejero, 2013).

2.11. COLORIMETRÍA

En el estudio del color, el evaluador muchas de las veces es el ojo humano, el

mismo que está ligado a la subjetividad, por tanto no se podía estandarizar unresultado, es por esto que en el año 1905 el artista estadounidense Munsell

creó un método para cuantificar el color, el método consistía en clasificar los

colores mediante una cartilla en la cual constaba todos los tonos (tono de

Munsell) con diferentes saturaciones (corma de Munsell) y luminosidades(valor

de Munsell), a este método se lo denominó el tono de Munsell, conforme las

necesidades se ampliaban se experimentaba constantemente dando lugar a la

creación del Sistema de re anotación de Munsell, el cual se emplea

actualmente. Después fue creado el sistema XYZ son definidos por la CIE

(Comisión Internacional de la Iluminación) y el sistema de L* a* b* fue inventado

en 1976 para proporcionar diferencias de color uniformes en comparación con

diferencias visuales.

Con esto se puede lograr la comparación de colores de cualquier naturaleza,

eliminando la subjetividad, debido a que los parámetros de croma, Hue y

luminosidad son cuantificados por el colorímetro.

El espacio de color es uno de los más reconocidos para medir objetos ya que el

mismo se utiliza para todos los campos, lo que busca el espacio de color es las

distancias en el diagrama de cromaticidad en X y Y, además indica la


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luminosidad, y a y b son las coordenadas como se muestra en la Figura 4

(Minolta, 2013).

Figura 4. Plano de color con relación al tono

(Minolta, 2013)


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3. METODOLOGÍA


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3. METODOLOGÍA

3.1. MATERIA PRIMA

La harina de camote fue elaborada con camote fresco de Otavalo y el

procedimiento para la elaboración, fue siguiendo los parámetros de control del

proyecto fueron descritos por Zhindón (2013) y expuestos en el anexo 1. La

harina de trigo fue una harina especial para la panificación y fue donada por la

panificadora “La Moderna”.

3.1.1. ANÁLISIS PROXIMAL DE LA MATERIA PRIMA

Se siguieron las siguientes normas estandarizadas: para fibra INEN 522, para

humedad AOACC 947.05, para ceniza AOAC 923.03, para proteína AOAC

2001.11, para grasa AOAC 2003.06.

3.2. DETERMINACIÓN DEL INDICE DE ABSORCIÓN YSOLUBILIDAD

El índice de solubilidad también se define como el volumen del sedimento

soluble expresado en mililitros, resultado del proceso de centrifugación de una

porción de harina.

Se realizó el análisis de absorción de agua y de solubilidad siguiendo el método

de León (2000). El procedimiento fue el siguiente: a una muestra de harina de2.5 g se adicionó el porcentaje de humedad obtenido en los análisis proximales,

luego se agregó 25 ml de agua destilada donde se obtuvo una suspensión,

misma que se agitó por un periodo de 30 min, luego pasó por la centrifuga por

10 min a 3000 rpm a temperatura ambiente, el líquido sobrenadante se retiró y


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colocó en una cápsula tarada, para finalmente llevarlo a la estufa durante 4

horas a 105 °C.

El sedimento se pesó y el índice de absorción se calculó a partir de este y lasdiferencias de peso entre las cápsulas y el sedimento para luego reemplazarlo

en la ecuación [1].

Debido a que el índice de solubilidad de agua se reportó en sólidos secos, esto

se entiende como el porcentaje de sólidos totales de la muestra de inicio de 2,5

g de harina más el porcentaje de humedad agregado. Para obtener el índice de

absorción de agua se utilizó la ecuación [2] (Anderson, 1982).

()

()

Dónde:

ISA= Índice de solubilidad de agua (%)

IAA= Índice e absorción de agua

Mre= Masa de residuo de la evaporación (g)

Ma= Masa de la muestra (g); en base seca

Mrc= Masa del residuo de la centrifugación (g)


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3.3. MIXOLAB

El análisis del Mixolab fue realizado en Granotec (Guayaquil-Ecuador) donde se

determinó las características reológicas de masa, misma que fue sometida a

una fuerza de amasado y temperatura reales trabajo, obteniendo información de

la capacidad de hidratación, tiempos de desarrollo, debilitamiento de proteínas,

actividad enzimática y retrogradación de almidón, siguiendo el método

estandarizado y desarrollado por ICCNº.173.

Las muestras analizadas por el equipo de Mixolab fueron las formulaciones de

sustitución por harina de camote del 5%, 10% y 20% incluyendo una muestra

de control del 100% de harina de trigo.

Los parámetros a evaluar mediante este estudio fueron:

Absorción de agua

Estabilidad en el sobre amasado.

Fuerza y cantidad de gluten en la masa.

Calidad de almidón en la harina de trigo.

Cantidad de actividad amilástica en la harina.

Retrogradación.

3.4. ELABORACIÓN DE PAN

La formulación para la elaboración de pan fue basada en los parámetros dados

por O´Donell, además se realizaron ensayos previos a la sustitución, para hacer

modificaciones, dando como resultado la formulación usada y descrita en laTabla 3.


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Tabla 3. Formulación de Pan control

HARINA BLANCA 100%

AGUA 62%

LEVADURA INSTANTÁNEA 1.5%

SAL 2%

AZÚCAR 7%

MANTEQUILLA 3%

MEJORADOR 0.7%

Se realizaron cuatro formulaciones, una de control con 100% de harina de trigo

y las siguientes con una sustitución por harina de camote del 5%, 10% y 20%.

El proceso de elaboración esta descrito en el anexo 2.

3.5. VOLUMEN ESPECÍFICO

Este estudio fue realizado usando una variación del método de la AACC (2000)

número 10-05 para productos horneados, en el cual se determinó el volumen

del pan a través de la diferencia del desplazamiento de un grano seco en estecaso la quinua, en un molde redondo, de volumen conocido, se puso el pan en

el molde y se dejó caer el grano desde una altura determinada hasta llenarlo en

su totalidad, no es necesario que se mueva el molde para mejorar el

posicionamiento del grano, pero si se requiere una distribución homogénea del

grano en el molde. Luego se retiró el exceso con una regla y se determinó el

volumen del molde.

En el mismo molde vacío, se colocó el producto final, y vertió el grano desde la

misma altura, que se hizo anteriormente, el sobrante desplazado por el pan fue

medido con una probeta, además se pesó el pan para obtener todos los datos

necesarios para conocer el volumen específico.


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Para obtener el valor del volumen específico se dividió el volumen en cm 3con el

peso en gramos del pan, el ensayo se realizó por triplicado.

3.6. ANÁLISIS DE COLOR

Para este análisis se utilizó el Colorímetro CHROMA METER CR-400/410, el

mismo que determinó los valores L* a* b*.Los datos obtenidos fueron

reemplazados en la fórmula [3] de índice de blancura dada por (Whitenning

Index) misma que se usa en la industria textil, papel, farmacéutica, plásticos y

alimentos. El índice de una superficie blanca ideal debe ser igual a 100 (IW)(Zheng & Wang, 2003).

El cálculo del índice de blancura se determinó mediante la fórmula (Montoya &

Giraldo, 2010), tomando en cuenta los valores L*,a* y b* obtenidos.

Con los mismos datos del colorímetro reemplazados en las fórmulas [4], [5] se

obtiene los siguientes valores: el croma, el cual indica la saturación del color y

el hue, que es el valor del ángulo del color de acuerdo a la diferencia de tono

en un plano.

√

Donde:

IW=Índice de blancura


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3.7. ANÁLISIS PROXIMAL DEL PRODUCTO FINAL

Para la realización de los análisis proximales se siguió la metodología descritaen el ítem 2.1.1.

3.8. ANÁLISIS SENSORIAL

El producto fue evaluado sensorialmente por 112 personas, aunque Ramírez

(2012) sugiere mínimo de 100, las mismas fueron consumidores frecuentes de

pan de trigo. A los panelistas se les entregó cuatro muestras codificadas, una

hoja donde constaban las codificaciones de cada muestra y parámetros de

calificación (Anexo 3), con una escala hedónica del 1 al 10 donde 1 significó me

disgusta mucho y 10 me gusta mucho. También se calificó la aceptación del

producto por el consumidor en un posible mercado (Zamorano, 2009).

Se utilizó el método de análisis de varianza con datos obtenidos por las

encuestas, ensayos y análisis realizados tanto al producto como a la materia

prima, además se usó el programa Statgraphics Centurión XV, versión 15.2.05.

Los parámetros a ser calificados fueron los siguientes:

Sabor.

Textura.

Color.

Aceptabilidad global.

En función del consumidor si compraría o no el producto.

Sexo.

Edad.


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4. ANÁLISIS DE RESULTADOS


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Existen muchos tipos de harinas y su composición depende del cereal o materia

prima del cual este elaborada e incluso la harina de trigo depende de la

variedad de trigo con la que es realizada como lo describe Sandoval (2012), ya

que panes realizados con distintas harinas de trigo pueden tenercomportamientos diversos. La Figura 5 muestra la composición de la harina de

trigo y la harina de camote.

Los procesos de elaboración tanto de la harina de camote como la harina de

trigo fueron distintos. Para realizar la harina de camote la materia prima fue

sometida a un proceso de escaldado previo al tratamiento con una solución de

ácido ascórbico, esto influyó en la composición final de la harina de camote ya

que al someter a temperaturas de ebullición el almidón absorbe agua y se

gelatiniza, además el proceso de deshidratación no logró eliminar el agua ligada

a la harina, por tanto el producto final tuvo mayor humedad que la harina de

trigo.

Figura 5. Análisis proximal con diferencias significativas

ab

baa b

b

ba a

b

a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

HARINA DE TRIGO HARINA DE CAMOTE

HUMEDAD

CENIZA

GRASA

PROTEINA

FIBRA

CARBOHIDRATOS


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4.2. ÍNDICE DE ABSORCIÓN

La solubilidad y la absorción son índices que reflejan el grado de modificación

de los almidones por tratamientos termodinámicos en el proceso de fabricación

de la harina (Sandoval, 2012).

El índice de absorción indica el poder de hinchamiento que se puede lograr en

la harina al absorber agua. Además Rodríguez (2012) argumenta que la

capacidad de absorción de agua de la harina está ligada al contenido de

carbohidratos, por tanto a mayor contenido de carbohidratos mayor agua podrá

absorber la harina, en base a este principio se demuestra la concordancia en

los datos obtenidos en el ensayo realizado a la harina de camote y a la harina

de trigo, ya que la harina de camote tuvo un índice de absorción de agua de

7.27 y para la harina de trigo 2.23. En harinas realizadas a base de plátano

verde mencionado por González (2006) se pudo comparar el índice de

absorción que fue 3.32 lo que indica menos presencia de carbohidrato, esto se

demostró al realizar los análisis proximales, de igual manera en un estudio

realizado con harina de quinua, presentó un índice de absorción de 2.32

indicativo de bajo contenido de carbohidratos.

La harina de camote en el proceso de elaboración se sometió a una

concentración de ácido ascórbico, el mismo que afecta químicamente al

almidón lo hace más resistente, e incluso este procedimiento con ácidos

orgánicos es realizado para elaborar recubrimientos biodegradables en la

industria como lo asevera Peñaranda (2008), el aumento de grupos hidroxilos,

hace que el almidón se vuelva más hidrofílico, por tanto al tener una mayor

afinidad con el agua la absorbe con mayor facilidad, haciéndola parte de su

estructura.

La temperatura a la cual fue sometido el camote en el pre tratamiento de

elaboración de la harina, causó la inhibición, es decir que el almidón incorpora


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moléculas de agua a su estructura, este cambio comienza por las partes menos

densas de la estructura como lo indica Vaclavik (2002). Además el almidón

dañado también tiene la propiedad de absorber agua momentáneamente. Si se

toman en cuenta el pre tratamiento, y la cantidad de almidón dañando presenteen la harina de camote, justifica el resultado y la diferencia de índice de

absorción de agua entre las materias primas.

Como se observa en la Tabla 5 el índice de absorción de la harina de trigo

presenta diferencia significativa frente al índice de absorción de la harina de

camote, esto se debe a la composición química de cada una de las harinas.

Tabla 5. Índice de absorción de harinas

HARINA MEDIA

TRIGO 2.23b± 0.085

CAMOTE 7.27a± 0.40̅ *Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas

4.3. ÍNDICE DE SOLUBILIDAD

Se debe tomar en cuenta que el índice de solubilidad se define como el

volumen en mililitros de sedimento recuperados de la evaporación del

sobrenadante, del ensayo de absorción de agua. El índice de solubilidad indica

que la harina de camote tiene más sólidos solubles en agua que la harina de

trigo, además en comparación con índices de harina de papa y quinua, los

cuales se reportan como: 7.45 +/-0.72 y 5.10+/-0.12 según Sandoval (2012) y

Díaz R. (2012) respectivamente, indica que el contenido de sólidos insolubles

de la harina de camote es superior. En la Tabla 6 se muestran los valores del

índice de solubilidad de la harina de trigo y de camote.


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Tabla 6. Índice de solubilidad de harinas

HARINA MEDIA

TRIGO 5.89 ± 0,13b

CAMOTE 22.20 ± 1,4a

̅ *Letras minúsculas en la misma columna indican diferencias significativas

Con el mismo principio realizado en el estudio de Peñaranda (2008), se puede

determinar que la estructura modificada de almidón en el proceso de

elaboración de harina de camote, hace que este sea de mayor miscibilidad en

agua debido a los grupos hidroxilos que generan puentes de hidrógeno que

unen la molécula de almidón con las de agua. Al generar enlaces fuertes la

masa se vuelve más estable.

Esta propiedad se relaciona con la capacidad de formar geles, salsas o cremas.

En un ensayo de pan mencionada por Hernández (1999), adicionando germen

de maíz desengrasado y sustituyendo a la harina de maíz, el índice de

solubilidad se incrementa a medida que la sustitución se hace más elevada,

este índice guarda relación con la adhesividad de la masa ya que si la masa

presenta un valor alto de este parámetro, es seguro que tiene un índice de

solubilidad alto.

4.4. MIXOLAB

La harina de trigo y sus diferentes sustituciones de 5%, 10% y 20%, fueron

analizadas por el Mixolab. Las curvas originales obtenidas del análisis del

Mixolab se encuentran en los Anexos 4, 5, 6, 7. Los tiempos utilizados para

cada punto registrados en el ensayo se encuentran en la Tabla 7, mismos que

serán explicados a continuación:


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A mayor índice de absorción, mayor cantidad de agua necesitará la harina para

formar una masa (Hernández, 1999) por tanto esto aumenta el rendimiento en

una harina, por tanto la harina de camote ofrece un mayor rendimiento en la

elaboración de pan.

En la Tabla 8 se muestran los resultados obtenidos de absorción de agua por

el Mixolab, en los cuales se evidencia el aumento de este parámetro al

incrementar la sustitución de harina de camote. Esto se debe a la propiedad de

las materias primas, en este caso de la harina de camote la cual posee un

índice de absorción más elevado que la harina de trigo, provocando un

hinchamiento del almidón mayoritario.

Tabla 8. Hidratación de las formulaciones

PORCENTAJE DEHARINA DE CAMOTE HIDRATACIÓN %

0 66.5

5 72.5

10 72.5

20 82.2

Con el principio que Aristizábal (2007) deduce, se determinó también que el

índice de absorción influye en la retrogradación de pan, por tanto ocurre una re

acomodación molecular de almidones más rápida si el índice de absorción es

bajo.

4.4.2. DESARROLLO DE LA MASA

La etapa de desarrollo, permite conocer la capacidad de absorción de agua de

la harina y de sus mezclas, también permite determinar características propias

de la masa como la estabilidad, comportamiento de la masa y la hidratación que

esta tiene (CHOPIN, 2012).


55/99

38

El punto C1 es el parámetro de inicio del Mixolab, pero la estabilidad de la masa

indica cuanto tiempo de amasado necesita la masa para desarrollarse por

completo, según Lascano (2010) el tiempo de amasado varía entre los 4 a 5

minutos. Si el tiempo es inferior a lo establecido, se asume que la harina es

débil y por tanto, el resultado es un producto de baja calidad. Los resultados en

la Tabla 9 mencionan los tiempos de amasado y se observa que la estabilidad

disminuye conforme el porcentaje de sustitución de harina de camote aumenta,

esto se debe a que la harina de camote no tiene contenido de gluten en su

composición, lo que convirtió a la masa menos estable, menos resistente al

sobre amasado, presentado en la Figura 6.

Tabla 9. Tiempos de estabilidad de las formulaciones en el Mixolab

PORCENTAJE DEHARINA DE CAMOTE

ESTABILIDAD(min)

0 8.22

5 6.22

10 5.95

20 4.35

A mayor tiempo de estabilidad, mayor tiempo podrá soportar la masa el sobre

amasado, esto es un punto muy importante, ya que permite que la masa no se

dañe en caso de amasarla por un periodo de tiempo prolongado. Esto es

porque la masa realizada con harina de trigo al contener gluten en su

composición, soporta un mayor estrés que la masa realizada con sustituciones.

Existen dos tiempos a considerar en la primera fase del Mixolab, el primer

tiempo, el cual se refleja en la Figura 7 representa el tiempo usado para

alcanzar el punto C1, este tiende a incrementarse de acuerdo a la adición de

harina de camote en la formulación, y en relación a la masa de 100% harina de


56/99

39

trigo, el incremento es evidente, pero este punto no tiene mayor relevancia, ya

que solo es un parámetro de inicio de Mixolab (CHOPIN, 2012).

Figura 6. Tiempo de estabilidad de la masa en el Mixolab

Figura 7. Tiempo usado por la masa para llegar a C1 en el Mixolab

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0% 5% 10% 20%

m i n

Estabilidad de la masa segun el esayo de Mixolab

0

1

2

3

4

5

6

0% 5% 10% 20%

m i n

Tiempo en la primera fase del ensayo de Mixolab


57/99

40

En estudios de sustitución parcial de harina de trigo por harina de papa, los

resultados de Rodríguez (2012) presentan el mismo comportamiento

estadístico , es decir la estabilidad del gluten se merma al incorporar harina de

papa, esto se debió a que tanto la harina de papa como la de camote carecen

en su composición de gluten, por tanto la red que se forma es muy pobre,

además necesita de más tiempo para ser formada, es por esto que los tiempos

para llegar a al pico de C1 se incrementan al adicionar de camote.

Los tiempos de desarrollo de la masa pueden variar de 3.5 a 4.3 minutos según

Lascano (2010), si la masa es solo de trigo, y si el mismo es de buena calidad,

el periodo de tiempo es algo extenso, pero se le atribuye al hecho de tener una

calidad de gluten óptima o a la velocidad de absorción de agua por parte de la

misma harina.

Rodríguez (2012) experimenta con harina de quinua sustituyendo a la harina de

trigo; la harina de quinua presenta en su composición mayor contenido de

proteína con respecto a la harina de camote o de trigo y presenta una

estabilidad superior a las mezclas realizadas con harina de camote. Las

mezclas entre harinas (trigo y quinua) presenta valores altos de estabilidad, loque indicaría el aumento de la fuerza de la harina de trigo, misma que requiere

más tiempo de amasado; sin embargo este aumento de tiempo también es

atribuible al hecho de que la masa necesita más tiempo para absorber agua y

formar la masa visco elástica (Lascano, 2010; Rodríguez, 2012).

4.4.3. DEBILITAMIENTO DE PROTEÍNAS

Este debilitamiento de proteínas ocurre entre C1 y C2 debido al calentamiento

del horneado, es por esto que la calidad de las proteínas es predominante para

resistir el estrés al que es sometida la masa (CHOPIN, 2012).


58/99

41

El gluten hace referencia a la calidad de proteína existente en la masa, mas no

a la cantidad en la misma. El camote al tener un porcentaje mínimo de proteína,

depende de la harina de trigo para formar la red de gluten, se observa en los

resultados de C2 presentados en la Figura 8 los valores de estabilidad de la

proteína, los mismos bajan proporcionalmente al incremento de harina de

camote, debido a que la misma tiene en su composición menor porcentaje de

proteína formadora de gluten, lo que no ocurre con la sustitución de harina de

quinua realizada por Rodríguez (2012) , ya que los valores de C2 no decaen

como lo hace con la harina de camote.

Las harinas con C2 menor a 0.5 Nm, según Lascano (2010) dan como

resultado panes voluminosos ya que tienen una red de gluten bastante flexible,

pero si presenta un C2 mayor a 0.6 Nm el pan tendrá una tenacidad elevada y

de muy bajo volumen. Si se compara los resultados obtenidos con los del

presente estudio, se evidencia que los resultados están dentro de los

parámetros antes mencionados ya que estos van de de 0.45 Nm a 0.34 Nm, es

decir están por debajo de 0.5 Nm.

Figura 8. Debilitamiento de proteínas usando los valores del Mixolab

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0 5 10 20

N m

PORCENTAJES DE SUSTITUCION EN LA HARINA DE TRIGO


59/99

42

Rodríguez (2012) menciona que la harina de trigo con harina de quinua en

diferentes porcentajes de sustitución afecta de manera diferente en el

debilitamiento de proteínas, con harina de papa el valor del torque (Par)

disminuye, mientras que con la harina de sustituciones parciales con quinua,

mantiene el mismo valor de torque independientemente del porcentaje de

sustitución realizado a la formulación, esto es debido al contendido de proteína

que no difiere significativamente con la harina de trigo. En cambio la harina de

camote tiene tendencia al mismo comportamiento de la harina de papa por la

similitud en la composición.

El efecto de la temperatura y el esfuerzo mecánico produce una reducción en el

torque dando como resultado el comienzo de la desestabilización y el

desdoblamiento de la proteína (Rodriguez, 2012).

4.4.4. GELATINIZACIÓN DEL ALMIDÓN

La gelatinización de la masa se presenta cuando existe un incremento en la

consistencia, debido a la aparición de los fenómenos de gelatinización, ésta

característica depende la de calidad del almidón y en ocasiones de los aditivos,las matrices de almidón y almidón-proteína son fundamentales en las

propiedades visco elástica de la masa, los enlaces de almidón – almidón son de

tipo Van Der-Waals, es decir son débiles, por tanto pueden variar, con el

aumento de una harina de baja calidad de almidón (Lascano, 2010).

Una harina de trigo con una buena calidad de almidón y una actividad

amilástica moderada, tendrá el valor de C3 elevado según Zanella (2005), si se

compara este principio con los valores obtenidos de C3 en el presente estudio,se evidencia que el almidón de la harina de camote no es de buena calidad, ya

que los valores de C3 disminuyen según la cantidad de harina de camote

presente en las formulaciones de pan como lo indica la Figura 9.La calidad de

almidón es baja debido a que en el proceso de elaboración de harina de


60/99

43

camote, el almidón presente fue gelatinizado en el proceso de escaldado, es

decir ya ocurrió una gelatinización previa a la elaboración de pan (Badui, 2006).

Si se tiene una acelerada hidrólisis del almidón, generará una capacidad de

retención de agua menor, con esto, la masa se hará más pegajosa, las

reacciones de fermentación se efectuarán más rápido y la elasticidad se verá

perjudicada (Clair, 2010).

Estudios realizados con sustitución parcial de harina de trigo por harina de

cebada, trigo importado, trigo nacional descritos en Sandoval (2012), harina de

quinua y papa mencionados en Rodríguez (2012) muestran tener influencia en

la gelatinización del almidón, debido al proceso de realización de las diferentes

harinas ya mencionadas, ya que el almidón se puede dañar por procesos

termodinámicos, afectando su estructura y por ende la capacidad de

gelatinizarse.

Figura 9. Gelatinización del almidón

Se evidencia una tendencia decreciente en el valor del torque de C3 a medida

que la sustitución por harina de camote aumenta. La disminución se atribuye al

proceso de elaboración de la harina de camote, el mismo consistía en someter

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0 5 10 20

N m

PORCENTAJES DE SUSTITUCION EN LA HARINA DE

TRIGO


61/99

44

a calor y aplicar un tratamiento para mitigar el pardeamiento, lo que concuerda

con estudios realizados anteriormente en la National Agricultural Research

Center for Hokkaido Region (2007).

4.4.5. ACTIVIDAD AMILÁSTICA

Una enzima actúa en el sustrato para degradarlo, en el caso del pan, la enzima

(amilasa) actúa en el almidón dando como resultado dextrinas las mismas que

el proceso de horneado se gelificaran y al enfriarse darán consistencia al pan.

A mayor cantidad de enzimas menor consistencia tendrá la masa y por el

contrario si la cantidad de amilasa es pobre el resultado final será un pan rígidoy de poco volumen.

La actividad amilástica se presenta como la disminución de la consistencia

entre el punto C3 a C4, mientras más pronunciado sea, mayor actividad

amilástica tendrá la masa, esta puede ser endógena o exógena. Al aumentar

harina de camote en la formulación, la actividad amilástica se ve afectada,

debido a que el camote la incorpora, esto influye de manera directa en la

consistencia, haciendo que la misma disminuya (CHOPIN, 2012).

Con la Tabla 10 se demuestra el posible aumento de actividad amilástica en la

harina de trigo, por la adición de harina de camote, en base a la diferencia de

los valores de torque de C3 y C4, pero este aumento no se debe al incremento

de enzimas si no a la adición de sustrato para que la misma cantidad de enzima

actué sobre este y refleje este valor (Hernández, 2010).

Tabla 10. Variación de actividad amilástica según la sustitución con harina decamote

SUSTITUCION 0% 5% 10% 20%

C3-C4 0.06 0.12 0.12 0.1


62/99

45

En la Figura 10 se muestra el grado de impacto de la adición de harina de

camote con las distintas formulaciones. Mientras más alto es el valor dado al

punto C4 menor actividad amilástica tendrá la masa.

Figura 10. Actividad amilástica

El mismo comportamiento se encuentra en estudios reológicos de harina detrigo sustituido por harina de cebada y harina de papa en la elaboración de pan

(Redin, 2011).

Según Sandoval (2012) los resultados obtenidos del Mixolab con las diferentes

mezclas de harina de trigo con harina de cebada, indican una influencia

negativa en el comportamiento de la consistencia en el punto C4, debido a la

adición de actividad amilástica propias de la harina sustituta, esto hace que la

textura en el pan sea pastosa y de bajo volumen.

El índice de resistencia a la amilasa se interpreta de la siguiente manera:

mientras más alto, menos fuerte la actividad amilástica, si se trabaja con exceso

de actividad amilástica, la masa se tornará pegajosa y difícil de manipular, como

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0 5 10 20

N m

PORCENTAJE DE SUSTITUCION EN LA HARINA DE TRIGO


63/99

46

sucedió con la formulación del 20% de sustitución; las enzimas comienzan

actuar en la cocción a 60+/- 5°C, para luego inactivarse a los 75°C.

4.4.6. GELIFICACIÓN DEL ALMIDÓN

Al enfriarse el pan, las moléculas de almidón se reagrupan haciendo que el pan

se encoja, y la consistencia del producto aumente, en ocasiones se usan

aditivos para evitar la deshidratación del pan y mantener en lo posible la

consistencia original.

Los resultados realizados a las diferentes formulaciones con harina de camote,indican que la retrogradación presenta valores bajos, debido a la mala calidad

del almidón, por tanto el tiempo de vida útil aumenta, si se compara la

retrogradación de la harina de camote con la harina de trigo, la diferencia en

este parámetro es evidente.

En ensayos realizados por Sandoval (2012) y Lascano (2010) reportan valores

bajos en la retrogradación, los ensayos fueron realizados sustituyendo la harina

de trigo por otra (harina de cebada y camote respectivamente), un valor bajo enla retrogradación es indicador de mayor tiempo de vida útil, el almidón dañado

puede influir en el tiempo de vida útil prolongándolo. La harina de camote tiene

mayor retención de agua según Ruiz & Rodríguez (2009), que la de trigo por

tanto el proceso de endurecimiento de pan va a ser tardío en un pan con

sustitución con camote, que uno realizado solo con harina de trigo.

Si se adiciona amilasa fúngica como aditivo a formulaciones de harina de trigo,

para realizar pan, el resultado será: la obtención de una masa con mejorescaracterísticas para la panificación, tendrá una mayor disponibilidad de

azúcares, lo que permite una mejor fermentación, además reduce la

retrogradación dando una mejor consistencia y suavidad al pan (Clair, 2010).


64/99

47

En la retrogradación los polímeros solubles del almidón y algunos fragmentos

granulares reaccionan después de la etapa de horneado, dondeocasionalmente dan lugar a agregados cristalinos, acompañados de un

incremento progresivo de la rigidez. Es por esto que los cambios en la

retrogradación son los promotores del endurecimiento del pan (Lascano, 2010).

La Figura 11 representa la disminución de la retrogradación proporcionalmente

al incremento de la sustitución de harina de trigo por harina de camote,

incrementando la vida útil del pan.

Figura 11. Retrogradación del pan

Para una mejor valoración de las gráficas obtenidas por el Mixolab, se

presentan todas las curvas en la Figura 12.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 5 10 20

N m

PORCENTAJE DE SUSTITUCION EN LA HARINA DE TRIGO


65/99

48

Figura 12. Curvas del Mixolab de todas las formulaciones

4.5. VOLUMEN ESPECÍFICO

Debido a que se sustituyó parcialmente a la harina de trigo por la de camote, el

pan sufrió varios cambios en su estructura y propiedades, entre ellas están el

volumen específico del pan.

El volumen específico depende de algunas variables como la cantidad de

gluten, índice de absorción de agua, entre otros. Con los valores obtenidos y

presentados en la Figura 13, se determina que la formulación de mayorvolumen específico es el pan de 0% de sustitución, esto es debido a la cantidad

de gluten en la harina de trigo, la misma que permite generar un volumen mayor

en el pan.


66/99

49

Con harina de alverja sustituyendo parcialmente a la harina de trigo en un

ensayo de panificación realizado por Alasino (2011), se reporta que dicha

adición no mejora de manera significativa al volumen específico del pan debido

a que la harina de alverja tiene similitud a la harina de trigo en los valores deproteína.

El volumen específico del pan con 5% de sustitución disminuye 15,95% con

respecto al pan de 0% de sustitución. Con respecto al pan de 10% de

sustitución disminuye un 37,66% y finalmente el pan con 20% de sustitución

disminuye 48,80%, es decir el pan con mayor sustitución es el de menor

volumen específico.

La harina de camote al no tener gluten causó en las distintas formulaciones de

pan una disminución de volumen específico. La disminución se incrementa a

medida que se adiciona harina de camote en la formulación.

El gluten pobre de la harina de camote no genera una red de proteína apta para

almacenar CO2 por tanto el volumen del pan con sustituciones se ve mermado.

Figura 13. Valores de volumen específico

a

b

c

d

0

1

2

3

4

5

6

7

0 5 10 20

PORCENTAJE DE SUSTITUCION DE HARINA DE TRIGO POR HARINA

DE CAMOTE


67/99


68/99

51

la gráfica el color rojo representa a la formulación con 5% de sustitución, el

negro al 10%, el azul al 20% y el verde al pan control.

4.6.3. Luminosidad

La luminosidad en el pan de harina de camote no cambia significativamente

hasta la formulación con el 20% de sustitución, esto se debe a que la harina de

camote es oscura, y en la formulación con mayor porcentaje de sustitución, la

influencia es evidente.

En el ensayo realizado con harina de trigo y harina integral de amaranto por

Sanz (2010), el comportamiento es distinto ya que la luminosidad desciende

significativamente con la muestra controle, esto es debido a la harina de

amarando ya que difiere en color y otras características con la harina de

camote, en la Figura 14, se observa de una manera detallada los tres

parámetros del color.

Figura 14. Valores del colorímetro con diferencias significativas

b

b

b b

abab

ab a

a

a

a b

0.00

10.00

20.00

30.00

40.00

50.00

60.00

70.00

80.00

90.00

0 5 10 20SUSTITITUCIONES DE HARINA DE TRIGO POR HARINA DE CAMOTE

HUE

CHROMA

L


69/99

52

4.7. ANÁLSIS SENSORIAL DEL PAN

A los panelistas se les entregó las muestras codificadas de pan y un registro

presentado en el Anexo 1, para reportar el resultado según el criterio de cada

persona, los resultados se presentan en la Tabla 11.

Tabla 11. Análisis sensorial de las formulaciones

SUSTUTUCIONES SABOR COLOR TEXTURAACEPTABILIDAD

GLOBAL

0% 8.28 ± 1.4a 8.69 ± 1.4a 8.39 ± 1.4a 8.27 ± 1.4a 5% 8.25 ± 1.5a 8.64 ± 1.2a 8.32 ± 1.

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