Proyecto de Innovación...

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Proyecto de Innovacin Tecnolgica

RESULTADOS FINALES. Informe Tcnico CIAD/IT/007/2012

INVESTIGACIN Y DESARROLLO DE UNA BARRA NUTRITIVA Y NUTRACUTICA A BASE DE NOPAL Y MANGO ENRIQUECIDA CON

CALOSTRO DE BOVINO

Dra. Ma. Dolores Muy Rangel Responsable

Colaboradores: Dr. Jos Basilio Heredia, Dr. Cristbal Chaidez Quiroz, MC. Vernica Prez Rubio, #

CIAD, AC. Culiacn. Carr. a Eldorado K. 5.5. Campo el Diez, Culiacn, Sinaloa. 80110. E-mail:

Dr. Juan Pedro Campos Sauceda, MC. Eduardo Snchez Valdez, MC. Rosabel Vlez de la Rocha, Ing. Clida Rodrguez Martnez, Ing. Werner Rubio Carrasco, Ing. Rosalba Contreras Martnez y MC. Laura Contreras Angulo. Estudiantes ngel Hiram lvarez Bermdez y Jorge Luis Ochoa Gaxiola.

[email protected]). #

Noviembre, 2012.

Instituto Tecnolgico de Culiacn. Juan de Dios Btiz No. 310 pte. col. Guadalupe. Culiacn, Sinaloa.

Centro de Investigacin en Alimentacin y Desarrollo, A.C.

CIAD, A.C. CULIACN

CIENCIA Y TECNOLOGA DE PRODUCTOS AGRCOLAS DE ZONAS TROPICALES Y SUBTROPICALES

mailto:[email protected]

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Investigacin y desarrollo de una barra nutritiva y nutracutica a base de nopal y mango enriquecida con calostro de bovino

RESUMEN

La elaboracin de un alimento con calidad nutrimental y nutracutica a base frutas, hortalizas y calostro de bovino permitir darle valor agregado a la agricultura sinaloense, as mismo ofrecer alimentos que beneficien la salud de los consumidores. Para esta inquietud la compaa de CANNATUTLAN, SA de CV propuso investigar la mejor combinacin de nopal y mango para obtener un alimento tipo barra deshidratada la cual ser enriquecida con calostro de bovino. El producto final podr ser utilizada como suplemento alimenticio y aprovechar todas las propiedades de sus componentes. El creciente inters por alimentos saludables y convenientes, de fcil consumo y de buen sabor, ha potenciado el mercado de bocadillos o aperitivos nutritivos a base de productos agrcolas a nivel mundial. Entre los principales productos con estas caractersticas se encuentran las barras elaboradas a base de cereales (trigo, avena, amaranto, arroz, entre otros) rellenas de frutas y las barras naturales de pulpa de fruta deshidratada. Con la posibilidad de explotar los atributos de calidad de las frutas y hortalizas frescas hacia la bsqueda del valor agregado en Mxico, se propuso elaborar una barra nutritiva y nutracutica a base de nopal como fuente de minerales y fibra dietaria, con mango por su atractivo sabor, aroma y fuente importante de vitamina A, polifenoles y carotenoides y enriquecida con calostro de bovino por los pptidos bioactivos. Se proces una barra de nopal-mango-calostro deshidratada con propiedades fsicas, qumicas, nutricionales, nutracuticas y sensoriales de excelente calidad. Pulpa de nopal y mango se mezclaron en proporciones de 70:30, 80:20 y 90:10 y se deshidrataron a 60C hasta valores inferiores de Aw = 0.65. Posteriormente, por cada 45 g de producto deshidratado se le adicionaron 600 mg de calostro de bovino. Se estudi la cintica de deshidratacin, la estabilidad nutrimental y el potencial nutracutico de la barra de nopal:mango, con y sin calostro, adems de la calidad microbiolgica y la aceptabilidad sensorial. El tiempo de deshidratacin de la mezcla fue de 23 h a 60C. La cintica de secado fue diferente para todas las mezcla nopal-mango con y sin calostro, donde la mezcla 70% nopal y 30% mango con y sin calostro presentaron una cintica de primer orden (% humedad = -2.310*horas + 77.24, R2= 0.955 y % humedad = -2.956*horas + 82.01, R2= 0.976, respectivamente). El uso de calostro permiti retener por mayor tiempo el agua en el producto durante el proceso de deshidratado, con valores finales promedio de Aw = 0.630.05 y % humedad de 11.92.1, en todas las mezclas. En la calidad nutrimental se obtuvo 4.20.5 y 2.30.3 % de protena en las barras con y sin calostro, respectivamente y, valores de fibra dietaria superiores al 7% en ambos casos. La evaluacin microbiolgica mostr resultados de cero unidades formadoras de colonia de cuenta total bacteriana y no hubo desarrollo significativo de hongos, levaduras y coliformes fecales. Las barras de mayor aceptabilidad sensorial fueron las elaboradas con 80:30 nopal-mango. Despus del proceso de elaboracin de la barra de nopal-mango y calostro, las protenas del calostro presentaron una viabilidad del 65%. Es factible elaborar una barra nutritiva y nutracutica a base de nopal y mango con buena calidad microbiolgica y aceptabilidad sensorial.

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INTRODUCCIN Para mantener las funciones fisiolgicas del cuerpo es necesario el consumo de alimentos ya que de ellos se pueden obtener carbohidratos, grasas, protenas, vitaminas, minerales, fibra y agua. Estos componentes deben de formar parte de nuestra dieta diaria para lograr un estado ptimo de salud. Aunque existe una diversidad de alimentos, todos contienen "nutrientes" o sustancias que desempean funciones bsicas en nuestro cuerpo, como son: suministrar energa necesaria para la vida celular y como materia prima para el crecimiento, restauracin y mantenimiento de los tejidos y rganos vitales. Por otro lado, muchos trastornos de la salud pueden ser originados debido a factores como: la falta de una dieta balanceada, llevar una vida sedentaria, estilo de vida, poco tiempo para preparar los alimentos, entre otros. Los malos hbitos alimenticios del hombre y la falta de ejercicio han inducido un problema de salud mundial, que se manifiesta con enfermedades como obesidad, hipertensin y diabetes, principalmente. Entre los factores de riesgo que se encuentran estrechamente relacionados de estos desrdenes patolgicos se pueden mencionar: bajo consumo de fibra diettica, alto consumo de grasas animales saturadas, sal, caf, bebidas alcohlicas, sedentarismo y el tabaquismo (Rivera, 2007). Actualmente, no solo los alimentos nutritivos son los nicos considerados para combatir esta problemtica; tambin es reconocida la necesidad de incorporar alimentos funcionales a la dieta, y en conjunto se logre un mejor funcionamiento metablico en el cuerpo humano. El trmino, alimentos nutracuticos o funcionales, se usa para describir aquellos que contienen ingredientes biolgicamente activos que ayudan a mantener y mejorar la salud, al mismo tiempo de ser nutritivos (Hasler, 1998). Aunque el trmino alimentos funcionales no es una categora de alimentos legalmente reconocida por la Administracin de alimentos y Drogas (FDA) de los Estados Unidos, recientemente sucedieron algunos cambios legislativos acerca de la informacin que deben contener las etiquetas de los productos relacionados con beneficios funcionales de los alimentos. Las regulaciones de la NLEA (Ley de Etiquetado y Regulacin Nutricional) y de la DSHEA (Ley de Suplementos Dietticos Salud y Educacin) se enfocan a preparar el camino legal en que se debe fundamentar el uso de estos productos (Alvdrez-Morales, 2002).

Entre los compuestos con actividad funcional, de origen animal o vegetal, tienen: carotenoides, fibra diettica, flavonoides, esteroles vegetales, fitoestrgenos, protenas como lactoferrinas e inmunoglobulinas del calostro bovino; as como los prebiticos y microorganismos probiticos. En referencia a una ingesta balanceada de estos componentes, importante para mantener el organismo saludable, se recomienda un consumo diario de 250 g de frutas y 375 g de hortalizas (Schreiner y col., 2007). As mismo, con el propsito de potenciar los efectos de proteccin a la salud mediante el consumo de alimentos sanos, se recomienda el uso de fuentes vegetales como matriz principal y la mezcla de compuestos con actividad funcional de la misma u otra fuente (Schreiner y col., 2007).

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La fibra dietaria es un compuesto funcional naturalmente presente en frutas y hortalizas. En este sentido, el nopal es considerada un producto con gran aporte de fibra dietaria, ya contiene el 42.9% (base seca) de este compuesto, del cual 28.4% corresponde a fibra insoluble y 14.6 % a fibra soluble (Sez, 1997). Esta hortaliza, adems de ser una buena fuente de minerales como el calcio y el potasio (93 y 166 mg/100 g) contiene bajo contenido de sodio (2 mg/100 g), lo que es considerada una ventaja para la salud humana (Sez, 1996). Tambin, aporta cantidades moderadas de carotenoides (30 g/100 g) y vitamina C (11 mg/100 g) (Rodrguez-Flix y Cantwell, 1988). El nopal, un cultivo con gran potencial en nuestro pas, tiene la capacidad de desarrollarse de forma silvestre con produccin rpida y abundante, y bajo condiciones extremas de suelo y agua. Actualmente, la comercializacin del nopal en nuestro pas se ha diversificado, desde su venta como producto fresco en penca y pre-cortado hasta procesado como en salmuera, deshidratado, harina, mermelada y dulces. Debido al aporte nutrimental y nutracutico del nopal, estos ltimos han logrado la aceptacin por los consumidores mexicanos. La diversidad de dulces de nopal es muy grande, as como los procesos para su elaboracin. Algunas presentaciones son en forma de caramelos, jaleas, gomitas, laminillas, confitados, palanquetas de nuez con muclago de nopal, almbares, entre otros. Con algunas variantes, en todos estos productos el ingrediente principal es el azcar, y con la adicin de otros alimentos como los frutos secos, en algunos casos (Corrales-Garca y Senz, 1992). En la tendencia de consumo y comercializacin de nopal verdura se reporta que dado a las caractersticas nutracuticas de las frutas y hortalizas, desde el ao 2002 la Organizacin Mundial de la Salud (OMS) recomienda su consumo de 400 g al da, para estar saludable (Edwards y Hartwell, 2002). En Mxico el consumo de nopal verdura forma parte en la dieta mexicana, su consumo anual per cpita es de 6 kg ocupando el sexto lugar entre las hortalizas consumidas en el pas. Debido a las recomendaciones de la OMS y por sus propiedades nutricionales, el nopal verdura ha tenido aceptabilidad en otros pases, por lo que se exporta nopalitos procesados en salmuera y en escabeche, a Europa, Canad, Estados Unidos de Amrica y a pases de la Cuenca del pacfico. Tambin, se est desarrollando la industria de suplementos alimenticios, cpsulas, tabletas y polvos a base de nopal.

Por otro lado, debido a la tendencia de alimentacin ms saludable, en ltimos aos ha aumentado el consumo de frutas y hortalizas secas, encontrndose en el mercado en presentaciones desde 45 a 1000 g de diversos productos. Tambin, el creciente inters internacional por la alimentacin saludable, de fcil consumo y de buen sabor, el mercado de bocadillos o aperitivos nutritivos va en aumento en todo el mundo (www.marketresearch.com). Uno de los principales productos con estas caractersticas que existen desde hace tiempo en el mercado son las barras elaboradas principalmente a base de cereales (trigo, avena, amaranto, entre otros) rellenas de frutas; as como barras elaboradas a base de frutas, principalmente (Caballero, 2006). Lockwood y Dornblaser (2007), clasificaron las barras en tres tipos: barras de cereal, barras de granola y barras energticas o nutritivas, siendo esta ltima clasificacin la que aporta ms nutrientes a la dieta. A partir del ao 2000, el mercado de las barras nutricionales a base de cereales y

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frutas, entre otras, ha mostrado un incremento importante en la economa de los pases desarrollados, y a partir del ao 2005 los pases latinoamericanos empezaron a competir en este mercado (Lockwood y Dornblaser, 2007). Actualmente, el mercao de la barras ha sido muy competente lo que demanda atractivos copotenciales como barra con: yogurt, con frutos coloridos, con ms fibra entre, otros. En los ltimos aos, el inters por las propiedades del calostro de bovino para ser utilizado como suplemente ha empujado fuertemente a la industria farmacutica (Przybylska y col., 2007) y ahora a la de alimentos.

El calostro bovino, designacin que se le da a la primera secrecin lctea (primera leche) inmediatamente despus del parto de la vaca y de composicin qumica muy compleja, contiene diferentes sustancias bioactivas y promotoras del crecimiento tales como: hormonas peptdicas, citocinas, hormonas esteroideas, tirosina, nuclesidos, poliaminas, enzimas, lactoferrina, lisoenzimas, insulina e inmunoglobulinas (Elisondo Salazar y col., 2008). Algunas de ellas con potencial para beneficiar la salud de humanos. El calostro bovino de buena calidad contiene 3 veces ms minerales y hasta 5 veces ms protena que la leche completa y tambin presenta ms energa, vitaminas y otros factores benficos para humanos como la lactoferrina (Struff y Sprotte, 2007; 2008). Sin embargo, es importante considerara las condiciones de proceso para la estabilidad de algunos compuestos biolgicamente activos, ya que pueden ser sensibles al calor y perder sus excelentes propiedades. Los beneficios del consumo de calostro bovino en humanos ha sido estudiado y varias investigaciones clnicas especifican que su consumo como suplemento alimenticio ayuda mitigar enfermedades infecciosas tanto del tracto digestivo (Huppertz y col., 1999) como del tracto respiratorio (Brinkworth y Buckley, 2003). As mismo, sustancias presentes en calostro pueden atacar directamente la infeccin o hacerlo indirectamente por medio de activacin del sistema inmune (Ellison y Giehl, 1991; Pakkanen y Aalto, 1997; van der Strate y col., 2001; van Hooijdonk y col., 2000) y sus propiedades antioxidantes pueden ayudar a controlar procesos inflamatorios (Przybylska y col., 2007). Recientemente, se encontr que el consumo de calostro como suplemento alimenticio ayud a reducir los niveles de glucosa, colesterol, triglicrido en pacientes diagnosticados con diabetes tipo 2 (Kim J.H. y col., 2009) y puede ayudar la capacidad fsica en atletas (Buckley y col., 2003; Antonio y col., 2001). En consideracin a los beneficios a la salud que ofrece el consumo de calostro de bovino, actualmente se utiliza para desarrollar suplementos alimenticios bajo las presentaciones en cpsulas, tabletas y polvo. En contraste, el uso del calostro bovino para generar alimentos funcionales es muy limitado.

Inmunoglobulinas. La leche contiene inmunoglobulinas (IgG1, IgG2, IgA e IgM) que resisten a la digestin gstrica y ejercen un papel protector en el intestino34. De hecho, son capaces de prevenir la adherencia de bacterias patgenas a clulas epiteliales, de aglutinar bacterias, de neutralizar toxinas y de inactivar virus. Entre estas inmunoglobulinas la IgA, presente en la leche y el calostro, es especialmente importante en neonatos, ya que proporciona una inmunidad pasiva hasta que su barrera intestinal llega a ser funcionalmente madura. Por otra parte, se ha demostrado que la IgM es ms eficiente que otras inmunoglobulinas en la neutralizacin de virus o

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en la aglutinacin de bacterias, y que defiende frente a patgenos Gram-negativos como Escherichia coli y Salmonella.

Es interesante destacar que actualmente se estn desarrollados productos lcteos con un alto contenido en anticuerpos frente a un patgeno concreto con el fin de tratar patologas digestivas. Estos productos se obtienen tras la inmunizacin de vacas gestantes frente a microorganismos causantes de la patologa digestiva a tratar. Como ejemplo cabra citar un producto denominado CeDiff (Novatreat Ltd., Turku. Finlandia), que contiene una alta concentracin de inmunoglobulinas frente a Clostridium difficile, cuyos estudios clnicos para tratar la diarrea se encuentran en fase II (http://www.novatreat.fi).

Dado que el nopal es una hortaliza suculenta de sabor caracterstico y poca dulzura, su aprovechamiento en forma de aperitivos o botana podra ser ms atractivo si se combina con un frutal aromtico y dulce como el mango. Que, adems de sus atractivas caractersticas sensoriales, el fruto tambin es una importante fuente de vitaminas A y C, fibra, minerales y aminocidos esenciales como: lisina, leuina, valina, arginina y fenilalanina (Bez, 1998; Osuna-Garca et al., 2002). La combinacin del nopal-mango podra ofrecer un producto tipo barra nutritiva con bajo contenido de agua y con propiedades nutricionales y nutracuticas. Como complemento es posible incorporar a estos alimentos productos naturales de gran potencial nutricional y nutracutico y que puedan ofrecer mayores beneficios al consumidor. En este caso, el calostro de bovino en polvo pudiera adicionarse a la barra nutritiva de nopal-mango.

Por tal motivo, se considera importante considerar la posibilidad de elaborar una barra nutritiva de fcil consumo, aprovechando las bondades del nopal, el mango como atractivo sensorial y el calostro bovino como ingrediente activo; de manera que se pueda ofrecer un alimento funcional con un elevado potencial para impulsar una nueva lnea de alimentos con estas caractersticas. En este proyecto se propone usar una mezcla de productos noplal/mango/calostro para desarrollar formulaciones de barras energticas que contengan calostro como ingrediente funcional y que mantengan palatabilidad y consistencia adecuadas para su mercadeo. La adaptacin de tecnologas existentes en el desarrollo de una nueva lnea de alimentos que contengan calostro permitir crear productos diferenciados capaces de abrir nuevos mercados, acelerar el crecimiento de la compaa, y generar empleos en Sinaloa. Los ingredientes a utilizar para fabricar las barras energticas incluyen la materia prima de productos sinaloenses (nopal y mango), as como buscar la posibilidad de utilizar subproductos de la industria procesadora de frutas, lo que podra favorecer de forma directa la proteccin al medio ambiente.

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OBJETIVO GENERAL

Obtener un alimento nutricional y nutracutico a base de ingredientes naturales (nopal-mango-calostro de bovino) con caractersticas de fcil consumo y de excelente calidad. Objetivos Particulares Estudiar las caractersticas de calidad fsica, qumica, nutrimental, nutracutica, microbiolgica y sensorial de las combinaciones de nopal-mango (70-39, 80-20 y 90-10 peso/peso) para elaborar una barra nutritiva y nutracutica enriquecida con calostro de bovino. Estudiar la estabilidad biolgica de los compuestos nutrimentales y bio-activos presentes en la barra de nopal-mango-calostro de bovino expuesta a condiciones de mercadeo (25C). Elaborar el etiquetado nutrimental en apego a la NOM-051-SCFI/SSA1-2010 de la barra de nopal-mango-calostro de bovino que haya alcanzado las mayores caractersticas de calidad y vida de anaquel.

MATERIALES Y MTODOS

Proceso de Elaboracin

Materia prima. Para el proceso del producto se utilizaron cladodios del nopal (Opuntia spp.), los cuales se cosecharon en una huerta ubicada en el Limn de los Ramos, Culiacn, Sinaloa. Otra parte del producto se compr en el mercado de bastos de la localidad. Una vez obtenidos los cladodios, se trasladaron en fro a los laboratorio de Calidad Poscosecha del Centro de Investigacin en Alimentacin y Desarrollo, A.C. (CIAD, AC.) unidad Culiacn. As mismos, se utilizaron frutos de mango (Mangifera indica L.) de la variedad Haden Tommy Atkins de las huertas de mango ubicadas en Navolato, Sinaloa. De igual manera los frutos fueron trasladados al laboratorio del CIAD, AC. Para el estudio se seleccionaron producto de calidad segn uniformidad en: color, tamao, forma, apariencia. As como libre de daos por patgenos.

Experimento. Se realiz un dise completamente al azar. Se estudiaron mezclas de nopal:mango en una proporcin 70:30, 80:20 y 90:10. La mezclas de los productos se deshidrat y el calostro de bovino se incorpor en la etapa final de deshidratacin (Figura 1). El producto formado se coloc en una bolsa plstica transparente de alta densidad y se envas al vacio.

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Proceso para la elaboracin de las barras de nopal, mango y calostro. En la Figura 1, se describe el proceso para la elaboracin de las barras, donde se inicia con la preparacin de la materia prima, mezclado, deshidratado, moldeado y envasado del producto final.

Recepcin (Cladodios de nopal)

Seleccin

Pesado

Pesado

Recepcin (Mango)

Seleccin

Pesado

Lavado (Cloro 100 ppm)

Secado (Aire

Pelado

Cortado

Lavado (Cloro 100 ppm)

Secado (Aire fro)

Cortado

Triturado (Molino de martillos)

Triturado (Licuadora

Merma Pesado

Escaldado y Pesado

Merma (Cscara)

Pesado

Mezclado

Pesado Merma (Hueso)

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Pre-coccin (60-65C / 45

Coccin (60-65C / 30

Coccin (60-65C / 30

i )

Azcar

cido ctrico

Envasado (Vaco)

Enfriado (Temperatura

Concentrado

Deshidratado (65C / 5h)

Moldeado

Pesado

Corte y formado de la barra

Barra nutritiva de nopal/mango/calostro (70:30, 80:20, 90:10)

Evaluacin de la clida, estabilidad y

vida de anaquel

aw = 0.6-0.65

Figura 1. Proceso de elaboracin para las barras nutritivas y nutracuticas de nopal, mango y calostro de bovino en sus tres mezclas.

Incorporacin Calostro de Bovino

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Desarrollo del diagrama de proceso de barras de nopal:mango:calostro. 1.- Se desinfect y lav el mango y nopal posteriormente el mango se cort en cuadros de 2 cm y el nopal se tritur en una licuadora. 2.- Se homogeniz el nopal con el mango en proporcin de 70-30, 80-20 y 90-10. 3.- Se cocin la mezcla de nopal-mango por un tiempo de 30 min a una temperatura de 70 C y se fue incorporando el azcar y el cido ctrico. 4.- Se pas la mezcla de nopal-mango a un molde de acero inoxidable para su deshidratacin. 5.- Despus se dej enfriar la mezcla de nopal-mango y se incorpor el calostro de bovino en polvo. 6.- Se aplan la mezcla de nopal-mango para formar lmina de un grosor de 1 cm. 7.- Se formaron las barras de nopal-mango con y sin calostro.

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(6) (7)

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Variables de Calidad Velocidad de deshidratado de las mezclas nopal:mango. Para la evaluacin de la prdida de peso, se colocaron 550 g de concentrado de nopal y mango en charolas de acero inoxidable (55 cm largo x 35 cm ancho), la mezcla se extendi a lo largo y ancho de cada una de las charolas formando una pelcula de aproximadamente 3 mm de grueso; posteriormente cada charola se dej en un deshidratador marca Soler & Palau modelo BS-500 a 65C durante 10 h. En intervalos de 2 h se registraron los pesos y la actividad de agua (aw

) de cada muestra (charolas), para ello se utiliz una balanza analtica y un equipo AQUA, LAB CX-2, USA. Los resultados se expresaron como prdida de peso (prdida de agua) en porcentajes. Firmeza. Para determinar la firmeza de la barra nutritiva de nopal:mango:calostro se evalu la fuerza al corte (fuerza que se requiere para romperle producto simulando el momento de la mordida), para ello se utiliz un penetrmetro CHANTILLON DIGITAL (DFGS-100, USA), equipado con un punzn cilndrico de punta de pala (simulando un diente frontal), adaptado a una base CHANTILLON TCD200, la distancia de insercin fue de 6 mm. Los resultados se expresaron en Newtons (Bourne, 1980).

Color externo. La evaluacin del color externo de la barra se realiz en las coordenadas L, a y b, en dos puntos distantes del producto, para ello se utiliz un espectrofotmetro MINOLTA CM-2600d. Los valores obtenidos se registraron como L, a, b, donde valores L van desde 0 (negro) hasta 100 (blanco) y representa la luminosidad del color, los valores a y b son las coordenadas de cromaticidad, en donde (+a) representa el color rojo y (-a) representa el color verde, de la misma forma (+b) indica el color amarillo y (-b) representa el color azul. Los resultados se expresaron en luminosidad (L), cromaticidad (C) y ngulo de matiz (tono o color verdadero) y se obtiene Hue=arc tg (b/a). Los valores de Hue van desde 0 a 360 corresponden a un color rojo, 90 amarillo, 180 a un verde y 270 a azul (Little, 1975). Variables de calidad qumica y fisicoqumica. Estas determinaciones se realizaron conforme a la metodologa propuesta por la AOAC (1998). Se utiliz un extracto que se obtuvo de licuar 10 g de muestra (barra nutritiva) con 50 ml de agua destilada previamente neutralizada (pH=7.0), posteriormente se filtr a travs de una malla de organza, del filtrado se evalu el pH, acidez y slidos solubles totales.

pH y acidez titulable. Se determinaran tomando una alcuota de 50 ml del extracto. El pH y acidez se midieron de manera directa en un titulador automtico METTLER Modelo DL 21, los resultados se expresaron como pH y porcentaje de cido ctrico presente en la muestra, previa titulacin con NaOH 0.1 N.

Slidos solubles totales (Brix). Para evaluar el contenido de slidos solubles totales se tom unas gotas del extracto elaborado anteriormente y se coloc en el prisma de un refractmetro (METTLER TOLEDO RE40D), previamente calibrado y se registr la lectura. Los resultados obtenidos se expresaron en Brix.

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+

Actividad de agua (aw). Un trozo de barra de aprox. 3 gramos se depsito en el rea de recepcin de muestra del equipo AQUA, LAB CX-2 (USA), tratando de cubrir toda la superficie del contenedor, se activ y se tomar la lectura. Para la calibracin se utiliz agua destilada como blanco, con aw=0 y una solucin de cloruro de litio con aw

Anlisis proximal: Humedad. De acuerdo al mtodo (920.39 A.O.A.C. 1998), se colocaron crisoles en una estufa de calor seco hasta que estos alcancen un peso constante, posteriormente se dejaron enfriar en un desecador y se pesaron para registrar el peso inicial de los mismo. Se tomaron entre 2-3 g de muestra, la cual se coloc en los crisoles previamente tarados, la muestra se pas a una estufa de calor seco durante 24 a 48 h a una temperatura de 70-80C. La muestra deshidratada se coloc en un desecador durante 15 minutos y despus se pes. El resultado se report en porcentaje.

=0.5 (AOAC, 1998).

Proximal: Ceniza. Segn el mtodo de calcinacin a la mufla: 942.05 AOAC (1990), la muestra deshidratada que se obtuvo en la determinacin de humedad se coloc en la mufla (FURNACE 6000) a 650 C por 8 horas, hasta lograr la conversin de cenizas. El crisol se pas a un desecador hasta alcanzar temperatura ambiente y se pes. Los resultados se reportaron en porcentaje.

50 mL de Agua destilada

Licuar y filtrar

Alcuota 50 mL 3 gotas del filtrado

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Determinacin de humedad y cenizas. 1.- Se pes 1 g de muestra en un crisol de porcelana 2.- Se coloc el crisol con la muestra en una estufa de aire seco a 70 C por 24 h, posteriormente se pes la muestra y se determina el contenido de humedad. 3.- Despus la muestra que se sac de la estufa se pas a la mufla para realizar el anlisis de cenizas. Se dej la muestra por 8 h a 550 C y posteriormente se pes y se determin el contenido de cenizas de la muestra. (1) (2) (3)

Anlisis proximal: Protena. En base al mtodo 988.05 AOAC (1998), el porcentaje de protena de la barra se determin como nitrgeno proteico por el mtodo de MicroKjeldahl. Se pes entre 0.1-0.2 g muestra y se introdujo en un matraz Kjeldahl, despus se le agreg 1.5 g de una mezcla catalizadora (CuSO4-K2SO4) y 5 ml cido sulfrico, para llevar a cabo la digestin cida en un digestor (LABCONCO) mediante calor durante 2-4 horas. El residuo de la digestin se diluy con agua destilada y se coloc en un destilador Kjeldahl (LABCONCO), se le agreg NaOH al 40% y se realiz la destilacin con calor en agua. Durante este paso el nitrgeno se desprendi en forma de amonio y se recibi en una matraz con cido brico al 4%, el cual se valor con una solucin de HCl 0.1N. El contenido de nitrgeno se calcul en porcentaje y la conversin a protena mediante el factor de 6.25.

Determinacin de protena. 1 - Se pes 0.1 g de muestra en una balanza analtica y posteriormente se coloc la muestra en un matraz Kjeldahl de 100ml. 2.- Se le agreg 5 ml de H2SO4 y se coloc en un digestor micro Kjeldahl a 500 C por un tiempo aproximado de 4 h. 3.- Se destil la muestra con hidrxido de sodio al 40% en un destilador micro Kjeldahl, recuperando el nitrgeno (el compuesto principal de las protenas) en cido brico al 4%, para posteriormente titular la muestra con HCl al 0.1 N.

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(1) (2) (3) Proximal: Grasa. De acuerdo al mtodo 920.39 A.O.A.C. (1998). Se pesaron entre 1- 2 g de muestra en un papel filtro y se coloc en un dedal de extraccin para grasas. El dedal junto con la muestra se introdujo en el condensador de extraccin Goldfish modelo (LABCONCO, Missouri). Posteriormente, a un vaso previamente tarado se le agreg ter etlico como solvente, el vaso se coloc sobre el condensador y se asegur con un anillo de rosca. Despus, se calent el vaso por un periodo de 4 horas reflujando un volumen de 4-6 gotas por segundo sobre el dedal con la muestra. Una vez transcurrido el tiempo, se retir el ter de la muestra y el extracto de grasa contenido en el vaso se coloc en la estufa de calor seco por 30 min a 100C, para que se evaporara el resto del ter y se pes. El contenido de grasa se determin por diferencia de peso. Proximal: Fibra. Segn mtodo 7.070 AOAC (1998). Se pesaron de 2 a 3 g de muestra desgrasada y seca, a sta se le realiz una digestin cida en un digestor para fibra (CRAFT, U.S.A.) con cido sulfrico 1.25% y despus alcalina con hidrxido de sodio al 1.25%. Se hirvi suavemente a reflujo durante 30 min con agitacin peridica. El residuo insoluble que qued, se sec durante 1 hora a 100C en una estufa de calor seco, se pes y se transfiri a una mufla (FURNACE 6000) para calcinarlo a 650C por 8 horas. El contenido de fibra cruda se report en porcentaje. Determinacin de grasa. 1.- Se pes 3 g de la muestra en papel filtro y este se coloc en dedal de extraccin de grasa y se pes vasos para la determinacin de grasa a peso constante. 2.- Se coloc aproximadamente 40 ml de ter de petrleo anhidro en los vasos y el dedal, ambos se colocaron en un equipo Goldfish (extractor de grasa) y se dej con reflujo constante del solvente por 4 h. 3.- Despus de que transcurri el tiempo se secan los vasos con la grasa que se extrajo, y se colocaron en una estufa con aire seco por 24 h, posteriormente se pesaron los vasos y se determino el contenido de grasa.

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(1) (2) (3)

Determinacin de fibra diettica (mtodos 32-05 de la AACC y 985.29 de la AOAC). 1.- Preparar los crisoles se le agreg 1 g de celita y se secaron en una estufa a 70C por 12 h. 2.- Se pes 2 g de muestra y se le agreg 50 ml de agua destilada y se homogeniz. 3.- Se aadieron 50 ml de solucin amortiguadora de fosfato (pH 6.0) a cada matraz y se verific el pH. Posteriormente, se adicion 50 l de solucin -amilasa termoestable se tap el matraz con papel aluminio y se coloc en un bao con agua hirviendo por 30 min, agitando gentilmente en intervalos de 5 min, se ajust el pH a 7.50.1 aadiendo 10 ml de solucin de NaOH 0.275 N y se le aadi 100 l de solucin de proteasa se cubri el matraz con papel aluminio y se incub a 60C con agitacin constante por 30 min. Se enfriaron los matraces y se aadi 10 ml de HCl 0.325 N para ajustar el pH a 4.50.2 y se aadi 200 l de amiloglucosidasa, se cubri con papel aluminio y se incub a 60C con agitacin continua por 30 min. Finalmente se aadieron a la solucin 280 ml de etanol precalentado a 60C y se dej precipitar la fibra soluble a temperatura ambiente hasta el da siguiente. 4.- Pesar en el crisol que contiene celita y se humedece con etanol al 78% para filtrar la muestra y se coloc el crisol en un equipo Fibertec modelo 1023 marca FOSS, se le aplica vaco y se filtra la muestra y se lav el residuo sucesivamente con 3 porciones de 20 ml de etanol al 78%, 2 porciones de 10 ml de etanol al 95% y 2 porciones de 10 ml de acetona. 5.- Secar el crisol conteniendo el residuo total en una estufa a 105 C. 6.- Se analiz el contenido de protena de uno de los residuos, por el mtodo micro Kjeldahl como se cit anteriormente. 7.- Se analiz el contenido de cenizas en otro residuo, por el mtodo cenizas como se analizaron anteriormente.

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(1) (2) (3)

(4) (5) (6) (7)

Proximal: Carbohidratos. En base al mtodo 986.25 AOAC (1998), el porcentaje de carbohidratos se calcul por diferencia de 100 menos la sumatoria del porcentaje del resto de los componentes determinados como: humedad, protena, grasas, fibra cruda y cenizas.

Minerales. Mediante el mtodo 955.06 AOAC (1998), la cuantificacin de los minerales (Ca, Mg, Fe, P, K, Na y Zn), se realiz en las cenizas obtenidas de la muestra. A estas se les agregaron 5 ml de HCl concentrado para realizar su digestin. Posteriormente, la muestra se afor con agua destilada en un matraz de 100 ml. El fsforo se determin por un mtodo colorimtrico donde a 1 ml de los 100 ml de la solucin obtenida en el paso anterior se le agregar 1 ml de molibdato de amonio, 1 ml de solucin de hidroquinona y 1 ml de sulfito de sodio para aforar la solucin a 10 ml con agua desionizada. Posteriormente, se dej reposar durante 30 minutos para que se desarrolle un color azul y una vez alcanzado ste, se midi la absorbancia a 650 nm utilizando un espectrofotmetro de luz ultravioleta (UV-Vis modelo JENWAY 6405). El Ca, Mg, Fe, K, Na y Zn se determinaron por medio de un espectrofotmetro de absorcin atmica (VARIAN modelo SpectrAA-220). El Ca, Mg, Fe y Zn se

17

determinaron mediante lmparas de diferentes longitudes de onda, mientras que el Na y el K por emisin de flama.

Minerales: Ca, Mg, Fe, P, K, Na, y Zinc

Cenizas

5 ml de HCl concentrado

Aforar con agua desionizada en un Matraz de 100 ml

Espectrofotmetro de absorcin atmica

Minerales: Fosforo

1 ml de 100 ml obtenidos

Agregar 1 ml de molibdato de amonio, 1 ml de hidroquinina,

1 ml de sulfito de sodio

Aforar a 10 ml con agua desionizada

Espectrofotmetro de luz ultravioleta

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Anlisis de Vitamina C. Esta variable se determin siguiendo la tcnica propuesta por Doner y Hicks (1981), modificada. Se pesaron 0.1 g de muestra y se homogenizaron con 5 ml de solucin extractora (30 de HPO3 en 80 ml de cido actico y 0.5 g de EDTA), esta mezcla se afor a 1 L con agua grado HPLC y se refriger a 5C. La mezcla se filtr a travs de papel filtro Whatman No. 1 y mediante membrana de nylon de 0.45 m. Del filtrado se inyect 0.1 ml de en un cromatgrafo de lquidos de alta resolucin (HPLC) Varian 9050, utilizando una columna bondesil amonio de 25 cm de longitud x 4.7 mm de dimetro marca Varian. Se emple una fase mvil compuesta de acetonitrilo y buffer de fosfatos en proporcin 75:25, inyectada a una velocidad d flujo de 1.5 ml/min y con un tiempo de corrida de 10 min. La lectura se tom a una longitud de onda de 268 nm y el tiempo de retencin fue de 4.5 min. Se realiz una curva de calibracin con cido ascrbico, como estndar de referencia (Sigma Chemical Co.) de 0 a 0.2 mg/ml. Extraccin y Preparacin de Fenoles Totales. La extraccin se llev a cabo a partir de 0.2 g de la muestra pulverizada, sonicado por 15 min en 10 ml de metanol conteniendo 0.5 % de hidroxitolueno butilado (BHT). El primer extracto de metanol fue decantado despus de centrifugacin a 16 000 g durante 10 min, este proceso se realiz tres veces. Se combinaron los tres extractos, se filtr a travs de papel Whatman No. 4 y membrana de PTFE (0.2 g de tamao de poro) usando una jeringa y un porta membrana de 25 mm de dimetro (Whitaker y Stommel, 2003).

Preparacin de los fenoles totales. Se tomaron 2 ml de cada extracto, los cuales fueron evaporados a 35C con reflujo de nitrgeno gaseoso y posteriormente se resuspendi en 10 ml de metanol. Un ml de la solucin fue transferido a un matraz volumtrico de 25 ml adicionndole 9 ml de agua destilada. Un ml del reacitvo Folin-Ciocalteau (Sigma Chemical Co.) fue aadido al matraz y se agit 5 min, se adicion 10 ml de una solucin de Na2CO3 al 7 % y se agit. El matraz con la muestra y las soluciones fue aforado con agua destilada y puesto a temperatura ambiente durante 90 min para su posterior cuantificacin. El agua destilada con la adicin del reacitvo Folin-Ciocalteau y la solucin de Na2CO3 al 7 % fue utilizado como blanco (Chun y Kim 2004).

Cuantificacin de Fenoles Totales. Las muestras fueron cuantificadas utilizando una curva de calibracin elaborada con soluciones estndares de cido clorognico (Sigma Chemical Co.), a concentraciones de 0.25, 0.50, 0.75 y 1 mg/ml. El contenido de fenoles totales fue expresado como mg de equivalentes de cido clorogenico/100 g de base seca. Se utiliz un espectrofotmetro Varian UV-Visible Cary 1E, la lectura se realiz a 750 nm, usando celdas de slice de 1 cm ajustado con el blanco. Determinacin de IgG. Se prepar agarosa al 1% en buffer de fosfato salino, se transfiri a matraz Erlenmeyer de 250 ml y se tap con tapn de hule y se hirvi por 3 min en micro ondas a nivel alto. Se enfri la solucin a 56C en bao Mara y se aadi 100 l de azida de sodio al 10%. Se colocaron 24.4 ml de la solucin de agarosa en un tubo Falcon de 50 ml y se agregaron 0.635 l de Anti-IgG bovina de

19

conejo (cadena liviana y pesada; Jackson Lab Inc) a cada tubo, y se mezcl bien sin formar burbujas. La mezcla de agar (aun liquido) se pas a placas para inmuno-difusin. Se esper a que el agar se solidificara a temperatura ambiente y se incub en una cmara hmeda (recipiente plstico que tenga tapa con toallas de papel hmedas) por 20 minutos (y no ms de 12 horas) a 20 25oC. Al agar en la placa se le realizaron perforaciones de 2 mm de dimetro. Para medir la IgG en suero o en calostro se hicieron 40 agujeros en cada placa (aproximadamente 6 l de volumen) y separ entre ellos por 13.0 mm de agar. Las placas preparadas se pudieron guardar en cmara hmeda (por un mximo de 12 horas) a 20 25oC hasta que se puso las muestras. Se prepararon diluciones seriadas de IgG bovina de concertaciones de 8.5, 4.25, 2.13, y 1.06 g/litro. Para los controles se usaron: suero bovino (CVB IgG bovina) estndar diluido y calostro en polvo, diluido 1/15 en buffer fosfato salino. Se colocaron 5 replicas de 4 l c/u de las referencias de calostro y suero en cada placa de inmuno-difusin. 2 replicas de 4 l c/u de cada dilucin del Standard de IgG bovino en cada placa de inmuno-difusin. 3 replicas de 4 l c/u de las muestras de calostro. Las placas se incubaron a temperatura ambiente (20-25oC) en una cmara hmeda por 18-24 horas despus de completar el periodo de incubacin se midi el dimetro de los anillos de precipitacin que se forman alrededor de los agujeros usando un lector de placas. Para el anlisis de resultados se cre una lnea de regresin (recta estndar) para cada placa usando la medida del dimetro de inhibicin obtenidos para cada una de las diluciones (1/4 1/32) de el Standard de IgG bovina (Calibrador de suero bovino para IgG (Midland Bioproduct Corp. 4005). La variable R (dimetro del anillo) versus logaritmo 10 (concentracin). La placa de inmuno-difusin se consider aceptable si la R2

Determinacin de lactoferrina. La concentracin de lactoferrina en calostro se midi usando el kit ELISA cuantitativo para lactoferrina de Bethyl E10-126, Lot # E10-126-22). Una muestra sin diluir del diluyente de sustrato se us como control negativo de lactoferrina (RC10-126-6). El anticuerpo de cabra contra lactoferrina bovina que viene con el kit, se diluy 1:400 con el buffer de coating y las placas se incubaron con 100 l de la solucin por cubeta durante 1 hora a 37

para la curva estndar fue >0.97 y el promedio de los valores para las muestras de referencia de calostro y/o suero fue la esperadas 10%. El promedio del tamao de dimetro de los anillos de precipitacin de cada muestra analizada (calostro o suero) se comput empleado para calcular la concentracin de IgG usando la lnea de regresin creada para cada placa (Standard operating procedures, Saskatoon Colostrum Company Ltd.)

oC. Despus de la incubacin, se removi la solucin de anticuerpo anti-lactoferrina y la placa se lav 4 veces. Se aadi 200 l de solucin bloqueadora y se incub a temperatura ambiente por 30 minutos. Las placas se lavaron como se reporta anteriormente. Posteriormente, a las muestras se les aadi los estndares (100 l a las cubetas) y las placas se incubaron por 60 min a temperatura ambiente. Las placas se volvieron a lavar. Despus, se aadi 100 l a cada cubeta bajo estudio de una solucin de 1:500000 de anticuerpo de cabra contra lactoferrina bovina conjugado a la enzima HRP. Las placas se incubaron a temperatura ambiente por 1 hora. Nuevamente, las placas se lavaron. Una vez que las placas se secaron se aadi 100 l del sustrato para la enzima HRP y se

20

procedi a incubar las placas por 15 minutos. Al final del periodo de incubacin, la reaccin enzimtica se suspendi con una solucin inhibidora de reaccin (50 l H2SO4 2M 100 l H2SO4 1M). La muestra colorida se midi a 450 nm (Standard operating procedures, Saskatoon Colostrum Company Ltd.). Anlisis microbiolgicos. Para este estudio se analizaron las tres barras de cada formulacin, las cuales se colocaron en bolsas estriles. Se tomaron 25 g de cada barra y se licuaron con buffer de fosfatos al pH de 7.8 en licuadora en un vaso estril. Como medios de crecimiento se utilizaron cajas Petrifilm (3M, USA) especificas para Eschericha coli, coliformes, hongos y levaduras. Se inocul 1 mL de cada muestra en las cajas Petrifilms independientes con dos tipos de concentraciones: una concentrada (solucin madre) y la otra 10-2 y se dejaron incubar a 37 C para E. coli / coliformes y a 45C para hongos / levaduras, durante 24 h (Mtodo 998.08 AOAC, 1998). El anlisis de los resultados consisti en contar las colonias desarrolladas en cada medio de cultivo y se multiplic por el factor de dilucin. La presencia de microorganismos se reportaron como unidades formadoras de colonia (UFC) en un gramo de muestra (Mtodo 998.08 AOAC, 1998).

Evaluacin sensorial. El anlisis sensorial para las barras nutritivas se realiz evaluando las caractersticas de calidad de cada barra: apariencia, sabor, textura, aromas extraos, rancidez y aceptabilidad general, mediante una prueba ednica no estructurada de 10 cm, en un extremo indicaba me disgusta mucho y lado contrario me gusta mucho. Se utiliz un panel semi-entrenado de 10 personas, a las cuales se les entreg para su evaluacin una barra de cada mezcla. Las muestras contenan cdigos de referencia de tres nmeros, totalmente al azar. Entre muestra, los panelistas contaron con un recipiente para el enjuagado (agua) bucal entre cada prueba (Jellinek, 1985).

Vida de anaquel. Para conocer la vida de anaquel de las de nopal-mango-calostro de bovino, estas se envasaron al vacio en bosas plsticas de baja densidad y se colocarn a 25C durante 3 meses. Cada mes, se evaluaron las caractersticas de calidad fsica, qumica, microbiolgica y sensorial.

Etiquetado nutricional: Para elaborar la etiqueta nutrimental de las barras fue necesario evaluar todas las variables nutrimentales que se incluyen en la NOM-051-SCFI/SSA1-2010, citadas anteriormente.

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RESPONSABLE DEL PROYECTO Y PERSONAL DE APOYO

Los anlisis de laboratorio se realizaron en las instalaciones del CIAD, AC. Unidad Culiacn y Hermosillo y, en el Instituto Tecnolgico de Culiacn.

Responsable Dra. Ma. Dolores Muy Rangel. Ingeniera de proceso de alimentos Colaboradores: Dr. Heredia Jos Basilio. Desarrollo de nuevos productos. Dr. Chaidez Quiroz Cristbal. Experto microbilogo. MC. Prez Rubio Vernica. Calidad de alimentos Dr. Campos Sauceda Juan Pedro. Experto microbilogo en alimentos. MC. Snchez Valdez Eduardo. Tcnico en anlisis de alimentos Ing. Rubio Carrazco Werner. Anlisis fisicoqumicos MC. Contreras Angulo Laura A. Bioqumica de alimentos MC. Vlez de la Rocha Rosabel. Qumico de alimentos QFB. Martinez Rodriguez Clida. Tcnico en anlisis microbiolgico Estudiante. Se cont con la participacin de dos estudiantes de Licenciatura: C. ngel Hiram lvarez Bermdez y C. Jorge Luis Ochoa Gaxiola.

COMPROMISOS DE RESULTADOS DEL PROYECTO POR PARTE DE LA

COMUNIDAD CIENTFICA Productos: 1. Condiciones de proceso para elaborar una barra de nopal/mango enriquecida con calostro de bovino, nutritiva, inocua y sensorialmente aceptable, a cual deber presentar al menos una vida de anaquel de 6 meses. SE ENTREGA PROCESO DE ALABORACIN DE BARRA NOPAL-MANGO-CALOSTRO DE BOVINO. 2. Publicacin de un artculos cientfico nacional. EN PROCESO 3. Participacin en una reunin cientfica nacional/internacional. Muy-Rangel Dolores*, lvarez-Bermdez ngel, Campos-Sauceda Juan, Prez-Rubio Vernica, Snchez-Valdez Eduardo, Heredia Jos Basilio, Bez-Saudo Manuel y Vlez de la Rocha Rosabel. 2012. Desarrollo tecnolgico de una barra nutritiva y nutracutica a base de nopal y mango. VII Congreso Iberoamericano en Tecnologias Poscosecha y Agro exportaciones. 28-30 noviembre. La Plata, Argentina. 4. Generacin de un recurso humano, con grado de Maestra en un periodo de dos aos. DOS ESTUDIANTES DE LICENCIATURA ngel Hiram lvarez Bermdez y Jorge Luis Ochoa Gaxiola.

22

RESULTADOS

Rendimiento de la Materia Prima Se procesaron mangos enteros de diferentes cultivares (Haden, Tommy Atkin y Kent). Se consider un fruto de mango maduro fresco como 100%. Los porcentajes se calcularon por diferencia de peso: Pulpa: 56%, Cascara: 28% y Semilla: 16%. Para aprovechar de manera ms integral al fruto de mango, se recomienda hacer pruebas de incorporacin de la cascara a la mezcla nopal:mango. Para el caso del nopal, el pes de una penca de nopal fresca y entera, a la cual se le consider 100%. A cada peca se le elimin la orilla y las espinas de forma manual con ayuda de un cuchillo, lo que arroj un rendimiento de pulpa: 92% y desperdicios: 8%. En este caso, dada a la presencia de ahuates en las cortes de nopal, no es posible incrementar el rendimiento del mismo.

Cinticas de Deshidratado de la Mezcla Nopal:Mango:Calostro. Durante el proceso de elaboracin de la mezcla para elaborar la barra de nopal-mango-calostro, la incorporacin del calostro a la mezcla de nopal-mango permite retener agua en el producto durante el proceso de deshidratacin. Por ello, se requiere un mayor tiempo de deshidratado para reducir la prdida de agua mayor en el producto hasta alcanzar el 70% y, valores menores de actividad de agua de 0.7 y del 15% de humedad. La estabilidad de alimentos de humedad intermedia como la barra de nopal-mango-calostro, ofrece una excelente estabilidad cuando se procesa con Aw < 0.65 y humedad < 12%. El tiempo promedio de deshidratacin de la pasta nopal-mango-calostro es entre 18-20 horas a 60C. Sin embargo, el tiempo de deshidratacin se puede reducir hasta en un 50% dependiendo del equipo de deshidratacin que se utilice. Para el proceso a nivel planta piloto o escalamiento, se recomienda utilizar un deshidratador de tambor.

23

y = -2.4863x + 86.263R = 0.881

0102030405060708090

100110

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

% d

e p

rd

ida

de

pes

o

Tiempo (Horas)

Cintica de secado 70:30 (Con calostro)

y = -3.2177x + 102.47R = 0.9996

0102030405060708090

100110

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

% d

e p

rd

ida

de

pes

o

Tiempo (Horas)

Cintica de secado 70:30 (Sin calostro)

y = -0.0082x + 1.0317R = 0.714

0.500

0.550

0.600

0.650

0.700

0.750

0.800

0.850

0.900

0.950

1.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Act

ivid

ad d

e ag

ua (

aW)

Tiempo (Horas)


y = -0.0145x + 1.0705R = 0.7548

0.500

0.550

0.600

0.650

0.700

0.750

0.800

0.850

0.900

0.950

1.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Act

ivid

ad d

e ag

ua (

Aw

)

Tiempo (Horas)


y = -2.2811x + 79.066R = 0.9586

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

% d

e H

um

ed

ad

Tiempo (Horas)


y = -2.901x + 84.035R = 0.9753

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

% d

e H

um

ed

ad

Tiempo (Horas)


Graficas de cinticas de secado de pasta nopal 70% + mango 30% + calostro: Prdida de peso, actividad de agua y humedad.

24

y = -5.6213x + 88.9R = 0.8354

0102030405060708090

100110

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

% d

e p

rd

ida

de

pes

o

Tiempo (Horas)


y = -7.3181x + 88.838R = 0.7987

0102030405060708090

100110

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

% d

e p

rd

ida

de

pe

so

Tiempo (Horas)


y = -0.0252x + 1.0552R = 0.916

0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.850 0.900 0.950 1.000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Act

ivid

ad d

e ag

ua (

aW)

Tiempo (Horas)


y = -0.0297x + 1.0891R = 0.7761

0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.850 0.900 0.950 1.000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Act

idad

de

agua

(aW

)

Tiempo (Horas)


0102030405060708090

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

% d

e H

umed

ad

Tiempo (Horas)


0102030405060708090

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

% d

e H

umed

ad

Tiempo (Horas)



25

y = -0.0168x + 1.0094R = 0.8856

0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.850 0.900 0.950 1.000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Act

ivid

ad

de

agu

a (

aW

)

Tiempo (Horas)


y = -0.0491x + 1.0534R = 0.9496

0.500 0.550 0.600 0.650 0.700 0.750 0.800 0.850 0.900 0.950 1.000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Act

ivid

ad

de

agu

a (

aW

)

Tiempo (Horas)



Anlisis de Calidad Qumica Valores de acidez y pH analizados en de las barras de nopal-mango-calostro garantizan la calidad qumica de los productos, ya que la muestras analizadas presentaron valores promedio de pH = 4.1 y acidez de 2.3% (Cuadro 1, 2 y 3), resultados que indican que este producto no presenta caractersticas cidas. Adems, los altos valores de slidos solubles totales superiores a 69 Brix analizados en el producto son caractersticos de un alimento dulce. En conjunto, la relacin azcar/cido aproximado de 30 en las barras de nopal-mango-calostro, puede ser muy atractivo por los consumidores; resultado que se observ en los anlisis sensoriales.

26

Cuadro 3. Anlisis qumicos de barra de nopal-mango (90-10%) con y sin calostro de bovino

Parmetros Barra de nopal-mango sin calostro

Barra de nopal-mango con calostro

pH 3.99 0.01 4.14 0.01

Acidez titulable (%) 2.8968 0.20 2.6678 0.09

Slido Solubles Totales

(Brix)

79.8 2.16 77.6 2.70




pH 4.15 0.03 4.27 0.07



(Brix)

71.2 2.70 69.2 2.83




pH 4.28 0.005 4.42 0.005



(Brix)

79.6 4.58 81.4 1.51

27

0

10

20

30

40

50

60

70

CC-10% CC-20% CC-30% SC-10% SC-20% SC-30%

Firm

eza (

N)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

CC-10% CC-20% CC-30% SC-10% SC-20% SC-30%

Crom

atic

idad

84

84.5

85

85.5

86

86.5

87

87.5

CC-10% CC-20% CC-30% SC-10% SC-20% SC-30%

ng

ulo

de m

atiz

(H

UE)

Anlisis de Calidad Fsicos Textura Se observ diferencia en la textura de las barras en relacin a la formulacin y la presencia o ausencia de calostro. Esta diferencia se debe a la variabilidad presente durante el proceso de deshidratacin. Operacin unitaria que ser controlado cando se elabore el producto a nivel piloto o de escalamiento. Cabe sealar que los jueces indicaron que las barras con 90-10% nopal-mango, presentaban mayor resistencia a la mordida, lo cual arrojo valores bajos de aceptabilidad general. Esto mismo se puede deber a que en esta formulacin existe ms porcentaje de nopal que de mango, donde el primero presente mayor fibra y menos carbohidratos; variables que le pueden ofrecer mayor firmeza al producto final como se observ en los resultados de textura. Color Las barras de nopal-mango-calosto, presentaron mayores valores de luminosidad con respecto a las testigo (sin calostro), esto debido al color blanco que tiene el calostro, As mismo, estas formulaciones (con calostro) mostraron mayor cromaticidad (saturacin de color) y ngulo de matiz (tono) cercano al cuadrante de color amarillento. En general las barras desarrollaron un color verde amarillento, reflejo de la combinacin verde del nopal y amarillo naranja del mango y blanco del calostro. 0

5

10

15

20

25

30

35

40

CC-10% CC-20% CC-30% SC-10% SC-20% SC-30%

Lum

inos

idad

28

Anlisis de Calidad Proximal El anlisis proximal de las barras de nopal (Cuadro 4, 5 y 6) indica que este alimento presenta atributos de calidad para denominarlo como nutritivo-nutracutico. Por cada 100 g de barra de nopal-mango con calostro se reporta hasta 4.68 % de protena en las mezcla. As mismo, se cuantificaron valores inferiores del 1% en grasa y el 20% de la ingesta diaria de carbohidratos. Como aporte nutractico, este producto presenta un excelente contenido de fibra dietaria mayor del 8%, lo que equivale al 32 % de la ingesta diaria recomendada (25 g/da). Estos ltimo valor se puede considerar de alto contenido de fibra dietaria y ser utilizado en la mercadotecnia del producto. Por otro lado, La variabilidad del resultado de humedad se puede controlar cuando este alimento se realice a mayor escala.

Cuadro 4. Composicin de barra de nopal-mango (70-30%) con y sin calostro de bovino. Composicin nutricional

(g/100 g) Barra de nopal-

mango sin calostro Barra de nopal-mango con

calostro Humedad 11.65 0.13 13.14 0.24

Slidos Totales 88.35 0.13 88.35 0.13

Cenizas 4.39 0.05 4.52 0.09

Grasa 0.31 0.03 0.78 0.14

Protena 2.07 0.53 4.2 3.28

Fibra diettica 8.17 0.21 8.48 0.31

Azcares 38.7 0.84 36.65 3.25

Carbohidratos 73.42 0.21 72.88 2.54

Contenido calrico, kcal 304.73 0.82 299.39 0.71

Contenido calrico, kjouls 1295.01 3.49 1272.21 2.99

29


(g/100 g) Barra de nopal-mango

sin calostro Barra de nopal-mango con


Slidos Totales 86.75 0.11 87.04 0.08

Cenizas 4.00 0.09 4.02 0.05

Grasa 0.40 0.10 1.11 0.03

Protena 2.62 0.41 3.63 0.46

Fibra diettica 8.96 0.04 8.73 0.10

Azcares 30.60 0.21 27.65 1.00

Carbohidratos 77.77 0.31 69.55 0.34




(g/100 g) Barra de nopal-mango

sin calostro Barra de nopal-mango con


Slidos Totales 88.55 0.09 87.83 0.06

Cenizas 4.26 0.09 4.52 0.06

Grasa 0.46 0.11 1.12 0.07

Protena 2.3 0.454 4.68 0.41

Fibra diettica 8.69 0.01 8.57 0.09

Azcares 32.90 0.28 25.65 1.06

Carbohidratos 72.84 0.88 68.94 0.18



30

Anlisis Microbiolgico Las barras de nopal-mango-calostro es un alimento de humedad intermedia con valores inferioriores del 15% de humedad, lo que garantiza de inicio; la poca posibilidad del desarrollo de hongos y bacterias fitopatgenas durante el almacenamiento y comercializacin. Sin embargo, es muy importante cuidar la inocuidad del alimento, lo que se garantiza con buenas prcticas de manejo de las materias primas y manufactura durante el proceso de elaboracin. En esta investigacin se observ una excelente calidad microbiolgica en todas las barras lo que garantiza la salud de los consumidores, al no encontrar coliformes fecales, E. coli y Salmonella (Cuadro 7 y 8). Cuadro 7. Anlisis microbiolgico en barras de nopal:mango:calostro.

Microorganismo Barra nopal-mango 70:30, con calostro

Barra nopal-mango 80:20, con calostro

Barra nopal-mango 90:10, con calostro

Cuenta total bacteriana

0

0

0

Coliformes totales

0 0 0

Hongos 7* 6 3 Levaduras 0 0 0 Fecales totales 0 0 0 E. coli 0 0 0 Salmonella Negativo Negativo Negativo

* UFC= Unidades formadoras de colonias.

Cuadro 8. Anlisis microbiolgico en barras de nopal:mango. Microorganismo Barra nopal-mango

70:30, sin calostro Barra nopal-mango 80:20, sin calostro

Barra nopal-mango 90:10, sin calostro

Cuenta total bacteriana

0

0

0

Coliformes totales

0 0 0

Hongos 8* 5 0 Levaduras 0 0 0 Fecales totales 0 0 0 E. coli 0 0 0 Salmonella Negativo Negativo Negativo

* UFC= Unidades formadoras de colonias.

31

Resultados NEGATIVOS cuenta total bacteriana

Resultados NEGATIVOS en Coliformes fecales

Resultados de hongos y levaduras, cada mancha indica una colonia de hongo (resultado 7 unidades formadoras de colonias)

32

Anlisis Sensorial

En el anlisis sensorial, primeramente como prueba de aceptacin de la barra elaborada con la mezcla nopal-mango, se obtuvieron resultados promedio mayores de 5 puntos, prueba que segn la escala adnica que se manej de 1= me disgusta mucho y 10= me gusta mucho; la barra fue evaluado como ni me gusta ni disgusta. As mismo, la mezcla 80-20 nopal-mango, fue la de mejor aceptacin con 6.5 puntos (Cuadro 9), valor ms cercado a me gusta. Resultados favorable para continuar con el anlisis sensorial. La incorporacin del calostro en la barra nopal-mango (Cuadro 10), arroj valores sensoriales de aceptacin general por debajo de los 5 puntos, lo que indica un ligero disgusto en aceptacin del producto. As mismo, la mezcla 90 nopal y 10 mango, fue la menos aceptada con 3.9 puntos. Los jueces sealan que las barras elaboradas con calostro presentaban caractersticas ms duras con mayor deshidratacin, lo que dificult la mordida del producto y redujo la puntuacin de aceptabilidad. La incorporacin del calostro a la mezcla nopal-mango, permite retener mayor agua en el producto y requiere mayor tiempo de deshidratado, proceso por el cual posiblemente se haya deshidratado ms. Este ajuste se realizar una vez elaborado el producto a nivel planta piloto.

Anlisis sensorial de las barras de nopal-mango-calostro

33

CON CALOSTROPanelista 982 (10%) 297 (20%) 789 (30%)

1 0.9 6.4 0.42 0.3 4.1 1.33 8.6 8 9.14 1.9 4.4 75 2.1 3.2 4.76 2.2 0.4 1.27 6.1 8.5 4.58 5.2 8.1 4.69 5.7 6.7 5

10 4.3 3.1 1.611 4.8 2.6 6.512 1.4 1.7 1.913 0.7 1.3 2.214 5.5 4.6 6.915 3.1 5.4 4.416 6.1 4.5 5.717 7.9 9.5 6.318 4.3 5.9 2.419 3.4 2.5 6.420 3.2 4.5 6.221 3.8 4.7 4.7

Media 3.88 4.77 4.43DesvStd 2.31 2.47 2.36

Cuadro 9. Resultados de aceptacin general de la barra de nopal-mango a diferentes concentraciones.

Cuadro 10. Resultados de aceptacin general de la barra de nopal-mango a diferentes concentraciones mas calostro de bovino.

SIN CALOSTROPanelista 613 (10%) 411 (20%) 527(30%)

1 0.6 2.9 7.22 4.5 7.3 2.23 3.7 7.5 6.84 2 7.4 9.55 4.2 7 66 8 3.8 5.37 4 6.1 88 6.2 6.8 4.49 6 6.7 8.5

10 8.7 7.5 4.711 4.5 5.9 4.112 3.8 4.8 6.113 5.6 7.2 4.314 7.8 5.8 4.315 7.9 6.7 4.116 5 7.4 6.317 4.4 7.8 218 3.9 6.8 3.119 7.7 8 6.320 8.4 6.1 6.321 4.8 6.6 7.9

Media 5.32 6.48 5.59DesvStd 2.16 1.29 2.02

34

Elaboracin de etiquetado nutrimental: NOM-051-SCFI/SSA1-2010 para barra nopal-mango-calostro

Se realiz el anlisis nutrimental de las barras elaboradas con nopal-mango con y sin calostro. Ambos productos ofrecen la calidad de un producto rico en fibra dietaria, aporte que es referido por los componentes del nopal, principalmente. As mismo, es un alimento bajo en grasa y sodio; rico en carbohidratos (azcares). La barra de frutas enriquecida con calostro, ofrece un mayor contenido de protenas, esto debido a la composicin del calostro.

Barra de nopal-mango (70-30) sin calostro

Barra de nopal-mango (70-30) con calostro

Informacin nutrimental Porcin 100 g

Contenido energtico 1272 kJ (304 kcal)

Protenas 4.6 g Grasas 0.3 g de las cuales 0.1 g de grasa saturada

Carbohidratos 71.4 g de los cuales 38.1 g de azcares

Fibra diettica 8.2 g Sodio 33.8 mg

Informacin nutrimental

Porcin 100 g




Fibra diettica 8.4 g

Sodio 27.3 mg

35







Fibra diettica 8.7 g Sodio 30.8 mg


Porcin 100 g





Sodio 29.3 mg

36



Resultado de anlisis de estabilidad del calostro (inmunoglobulinas)

Para los resultados de la estabilidad de las inmunoglobulinas del calostro se realizaron los primeros ensayos preliminares para estandarizar la metodologa. En la barra con la mezcla 70 nopal y 30 mango ms calostro de bobino, se determin que por cada 100 gramos de producto deshidratado contena un 3.2% de protenas referidas al calostro de bovino. Durante el proceso de estabilidad de la protena se logr determinar que el 33.2 % corresponde a IgG (1.05 g IgG/100 g) y 0.15 la lactoferrinas (0.48 mg Lf/100 g). Durante el proceso de elaboracin de la barra, la





Fibra diettica 9.0g Sodio 29.6 mg


Porcin 100 g





Sodio 27.0 mg

37

incorporacin del calostro se realiz en frio lo que permiti mantener hasta en un 64 % la estabilidad de las protenas del calostro aadido durante el proceso de elaboracin de la pasta hasta la formacin de la barra. Para garantizar la calidad proteica del calostro incorporada a la barra de nopal-mango, ser necesario incluir una mayor cantidad de calostro (>0.6 g/25 g de producto final), con ello se compensara el porcentaje de protena que se inactiva durante el proceso de elaboracin del producto. Propiedad que se pierde principalmente por el proceso trmico que se realiza durante la deshidratacin. As mismo, es importante continuar los estudios sobre la estabilidad de las protenas del calostro en funcin al tipo de empaque donde se podra comercializar esta barra nutritiva nutracutica.

CONCLUSIONES Es factible obtener una barra nutritiva a partir de la mezcla de nopal con mango y calostro de bovino. La incorporacin en frio del calostro de bovino en la pasta deshidratada de nopal-mango permite mantener la estabilidad de las inmunoglobulinas durante el proceso de extrusin de la barra. La mezcla de nopal-mango-calostro en la barra, ofrece un alimento rico en fibra dietaria, protena, minerales y la mezcla 80-20 % nopal-mango fue la ms aceptada. As mismo, se logr obtener un alimento deshidratado tipo barra con calidad nutricional, nutracutica y microbiolgica.

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Inmunoglobulinas Lactoferrinas

Conc

enra

cin

(mg/

100g

)

Tipo de protena

Fresco Procesado

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REPORTE DE ACTIVIDADES DE RESPONSABLE Y COLABORADORES DEL PROYECTO.

Nombre Etapa Actividad Dra. Ma. Dolores Muy Rangel

I y II Se dise y se est coordinando el proyecto de investigacin a nivel planta piloto. Se inici con el uso de materia prima de calidad, seguido de estudios de formulacin y estabilidad del alimento a base de pulpa de nopal y de mango. As como la adicin del calostro y evaluacin de la estabilidad. Se han realizado algunos anlisis e interpretacin de los resultados. Producto a generar: Reporte tcnico final del proyecto, con el proceso de elaboracin y resultados que garanticen la estabilidad de una barra de nopal/mango enriquecida con calostro de bovino. Se estima una vida de anaquel de al menos 8 meses.

Dr. Jos Basilio Heredia

II Coordin los estudios de los anlisis nutracuticos que presenta el producto barra de nopal/mango enriquecida con calostro de bovino. Esto se realiz en la segunda etapa, cuando ya estn definidas las formulaciones y la estabilidad del calostro. Producto a generar: Valor nutracutico del producto.

Dr. Cristbal Chaidez Quiroz

I Apoy con el inicio del estudio de inocuidad durante el proceso de elaboracin del producto barra de nopal/mango enriquecida con calostro de bovino. Aspectos de limpieza, sanitizacin, uso de utensilios y agentes qumicos para desinfectar el rea de trabajo. Producto a generar: Informe relacionado con los aspecto de inocuidad durante el proceso de elaboracin de los productos.

MC. Vernica Prez Rubio

I y II Se encuentra coordinando el desarrollo del proyecto, compra de insumos, asesora de manejo de equipos en la planta piloto, capacitacin del estudiante de Licenciatura. Tambin, realiz en la segunda etapa el anlisis de la calidad sensorial del producto barra de nopal/mango enriquecida con calostro de bovino. Producto a generar: Resultados relacionados con la percepcin sensorial del producto: Aceptabilidad general

Dr. Juan Pedro Campos Sauceda

I Apoy con el seguimiento del anlisis de la calidad microbiolgica (Salmaonella y E. coli) de las muestras procesadas. Producto a generar: Resultados e interpretacin de los anlisis de microbiologa Salmonella y E coli evaluados en el producto.

MC. Eduardo Snchez Valdez

I y II Tcnico en laboratorio, particip en la preparacin de muestras y evaluacin de la composicin proximal de producto. Apoy en el proceso de elaboracin de la barra (limpieza, lavado y cortado de nopal - mango).

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Producto a generar: Resultados de laboratorio relacionados con los componentes de humedad, protena, grasa, cenizas en las diferentes muestras.

Ing. Werner Rubio Carrazco

I y II Tcnico en laboratorio, realiz el anlisis de minerales en la barra como producto final. Producto a generar: Resultados de laboratorio relacionados con el contenido de Ca, Mg, K, Fe, Na, Zn, Mn y P en la barra.

MC. Laura A. Contreras Angulo

II Tcnico de laboratorio, realiz en la etapa II los anlisis de calidad nutricionales y nutracuticos en el producto barra. Producto a generar: Resultados de laboratorio relacionados con los componentes nutracuticos.

Ing. Rosalba Contreras Martnez

II Tcnico de laboratorio, realiz en la etapa II los anlisis de calidad fsicos, qumicos, en el producto barra. Producto a generar: Resultados de laboratorio relacionados con los componentes pH, acidez titulable, slidos solubles, firmeza, color.

MC. Rosabel Vlez de la Rocha

I Tcnico de laboratorio, realiz los anlisis del contenido de fibra dietaria y azcares en el producto barra. Producto a generar: Resultados de laboratorio relacionados con los componentes de fibra dietaria y azcares en las muestras.

QFB. Clida Martinez M.

II Tcnico de laboratorio, realiz los anlisis microbiolgicos del producto barra en la segunda etapa del proyecto. Producto a generar: Resultados de laboratorio relacionados con los componentes microbiolgicos como: cuenta total bacteriana, coliformes totales y fecales, hongos y levaduras en diferentes muestras.

Estudiante de Licenciatura. C. Angel Hiram lvarez Bermdez. Estudiante Ingeniera Bioqumica del Instituto Tecnolgico de Culiacn.

I y II Estudiante pasante de Licenciatura, realiz los anlisis preliminares de las mezclas de la materia prima para elaborar la barra. Elabor la fabricacin de la barra de nopal-mango mezcla 70:30, 80:20 y 90:10 adicionada con calostro. Evalu la calidad proximal de los productos. Producto a generar: Un documento escrito de la investigacin (Tesis), el cual le servir de requisito para obtener su grado Licenciatura.

Estudiante de Licenciatura. C. Jorge Luis Ochoa Gaxiola. Estudiante en Ingeniera en Industrias Alimentarias del Instituto Tecnolgico de Eldorado

Estudiante encargado de realizar la evaluacin sensorial y microbiolgica de las barras de nopal-mango-calostro de bovino. Producto a generar: Un documento escrito de la investigacin (Tesis), el cual le servir de requisito para obtener su grado Licenciatura.

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Anlisis proximal: Humedad. De acuerdo al mtodo (920.39 A.O.A.C. 1998), se colocaron crisoles en una estufa de calor seco hasta que estos alcancen un peso constante, posteriormente se dejaron enfriar en un desecador y se pesaron para registrar el pe...Anlisis de Vitamina C. Esta variable se determin siguiendo la tcnica propuesta por Doner y Hicks (1981), modificada. Se pesaron 0.1 g de muestra y se homogenizaron con 5 ml de solucin extractora (30 de HPO3 en 80 ml de cido actico y 0.5 g de ED...Alvdrez-Morales, A., Gonzlez-Martnez B., Jimnez-Salas Z. 2020. Tendencias en la produccin de alimentos: alimentos funcionales. Revista Salud Pblica y Nutricin. 3:3.Corrales-Garca, J. Senz C. 1992. Uso de los cladodios del nopal en productos alimenticios. En: Utilizacin agroindustrial del nopal. C. Senz. Autor principal. Boletn de servicios agrcolas de la FAO. No. 162. Pp. 51-63.

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