TRABAJO FINAL DE SEMINARIO DE INVESTIGACIÓN

SEMINARIO DE INVESTIGACIN AVANZADA TRABAJO FINAL

INS ARDILA LIZARAZO ELSA PATRICIA ROJAS

DOCTOR: JESS MANUEL EPALZA CONTRERAS QUMICO Y MICROBILOGO

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER INSTITUTO DE PROYECCIN REGIONAL DE EDUCACIN A DISTANCIA PROFESIONAL EN PRODUCCIN AGROINDUSTRIAL BUCARAMANGA 2011

PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLO

LA MERMELADA

Patricia Rojas * Ins ArdilaProduccin Agroindustrial


INTRODUCCIN

La mermelada de frutas es un producto de consistencia pastosa o gelatinosa que es producida por la coccin y concentracin de frutas sanas adecuadamente preparadas combinndolas con azcar, con adicin de edulcorantes, con o sin adicin de agua. La fruta puede ir entera, en trozos, tiras o partculas finas y deben estar dispersas uniformemente en todo el producto. La elaboracin de mermeladas es hasta ahora uno de los mtodos ms comunes para conservar las frutas y su produccin casera es superior a la produccin hecha masivamente. La caracterstica ms sobresaliente de la mermelada es su color brillante y atractivo, reflejando el color propio de la fruta. Adems debe parecer gelificada sin mucha rigidez, de tal forma que pueda extenderse perfectamente. La mermelada, como todo alimento para consumo humano, debe ser elaborada con las mximas medidas de higiene que aseguren la calidad y no ponga en riesgo la salud de quienes la consumen. Por lo tanto debe elaborarse en buenas condiciones de sanidad, con frutas maduras, frescas, limpias y libres de restos de sustancias txicas. Puede prepararse con pulpas concentradas o con frutas previamente elaboradas o conservadas, siempre que renan los requisitos mencionados. Desde el punto de vista tecnolgico es recomendable que este producto tenga un mnimo de 65% de slidos solubles para asegurar su conservacin. Las diferentes legislaciones de los mercados internacionales establecen los porcentajes mnimos de frutas que deben contener los distintos tipos de productos. En Colombia la norma 285 de ICONTEC establece rangos que van de 40 al 20% para cierto grupo de frutas con las cuales se preparan las mermeladas de mayor consumo en nuestro pas. La misma norma especfica sobre los tipos de sustancias gelificantes, acidificantes, edulcorantes y conservantes que pueden emplearse para la elaboracin de mermeladas.



CLASES DE MERMELADA Mermelada clsica Es la mermelada de toda la vida y contiene una gran cantidad de azcar. Dependiendo de la fruta tiene alrededor de unas 250 Kcal por 100 gr. de producto. Mermelada apta para diabticos Esta especialidad es apta para el consumo por personas diabticas debido a que en su elaboracin se ha utilizado fructosa (hidrato de carbono de sabor dulce que puede reemplazar la sacarosa y el azcar) en vez de sacarosa (que es el azcar que usamos normalmente). Debemos tener en cuenta que la fructosa tiene casi la misma Kcal que el azcar, lo que la hace no recomendable para personas con triglicridos altos, con obesidad o problemas de sobrepeso si estamos siguiendo una dieta baja en caloras no debemos tomarla, ya que engorda prcticamente igual. Mermelada light Es una mermelada normal a la que han reducido la cantidad de azcar (sacarosa) y que por lo tanto tiene menor aporte calrico. Mermeladas slo fruta Para hacer esta mermelada se ha utilizado slo la fruta, su zumo, pectina y antioxidante (normalmente cido ctrico). Estos dos ltimos ingredientes todas las mermeladas los llevan normalmente en mayor o menor medida. Mermelada con edulcorantes Esta es la mejor opcin para las personas que estn a rgimen. En la elaboracin de este producto slo se han usado edulcorantes y ningn tipo de azcar por lo que aporta muy pocas Kcal aproximadamente unas 25 por 100 gr.

El presente trabajo pretende dar a conocer el proceso de elaboracin, las caractersticas y propiedades de la mermelada de carambolo.



1. TEMA

ELABORACIN DE MERMELADA CLSICA DE CARAMBOLOLa mermelada de carambolo es un producto alimenticio que se elabora con una mezcla de pulpa de frutas, frutas trozadas y con adicin de azcar, cido ctrico, pectina y preservante.

2. PENSAMIENTO CONTINUO Fruta Azcar cido ctrico Pectina Bicarbonato Conservante

Materia prima E insumos

Materiales y equipo

Gramera, refractmetro, termmetro, estufa, despulpadora, bolsas plsticas, colador, tinas de plstico, tablas de picar, cuchillo, tamiz, cuchara, ollas, mesa de trabajo, tapas, frascos de vidrio.


PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLOPara la elaboracin de la mermelada lo primero que se tiene en cuenta es la fruta que se va a utilizar. Se debe buscar la ms fresca posible. Normalmente se utiliza 250 gr una combinacin de fruta madura con fruta que ha empezado recin su maduracin, ya que si se escoge la fruta demasiado madura la mermelada no gelificar bien. La preparacin de mermeladas ha pasado de ser un proceso casero, para convertirse en una importante actividad de la industria de procesamiento de frutas. La conservacin de este producto se basa en las caractersticas de las materias primas que se emplean y los varios efectos que se ejercen sobre los microorganismos potencialmente deteriorantes de las mermeladas. La alta concentracin de slidos solubles que alcanza el producto final. Y la alta presin osmtica que presenta un producto con 65 a 68% de slidos solubles o grados Brix, impide el desarrollo de MO. Aquellos que se pongan en contacto con esta masa tan concentrada sufrirn una deshidratacin por smosis. Esto se debe a la menor concentracin de slidos presente en el interior de las clulas microbianas, las cuales no podrn impedir la salida espontnea de su agua que tratara de diluir la solucin exterior ms concentrada que es la mermelada. MATERIA PRIMA E INSUMOS La materia prima empleada son las frutas de carambolo, y estas en su mayora se caracterizan por ser cidas con un valor de pH que oscila entre 2,8 a 3,8. Esta propiedad limita el desarrollo de microorganismos (MO) patgenos, siendo las mermeladas atacables por hongos y levaduras. Frutas Carambola (Averrhoa carambola L.)


PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLONombre comn en Colombia: Carambolo, Carambola, Torombolo Descripcin botnica:Es una fruta tropical que se comercializa en Europa desde hace poco tiempo. Su fruto en baya, es estrellada con 5 ngulos. Su corte transversal es el de una estrella de cinco puntas. Su pulpa es jugosa, un poco fibrosa y cida. Su piel es fina, comestible, de un amarillo claro que se transforma en amarillo dorado cuando la fruta est madura. Posee una pulpa translcida, crujiente, jugosa y cida. Las variedades de mayor tamao son de color dorado, ms dulces y con una leve nota de acidez. Las variedades ms pequeas son muy agrias y tienen tonalidades plidas, verdes o amarillas. El sabor est entre el subcido y dulce. Pueden consumirse tanto cruda como cocida, en ensaladas o en zumo. Se utilizan normalmente para la decoracin de todo tipo de platos dulces y salados. Constituye un alimento ideal por su aporte de vitamina A, C y de minerales como el calcio, magnesio y fsforo. El jugo de carambola es una bebida saludable y tiene uso medicinal pues combate fiebres, diarreas y escorbuto. El zumo del fruto es utilizado para quitar diversos tipos de manchas inclusive herrumbre.

Valor alimenticioValor alimenticio por 100 g de la porcin comestible Caloras Humedad Protena Grasas Carbohidratos Fibra Ceniza Calcio Fsforo Hierro Caroteno Tiamina Riboflavina Niacina cido ascrbico** 35.7 89.0-91.0 g 0.38 g 0.08 g 9.38 g 0.80-0.90 g 0.26-0.40 g 4.4-6.O mg 15.5-21.0 mg 0.32-1.65 mg 0.003-0.552 mg 0.03-0.038 mg 0.019-0.03 mg 0.294-0.38 mg 26.0-53.1 mg

** Los anlisis de la India mostraron 10.40 mg de cido ascrbico en el jugo de una variedad "dulce"; 15.4 mg en el jugo de una variedad agria. El contenido de cido ascrbico de ambas frutas enceradas y sin encerar almacenadas a 50 F (10 C) ha sido reportado como 20 mg/100 ml de jugo. Los frutos encerados almacenados durante 17 das a 60 F (15.56 C) fue de 11 mg/100 ml de jugo. Los frutos sin encerar haban perdido el cido ascrbico.


PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLOAzcar

El azcar juega el papel ms importante en el proceso de gelificacin cuando se combina con la pectina. Otro punto importante es el hecho que la azcar impide la fermentacin y cristalizacin de la mermelada. Es importante saber equilibrar la cantidad de azcar ya que si se le echa poca cantidad hay ms probabilidad de que fermente y si se le echa mucha cantidad se puede cristalizar. Es preferible utilizar azcar blanca, porque permite que se mantengan las caractersticas propias del color y el sabor de la fruta. Cuando el azcar es sometida a coccin en medio cido, se produce un desdoblamiento en dos azcares (fructosa y glucosa), este proceso es esencial para la buena conservacin del producto.Aporte por 100 gr. De porcin comestible:APORTE RACINEnerga [Kcal] Protena [g] Hidratos de carbono [g] Fibra [g] Grasa total [g] AGS [g] AGM [g] AGP [g] AGP/AGS (AGP + AGM)/AGS Colesterol [mg] Alcohol [g] Agua [g] 399 0,00 99,80 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,20

MINERALESCalcio [mg] Hierro [mg] Yodo [mg] Magnesio [mg] Zinc [mg] Selenio [mg] Sodio [mg] Potasio [mg] Fosforo [mg] 0,60 0,29 0,00 0,20 0,10 0,60 0,30 2,20 0,00

VITAMINASVit. B1 Tiamina [mg] Vit. B2 Riboflavina [mg] Eg. Niacina [mg] Vit. B6 Piridoxina [mg] Ac. Flico [g] Vit. B12 cianocobalamina [g] Vit. C ascrbico [mg] Retinol [g] Carotenoides (Eg.carotenos) [g] Vit. A Eg. Retinol [g] Vit. D [g] 0,0 1,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0


PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLOcido Ctrico

El cido ctrico es un cido orgnico tricarboxlico que est presente en la mayora de las frutas, sobre todo en ctricos como el limn y la naranja. Su frmula qumica es C6H8O7. Es un buen conservante y antioxidante natural que se aade industrialmente como aditivo en el envasado de muchos alimentos. La acidez del cido ctrico es debida a los tres grupos carboxilos -COOH que pueden perder un protn en las soluciones. Si sucede esto, se produce un ion citrato. Los citratos son unos buenos controladores del pH de soluciones cidas. Los iones citrato forman sales con muchos iones metlicos. El cido ctrico es un polvo cristalino blanco. Puede existir en una forma anhidra (sin agua), o como monohidrato que contenga una molcula de agua por cada molcula de cido ctrico. La forma anhidra se cristaliza en el agua caliente, mientras que la forma monohidrato cuando el cido ctrico se cristaliza en agua fra. El monohidrato se puede convertir a la forma anhidra calentndolo sobre 74 C. El cido ctrico es importante tanto para la gelificacin de la mermelada como para darle brillo al color de la mermelada, mejorar el sabor, ayudar a evitar la cristalizacin del azcar y prolongar su tiempo de vida til. El cido se aade antes de cocer la fruta ya que ayuda a extraer la pectina de la fruta. Cuando la fruta es muy cida, se le agrega cido ctrico antes de la coccin por varios minutos para que el cido baje. Si la fruta es baja en cido, se le agrega durante la coccin para subir el cido.


PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLOPectina

La pectina tiene la propiedad de formar geles en medio cido y en presencia de azcares. Por este motivo, es utilizada en la industria alimentaria en combinacin con los azcares como un agente espesante, por ejemplo en la fabricacin de mermeladas. La mayor parte de las frutas contienen pectina, pero no en la cantidad suficiente para formar un gel, cuando la mermelada es fabricada, por lo que una cierta cantidad de pectina se aade para mejorar la calidad de la misma, brindndole la consistencia deseada. Cuando la pectina es calentada junto con el azcar se forma una red, que se endurecer durante el enfriado. El grupo de frutas que contienen la suficiente cantidad de pectina para formar un gel es reducido; un ejemplo de ellas es el membrillo. Comercialmente, la pectina es fabricada a partir de la pulpa de la manzana y la naranja. CONSERVANTES:

Son sustancias que se aaden a los alimentos para prevenir su deterioro, as evitar el desarrollo de microorganismos como hongos y levaduras. Los conservantes ms usados son el sorbato de potasio y el benzoato de sodio.


PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLOBicarbonato de sodio

Sustancia utilizada para conservar el color natural de la fruta y evitar el oscurecimiento del producto. Se agrega unos minutos antes de la coccin.

EQUIPOS Y MATERIALES Despulpadora Estufa Gramera Refractmetro Olla Tinas de plstico Colador Tabla de picar Cuchillos Tamiz Cuchara Mesa de trabajo Botellas Tapas Frascos de vidrio Bolsas plsticas de tapa rosca



3. PENSAMIENTO ESTRUCTURALFLUJO DE PROCESAMIENTO

Recepcin y seleccin de fruta

PesadoLavado y desinfeccin Precoccin Pelado Despulpado

FormulacinCoccin Envasado Exhausting Etiquetado

Almacenado


PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLODESCRIPCIN DEL FLUJO DE PROCESAMIENTO: Recepcin y Seleccin: En esta operacin se recibe la fruta eliminan aquellas que presentan magulladuras y contaminacin por microorganismos. Pesado Es importante para determinar el rendimiento que se puede obtener de la fruta. Lavado y desinfeccin Se realiza con la finalidad de eliminar la suciedad y/o restos de tierra adheridos en la superficie de la fruta. Esta operacin se puede realizar por: Inmersin: por lo general viene a ser un tratamiento previo a los otros lavados. En este caso se debe cambiar constantemente el agua para evitar que a la larga se convierta en un agente contaminante. Este mtodo de lavado se puede realizar en tinas. Precoccin El objeto de esta operacin es ablandar la fruta para facilitar el pelado y pulpeado, reducir la carga microbiana presente en la fruta. La precoccin, se realiza sumergiendo la fruta en agua a temperatura de ebullicin por espacio de 3 a 5 minutos. Pelado Se realiza de forma manual, y es conveniente retirarle el pericarpio para evitar alterar la calidad del producto. Despulpado Este proceso consiste en obtener la pulpa o jugo, libre de cscaras y semillas, se lleva a cabo en la despulpadora mecnica con un posterior tamizado. Luego se agreg 5 gr de bicarbonato de sodio. Formulacin Pulpa de carambolo (50 %) Azcar (50 %) Pectina (1- 2 %) cido ctrico (0,1 %) Preservante (0,02%) (Benzoato) Bicarbonato (0,1%)



Coccin de la fruta Una vez lista la fruta, se realiza la coccin, agregndole una tercera parte de azcar luego otro de los tercios y casi al final de la coccin se le agrega la pectina con la ltima parte del azcar. Luego se aade el cido ctrico para ajustar el pH se espera que alcance los 65 Brix luego de esto se deja 15 minutos ms y por ltimo se le agrega el benzoato de sodio. Durante la coccin se realiza la concentracin de la fruta, la cual se hace a temperaturas que pueden variar entre 85 y 96 C durante perodos de 15 a 30 minutos cuando menos. Este tratamiento trmico elimina de manera importante formas vegetativas de MO y la mayora de esporuladas.

Envasado Luego de la coccin se realiza el envasado mientras la preparacin este ms o menos a 85C. Luego se colocan a hervir con agua hasta el cuello durante 15 minutos pasado este tiempo se tapan los frascos y se le adiciona ms agua (que los tape) por otros 15 minutos. Exhausting Se colocan los frascos a hervir sin tapar por 15 minutos, luego se tapan y se colocan nuevamente por 30 40 minutos. Enfriado Luego del proceso de envasado se retiran del agua y se colocan sobre una toalla o tabla y se dejan enfriar. Etiquetado Los frascos se lavan cuando an estn calientes y se colocan las etiquetas. El diseo de las etiquetas debe ser cuidadoso y de acuerdo a normas tcnicas. Almacenamiento El producto se debe almacenar en un lugar fresco y seco (bajo sombra) evitando la luz directa.



4. PENSAMIENTO CIENTFICOHIPTESIS Una mermelada elaborada con parmetros de calidad y con la formulacin adecuada, es un producto que se puede consumir con confianza, ya que limita el desarrollo de microorganismos. TESIS Una mermelada es una mezcla de fruta entera, trozada o en pulpa, con una cantidad equivalente de azcar, que ha sido calentada y evaporada hasta alcanzar una concentracin de azcar de 65 BRIX. El principio bsico de conservacin es su poca cantidad de agua y su alta concentracin de azcar; que limitan el crecimiento de microorganismos. Si la mermelada se envasa en frascos de vidrio muy bien cerrados no es necesario agregar preservantes. La conservacin de este producto se basa en las caractersticas de las materias primas que se emplean y los varios efectos que se ejercen sobre los microorganismos potencialmente deteriorantes de las mermeladas. En primer lugar la materia prima empleada son las frutas, y estas en su mayora se caracterizan por ser cidas con un valor de pH que oscila entre 2,8 a 3,8. Esta propiedad limita el desarrollo de microorganismos (MO) patgenos, siendo las mermeladas atacables por hongos y levaduras. En segundo lugar, el tratamiento de concentracin se hace a temperaturas que pueden variar entre 65 y 85 C durante perodos de 15 a 30 minutos cuando menos. Este tratamiento trmico elimina de manera importante formas vegetativas de MO y la mayora de esporuladas. Un tercer efecto conservante es la alta concentracin de slidos solubles que alcanza el producto final. La alta presin osmtica que presenta un producto con 65 a 68% de slidos solubles o grados Brix, impide el desarrollo de MO. Aquellos que se pongan en contacto con esta masa tan concentrada sufrirn


PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLOuna deshidratacin por smosis. Esto se debe a la menor concentracin de slidos presente en el interior de las clulas microbianas, las cuales no podrn impedir la salida espontnea de su agua que tratara de diluir la solucin exterior ms concentrada que es la mermelada.

5. PENSAMIENTO OPERACIONALFormulacinFruta Azcar Pectina cido citrico Benzoato Bicarbonato

%

50

50

2

0,1

0,02

0,1

%Fruta Azcar Pectina cido citrico Benzoato Bicarbonato

Consistencia de la mermelada

Continuidad de la estructura

Rigidez de la estructura% Solidos solubles

% de la pectina

PH

0,5

1 Optimo

1,5

2,8Gel duro

3,2ptimo

3,6No

58Gel dbil

65

70

ptimo cristalizacin


PROCESO DE FABRICACIN: ELABORACIN DE MERMELADA DE CARAMBOLOGelificacin de la mermelada

La cantidad de pectina requerida para obtener un gel de determinada consistencia esta en relacin inversa a la concentracin de azcar de la masa a gelificar. A mayor cantidad de azcar presente corresponde una menor cantidad de pectina, y viceversa, una menor concentracin de azcar requiere una mayor cantidad de pectina.



En la grfica se observa el rea interna del polgono, en la que se dan condiciones de concentracin de materia seca o slidos de la mermelada y de pH en las que es ms probable la gelificacin. Por ejemplo a 65 Bx la gelificacin puede ocurrir si la mezcla de ingredientes flucta entre pH 2,9 a 3,5. Esta amplitud de pH se restringe de manera significativa si los Brix bajan alrededor de 60% o suben al 80%. Si un producto de 68 Bx tiene pH inferior a 3,0 o superior a 3,6 posiblemente presentar sinresis en el primer caso o gelificacin defectuosa en el segundo. Si los Brix son inferiores a 60% no habr gelificacin y superiores a 80% seguramente se presentar cristalizacin del azcar presente en mayor concentracin.

6. PENSAMIENTO GENERALIZADOUna alternativa para aprovechar la fruta en cosecha de nuestra regin es elaborar mermelada, y para esto lo primero que se hace es seleccionar las frutas de buen aspecto, luego se lavan para eliminar las suciedades presentes; seguidamente procedemos a escaldarlas y pelarlas. Se pican y se retiran las semillas para luego se espolvorea bicarbonato (0,01%) y se deja reposar por 15 minutos, esto para darle brillo y resaltar su color natural. Por cada kilo de fruta, se agrega igual cantidad de azcar, al momento de la coccin se agrega la mitad del azcar y cuando suelta la ebullicin se le adiciona los dems ingredientes: la pectina (2 %), el cido ctrico (0,1%), el benzoato (0,02%) y el azcar restante. Se deja hervir revolviendo constantemente hasta alcanzar el punto deseado. Envasar hirviendo en frascos de vidrio previamente esterilizados en agua caliente y colocarles a hervir destapados con agua hasta el cuello por media hora, luego taparlos y seguir hirvindolos con agua que los tape por cuarenta minutos ms, esto para taparlos al vaco y eliminar los microorganismos que puedan existir. Y as conservar el producto por mucho ms tiempo.



BIBLIOGRAFA

http://www.sabelotodo.org/agricultura/frutales/carambola.html http://ciecfie.epn.edu.ec/Automatizacion/Laboratorios/procesos/PROYECTO%20C ONTROL/mermelada.htm http://www.dietas.net/tablas-y-calculadoras/tabla-de-composicion-nutricional-delos-alimentos/azucares-dulces-y-pasteleria/azucares/azucar-blanco.html

http://www.lareira.net/cast/dietetica/alimentodet.php?IdAli=46 http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_c%C3%ADtrico http://www.food-info.net/es/qa/qa-wi6.htm


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