UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ELABORACIÓN DE TOSTADO PARA MICROONDAS A
PARTIR DE MAÍZ (
ZEA MAYS AMYLACEA
) PARA LA
EMPRESA BETA.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA EN ALIMENTOS
TATIANA VERÓNICA MARIÑO MIÑO
DIRECTOR: ING. JUAN BRAVO
DECLARACIÓN
Yo TATIANA VERÓNICA MARIÑO MIÑO, 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.
_________________________ Tatiana Mariño Miño
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Elaboración de
tostado para microondas a partir de maíz (Zea mays amylacea) para la
empresa BETA.”, que, para aspirar al título de Ingeniero/a en Alimentos
fue desarrollado por Tatiana Mariño, 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. Juan Bravo
DIRECTOR DEL TRABAJO
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO
A mis padres por apoyarme en todo durante estos 5 años para que culmine mi carrera, por ser mi ejemplo a seguir, pero sobretodo por ser mis mejores amigos y estar siempre junto a mí.
A mi familia por su continuo apoyo y, especialmente, a mi prima que fue la que me propuso la idea para la elaboración de este tema como tesis de grado.
A la empresa BETA, fundamentalmente, a mi tío que confió en mí y me dio todo su apoyo para la realización de este trabajo de titulación.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN vi
ABSTRACT viii
1. INTRODUCCIÓN 1
1.1 OBJETIVO GENERAL 2
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 2
2. MARCO TEÓRICO 3
2.1 EL MAÍZ (Zea mays) 3
2.1.1 PRODUCCIÓN Y FORMAS DE CONSUMO DEL
MAIZ EN EL ECUADOR 7
2.2 LÍPIDOS 8
2.2.1 COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DE LA MANTECA
VEGETAL 9
2.3 TEXTURA 10
2.4 APERITIVOS (SNACKS) 11
2.4.1 SNACKS A PARTIR DE MAÍZ 11
2.4.2 PROCESO DE FRITURA 13
2.5 EMPAQUES 14
2.5.1 EMPAQUES SUSCEPTORES 14
2.5.2 EMPAQUES DE PAPEL 14
2.6 ANÁLISIS SENSORIAL 15
2.6.1 TIPOS DE EVALUACIÓN SENSORIAL 15
2.7 MICROONDAS 17
2.7.1 EL HORNO MICROONDAS 17
ii
PÁGINA
3.1 MATERIA PRIMA 20
3.2 PRUEBAS PRELIMINARES 20
3.3 PROCESO DE ELABORACIÓN DE TOSTADO PARA
MICROONDAS 22
3.4 DISEÑO DEL EXPERIMENTO 24
3.5 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL 24
3.6 ANÁLISIS ESTADÍSTICO 25
3.7 ACEPTABILIDAD 25
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 27
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA 27
4.2 PRUEBAS PRELIMINARES 28
4.3 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL 29 4.4 PRUEBAS DE ACEPTABILIDAD 41
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 47
5.1 CONCLUSIONES 47
5.2 RECOMENDACIONES 48
BIBLIOGRAFÍA 49
iii
ÍNDICE DE TABLAS
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Tabla 1. Meses del año que toman nombre de acuerdo a las
etapas de cosecha del maíz. 3
Tabla 2. Composición nutricional del maíz amarillo 5
Tabla 3. Clasificación del maíz por características físico-químicas 6
Tabla 4. Composición nutricional de la manteca vegetal 9
Tabla 5. Tipos de pruebas sensoriales 16
Tabla 6. Componentes del horno microondas y su función 18
Tabla 7. Tiempos y potencias tomadas aleatoriamente 21
Tabla 8. Condiciones de tiempo y potencia en el proceso de
cocción en horno microondas 24
Tabla 9. Composición del maíz INIAP 122 “Chaucho Mejorado” 27
Tabla 10. Cantidad en gramos de tostados enteros 29
Tabla 11. Cantidad en gramos de tostados quebrados 31
Tabla 12. Cantidad en gramos de tostados reventados 33
Tabla 13. Escala de color para tostado elaborado en microondas 36
Tabla 14. Cantidad de grasa en muestras EC1615 y 703
por cada 100 gramos 39
Tabla 15. Características Organolépticas de tostado EC1615
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
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Figura 1. Partes Constituyentes del Grano de Maíz 4
Figura 2. Estructura de un triglicérido 8
Figura 3. Snacks elaborados a base de maíz 12
Figura 4. Componentes básicos del horno microondas 19
Figura 5. Diagrama de flujo para la elaboración
de tostado para microondas 23
Figura 6. Cantidad de tostados enteros con interacción
tiempo y potencia 30
Figura 7. Cantidad de tostados quebrados con interacción
tiempo y potencia 32
Figura 8. Cantidad de tostados reventados con interacción
tiempo y potencia 34
Figura 9. Comparación de color para cada muestra
en la potencia de 630 Watts 37
Figura 10. Comparación de color para cada muestra
en la potencia de 700 Watts 38
Figura 11. Calificación del gusto para la “Aceptabilidad Global”
de la muestra 703 42
Figura 12. Calificación de gusto para el atributo “Color”
de la muestra 703 43
Figura 13. Calificación del gusto para el atributo “Sabor”
de la muestra 703 44
Figura 14. Calificación del gusto para el atributo “Textura”
v
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO I 55
PRETRATAMIENTOS
ANEXO II 56
FUNDAS DE PAPEL UTILIZADAS
ANEXO III 57
LÁMINA INTRODUCIDA ENTRE LAS CAPAS DE PAPEL
ANEXO IV 58
SELECCIÓN DE MATERIA PRIMA
ANEXO V 59
PESADO DE GRASA, MAÍZ Y EMPACADO DE MEZCLA
ANEXO VI 60
ENCUESTA PARA PRUEBA DE ACEPTABILIDAD
ANEXO VII 61
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DEL MAÍZ
ANEXO VIII 62
RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE GRASA PARA TOSTADO ELABORADO TRADICIONALMENTE
ANEXO IX 63
vi
RESUMEN
viii
ABSTRACT
1
1. INTRODUCCIÓN
El maíz, es un grano que se consume desde hace muchos años alrededor del mundo, y ha sido fuente importante de alimentación, especialmente en el continente Americano (Pérez, 2009).
En el Ecuador, el consumo de maíz en todas sus variedades es elevado; según el INEC (2009) el consumo aparente de maíz a nivel nacional fue de 1107 250.07 Toneladas Métricas y el consumo per cápita fue de 82.85 kilogramos con una población de 13 321198. Este es un cultivo de gran importancia económica y social para el Ecuador con una producción por variedad (común, certificada y mejorada) hasta el año 2011 de 34 294 Toneladas Métricas, mientras que una producción por práctica de cultivo (sin riego, con riego, con fertilizantes, sin fertilizantes, con fitosanitarios y sin fitosanitarios) hasta el año 2011 fue de 102 345 Toneladas Métricas.
Actualmente el acelerado ritmo de vida induce a que consumidores demanden alimentos de fácil y rápida preparación. En el Ecuador hay comidas típicas que gustan a muchos consumidores y, precisamente por la falta de tiempo, la mayoría de veces no las pueden elaborar. Por esta razón, se presenta la opción de elaborar tostado para microondas satisfaciendo la demanda que representa este tipo de producto en el mercado.
El tostado es un alimento que se lo puede consumir como acompañamiento de muchas comidas, entre las que podemos encontrar: el cebiche, hornado, fritada, llapingachos, sopas, etc.
2
1.1 OBJETIVO GENERAL
Elaborar tostado para microondas a partir de maíz (Zea mays amylacea) para la empresa BETA.
1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar, en base a características de referencia, la mejor combinación de tiempo y potencia de aplicación.
Analizar el contenido de grasa que se obtiene en el producto final.
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1 EL MAÍZ (
Zea mays)
El maíz es un cereal originario del continente americano donde desde las épocas de las culturas Maya e Inca, se lo consumía como cereal básico en la dieta diaria. El nombre maíz, como se lo conoce actualmente, proviene de la palabra mahís en taíno, idioma que los pueblos indígenas de Cuba hablaban. En maya se conoce como “x-im” o “xiim” y a las mazorcas se las denomina “Naal”, mientras que en quichua el término que se utiliza es “sara” (Asturias, 2004). Según Miño (2007), el maíz apareció en el Ecuador hace 7000 años en Real Alto y Valdivia, y fue tal la importancia dada a este cereal, que los incas elaboraron un calendario en base a las etapas de cosecha del maíz, como se demuestra en la Tabla 1.
Tabla 1. Meses del año que toman nombre de acuerdo a las etapas de
cosecha del maíz.
MES NOMBRE QUICHUA SIGNIFICADO
Enero Uchuy Pucuy Pequeña maduración del maíz
Febrero Jatun Pucuy Gran maduración del maíz
Abril Airihuay Danza del maíz joven
Mayo Aymuari Canto de la cosecha
4 El maíz es uno de los cereales de mayor tamaño y producción alrededor del mundo. La Figura 1, demuestra que está constituido por: el Pericarpio o Cascarilla que es la parte externa del grano y le proporciona protección al mismo; el Endospermo es la fuente de energía del maíz, es decir, el almidón que constituye aproximadamente el 80% - 82% del peso total del grano; el Germen o Embrión es la parte del grano donde se encuentra el mayor contenido de grasa del cereal y, además, es el responsable de generar una nueva planta, constituye el 8% - 12% del peso total de este (Asturias, 2004; Machado, 2001).
Los granos de maíz están contenidos en una mazorca que a su vez está envuelta en hojas (Asturias, 2004).
Figura 1. Partes Constituyentes del Grano de Maíz
(Alimentos, 2008)
La calidad nutricional de los alimentos está dada por el contenido de aminoácidos esenciales, tomando en cuenta este aspecto, el maíz es un cereal deficiente por su carencia de lisina y triptófano; mientras que se lo
Endospermo
Pericarpio
5 considera como una buena fuente de energía por su alto contenido de almidón que representa el 72% - 73% del peso total del grano. Además posee un porcentaje significativo de grasa, especialmente con ácidos grasos insaturados, considerados de buena calidad para su consumo dentro de la dieta diaria (Hernández, 2010). La fibra que está mayoritariamente en el pericarpio constituye el cuarto nutriente más importante después del almidón, las proteínas y la grasa; la cual es importante porque ayuda a mejorar la digestión (FAO, 1993). En la Tabla 2 se especifica la composición nutricional por cada 100 gramos de maíz amarillo.
Tabla 2. Composición nutricional del maíz amarillo
Contenido en 100 g
Energía (Kcal) 355
Humedad (% ) 10.80
Fibra (g) 3.20
Carbohidratos (g) 69.60
Proteínas (g) 8.30
Grasa total (g) 4.80
Calcio (mg) 159
Fósforo (mg) 235
Magnesio (mg) 147
Potasio (mg) 284
Vitamina A (µg) 18
Ácido Fólico (µg) 19
6 En el Ecuador se puede encontrar más de 20 tipos de maíz y su clasificación está dada por los campesinos que durante años han cultivado este grano (Miño, 2007).
Según Carrillo (1999), entre las principales características por las cuales se puede clasificar al maíz están: el color del grano, la forma y tamaño de la mazorca y la más importante, por ser la más precisa, es la que se muestra en la Tabla 3 donde se considera las características físico-químicas del grano.
Tabla 3. Clasificación del maíz por características físico-químicas
Tipo Característica
Canguil Grano reventón, pericarpio muy fuerte, endospermo revienta por
aumento de presión dentro del grano
Chulpi Grano pequeño aplanado y arrugado con endospermo dulce, suave
cuando se somete a tostado, se lo cultiva en la Sierra
Duro Grano de color amarillo, blanco o rojo que se lo cultiva en la Costa
Mishca Grano amarillo harinoso, madura más rápido que el grano suave y se lo
cultiva en la Sierra
Morochillo Grano duro, pequeño y blanco que se usa únicamente para alimentación
animal; se lo cultiva en la Costa y Sierra
Morocho Grano más grande que el canguil, de color blanco y extremadamente
duro que se lo cultiva en la Sierra y Costa
Suave Grano grande, harinoso y se demora más tiempo en madurar; se lo
cultiva primordialmente en la Sierra
7
2.1.1 PRODUCCIÓN Y FORMAS DE CONSUMO DEL MAIZ EN EL
ECUADOR
El cultivo de maíz en el Ecuador está distribuido por casi todo el país, comenzando desde cerca del nivel del mar, en la Costa, hasta 3 200 metros sobre el nivel del mar, en la Sierra (Yánez et al., 2003). Según el Ministerio de Agricultura, Ganadería, Acuacultura y Pesca (MAGAP) la superficie anual cosechada de maíz duro y suave en grano, a nivel nacional hasta el año 2010, fue de 337 697ha en las que el 77% (261 280ha) corresponde a la cosecha de maíz duro seco en grano y tan sólo el 23% (76 417ha) pertenece a la cosecha de maíz suave seco en grano; al constituir la agricultura el mayor componente del Producto Interno Bruto (PIB) del Ecuador con un total de 17.5% , el 3% de éste corresponde a la Cadena de Maíz (MAGAP, 2012).
El cultivo de este grano es el único que cubre una superficie de siembra aproximada de 500.000 ha, de las cuales, el 50% es maíz amarillo duro cristalino sembrado en su gran mayoría en la Región Costa; mientras que el otro 50% es el maíz de altura, es decir, el maíz suave harinoso (INIAP).
8
2.2 LÍPIDOS
Existen aceites y grasas comestibles que se diferencian básicamente en que los aceites son líquidos a temperatura ambiente y las grasas son sólidas a la misma temperatura. Así también se los clasifica de acuerdo a su origen que puede ser animal o vegetal. La característica de éstos, como lo muestra la Figura 2, es que están compuestos por triglicéridos que a su vez están formados por moléculas que contienen un glicerol y tres ácidos grasos iguales o diferentes. Los ácidos grasos pueden ser saturados, es decir, tienen enlaces simples entre los átomos de carbono que a su vez contienen su máxima capacidad de hidrógeno; y ácidos grasos insaturados que tienen dobles enlaces entre carbonos y no están en su máxima capacidad de hidrógenos (Badui, 2012).
Figura 2.Estructura de un triglicérido
9 Las grasas de origen vegetal se pueden clasificar en dos grandes grupos: las que se obtienen de los frutos y las que proceden de semillas oleaginosas. A temperatura ambiente se puede encontrar grasas en estado sólido o manteca y en estado líquido o aceite (A. Hernández, 2010).
La manteca se obtiene por un proceso de hidrogenación que consiste básicamente en aumentar el punto de fusión de la grasa y mejorar la estabilidad a la oxidación. Los aceites están compuestos de ácidos grasos saturados, insaturados o combinados entre los dos tipos, entre los principales ácidos grasos saturados que se encuentran con más frecuencia en las grasas están el ácido láurico, mirístico, palmítico y esteárico (Ordoñez et al., 2012).
2.2.1 COMPOSICIÓN NUTRICIONAL DE LA MANTECA VEGETAL
Las grasas vegetales están compuestas por aceites vegetales que han sido hidrogenados para disminuir su punto de fusión y hacerlas sólidas, razón por la cual la composición de éstas depende de los aceites que están conformándola. De forma general, según la Fundación Universitaria Iberoamericana (FUNIBER) la composición de la grasa vegetal es como se resume en la Tabla 4.
Tabla 4. Composición nutricional de la manteca vegetal
Contenido (en 100g)
Energía (Kcal) 880
Proteína (g) 0
Grasa Total (g) 99.50
10
2.3 TEXTURA
La textura se define como una característica sensorial que tienen los alimentos, al momento de ser consumidos. La combinación de las percepciones visuales, olfativas, gustativas y táctiles debe ser la más adecuada, para que el alimento resulte más atractivo al consumidor (Badui, 2012).
Básicamente está definida por una consecuencia externa en el alimento a causa de cambios que se producen en la disposición estructural de sus componentes, lo cual se puede producir por adición de un ingrediente o por sometimiento a un proceso específico que da una textura diferente (Gutiérrez, 2000).
Las características físicas, mecánicas y de composición de los alimentos son las que determinan su textura, las cuales pueden ser modificadas por algún compuesto específico como almidones que se usan como espesantes o los lípidos que ayudan para ablandar y lubricar mejor el producto (Gutiérrez, 2000).
11
2.4 APERITIVOS (
SNACKS
)
Los snacks o aperitivos son considerados como una pequeña ración de alimento para calmar el hambre ya sea antes de consumir la comida principal o entre las comidas, así como muchas veces solamente se los consumen para satisfacer el apetito de ese momento; por esta razón las porciones que vienen en este tipo de alimentos suelen ser pequeñas. Los aperitivos se elaboran con el objetivo de ofrecer al consumidor alimentos de rápido y fácil consumo ya que ahora ésta es la nueva demanda que se debe satisfacer (Consumer, 2012).
2.4.1 SNACKS A PARTIR DE MAÍZ
12
Figura 3. Snacks elaborados a base de maíz
(C. Hernández, 2010; "Junk Food," 2010; REUTERS, 2009; Valenzuela, 2009)
Extruídos Hojuelas de maíz
13
2.4.2 PROCESO DE FRITURA
14
2.5 EMPAQUES
El empaque forma una parte fundamental del alimento, ya que lo está conteniendo y protegiendo de cualquier alteración o contaminación, sin afectar a la salud del ser humano. Además, define la decisión del consumidor al momento de comprar el producto, ya sea por la comodidad, la presentación, la protección y/o información.
Los empaques pueden ser de vidrio, metal, papel, plástico, aluminio, madera, algodón, etc.; dependiendo del tipo de alimento que se vaya a empacar (Vaclavik, 2002).
2.5.1 EMPAQUES SUSCEPTORES
Los empaques susceptores son aquellos que están diseñados para convertir la energía de microondas en energía térmica para poder calentar el alimento que está conteniendo, son ideales para tostar o dorar la superficie del alimento siempre y cuando su interior sea húmedo y caliente; estos empaques están hechos de una lámina metálica introducida entre las capas de papel para poder mantener la temperatura uniforme en el alimento (Bodor, Desai, Morteza, & Ravinder, 1996).
2.5.2 EMPAQUES DE PAPEL
15
2.6 ANÁLISIS SENSORIAL
La evaluación sensorial es un método que se utiliza para analizar la calidad de los alimentos mediante el uso de uno o más de los sentidos humanos, de esta manera es la única forma en que se puede medir la preferencia y aceptabilidad que tiene un producto entre los consumidores (Vaclavik, 2002). Este tipo de análisis es importante para determinar ciertas características que sólo pueden percibirse con los sentidos, por esta razón los resultados que se obtienen de esta evaluación, deben ser cuantificables y representarse de forma objetiva (Sancho, Bota, & De Castro, 2001).
Para el desarrollo de un nuevo producto es necesario hacer una evaluación sensorial y así poder determinar la aceptabilidad de éste en los consumidores.
2.6.1 TIPOS DE EVALUACIÓN SENSORIAL
16
Tabla 5. Tipos de pruebas sensoriales
Prueba
sensorial Descripción
Prueba de Diferencia
- Consiste en determinar si hay alguna diferencia entre el producto original y el producto nuevo.
- Normalmente se lo usa cuando se ha cambiado algún ingrediente específico del producto.
- Se lo puede realizar con un grupo pequeño de catadores entrenados o con un grupo grande de catadores no entrenados.
Prueba de Aceptación o Preferencia
- Se utiliza para determinar si el producto a evaluar es aceptado o preferido por los consumidores.
- Habitualmente es necesario este tipo de prueba cuando se ha desarrollado un producto nuevo.
- Es importante establecer el grupo de consumidores al que está dirigido el producto y tomar una muestra representativa de la población.
Prueba Descriptiva
- Es un tipo de prueba de diferencia mucho más especializada. - Se lo utiliza más para estudios científicos de investigación.
- Se necesita un grupo pequeño de catadores muy bien entrenados.
17
2.7 MICROONDAS
Las microondas se sitúan en el espectro electromagnético entre las ondas de radio y la radiación infrarroja con una longitud de onda entre 2.21 y 1.4cm con una frecuencia que va entre 300 MHz y 300 GHz. Son ondas monocromáticas, planas y fuertemente polarizadas. Este es un tipo de radiación no ionizante con un poder de penetración mayor a la de la radiación infrarroja. Al ser absorbida la energía de las microondas por la materia se convierte en calor (Ordóñez et al., 2012).
2.7.1 EL HORNO MICROONDAS
El horno microondas es un artefacto que se utiliza tanto a nivel doméstico como a nivel industrial. El calentamiento se debe a la excitación de las moléculas de agua que todos los alimentos contienen en su composición. Como demuestran la Tabla 6 y la Figura 4 los componentes básicos de los hornos microondas domésticos son: una fuente de energía, el magnetrón, la guía de ondas, el agitador, la cavidad del horno, la puerta con rejilla y el plato giratorio (R. P. Singh & Heldman, 1998).
18
Tabla 6. Componentes del horno microondas y su función
Parte Función
Fuente de energía
De la red eléctrica extrae energía y la convierte en energía de alto voltaje necesaria para que comience a funcionar el horno microondas.
Magnetrón o tubo de potencia
Convierte la energía extraída en microondas, una energía radiante de alta frecuencia.
Guía de Ondas o Sección de Transmisión
Se encarga de irradiar la energía generada por el magnetrón hacia la cavidad del horno donde se encuentra el alimento que será calentado o cocido.
Agitador
Normalmente es un ventilador que distribuye la energía por todo el horno, de esta manera se asegura la homogenización del calentamiento en los alimentos.
Cavidad del horno u Horno
Es el espacio donde está el alimento que será sometido a calentamiento o cocción. Las paredes son metálicas que ayudan a que la energía sea reflejada y distribuida por todo el espacio y, de tal manera, penetre en el alimento.
Puerta con Rejilla Se encarga de evitar que las ondas emitidas salgan del horno
microondas.
Plato Giratorio Está ubicado en la cavidad del horno y hace que el alimento gire
para que las ondas penetren en diferentes ángulos de éste.
19
Figura 4. Componentes básicos del horno microondas
20
3. METODOLOGÍA
Para la elaboración de este trabajo y cumplir con los objetivos planteados se utilizó los siguientes materiales, equipos y procesos.
3.1 MATERIA PRIMA
Se utilizó maíz (Zea mays amilacea) tipo INIAP – 122 “Chaucho Mejorado” adquirido en la Estación Experimental Santa Catalina del INIAP.
3.2 PRUEBAS PRELIMINARES
Antes del proceso de elaboración se hicieron algunas pruebas preliminares que se describen a continuación.
21 El tipo de grasa que se utilizaría se estableció mediante la comparación del brillo que el aceite “La Favorita. Aceite Vegetal de Canola”, la manteca vegetal “Tres Chanchitos” y manteca de chancho de “Agropesa” daban al producto final.
Se probó con varios tipos de fundas que se pueden observar en el Anexo II sean de papel Bond, papel café, papel couché de 90 gramos y fundas del producto importado Act II o del producto nacional Kikos que contienen una lámina metida entre las capas de papel como se puede apreciar en el Anexo III.
Posteriormente se hicieron pruebas con diferentes tiempos; para todas las muestras se comenzó con 2 minutos 20 segundos que es el tiempo programado en el horno microondas para hacer canguil, todos los experimentos se sacaron a este tiempo y si no estaban tostados se reprogramaba el horno con más tiempo de manera aleatoria, los valores se muestran en la Tabla 7 conjuntamente con las distintas potencias que se utilizaron.
Tabla 7. Tiempos y potencias tomadas aleatoriamente
Variables Tiempo (minutos)
Potencia
(Watts) 2 2. 20 3 3.20 4 4.40 5 5.10 6.30 7.30 15.30
70 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- X
350 --- --- --- --- --- --- --- --- --- X ---
560 --- --- --- --- --- --- --- --- X --- ---
630 --- --- --- --- --- --- X --- --- --- ---
700 X X X X X X --- X --- --- ---
22 Finalmente, después de estos experimentos se hicieron pruebas más específicas con las tres más altas potencias (560W, 630W y 700W) y cuatro tiempos (2, 3, 4 y 5 minutos) que se establecieron de acuerdo a los resultados obtenidos anteriormente.
3.3 PROCESO DE ELABORACIÓN DE TOSTADO PARA
MICROONDAS
El proceso de elaboración de tostado para microondas se muestra en la Figura 5 que a continuación se lo explica.
En el primer paso de selección de la materia prima, como se puede ver en el Anexo IV, se eliminó cualquier tipo de impureza incluyendo los restos que quedaron del tronco, como sugiere la norma NTE INEN 187:95 (INEN, 1995).
Se procedió a pesar el maíz y paralelamente se pesó la grasa para mezclarlos de manera homogénea, esta mezcla se empacó en la funda de papel que se utilizaría, como lo demuestra el Anexo V.
Una vez empacada la mezcla Maíz – Grasa se la sometió al proceso de cocción en un horno microondas (LG Modelo MFL06338816) con 10 niveles de potencia.
Finalmente se procedió al pesado del producto final y se lo empacó en fundas plásticas transparentes para el posterior análisis de las muestras. El pesado del maíz y la grasa se realizó en una Balanza Electrónica Modelo KDS con capacidad de 3000 gramos.
23
MAIZ
Selección
Pesado
Grasa Vegetal
Mezclado de Maíz y Grasa
Empacado en funda de papel
Cocción en horno microondas
24
3.4 DISEÑO DEL EXPERIMENTO
La elaboración de tostado para microondas consistió básicamente en determinar el efecto de la potencia y el tiempo en el producto final, para esto se utilizó un diseño experimental A x B, categorizado con tres repeticiones con la potencia y el tiempo como los dos factores a analizar con dos y cinco niveles respectivamente como se muestra en la Tabla 8.
Tabla 8. Condiciones de tiempo y potencia en el proceso de cocción en
horno microondas
Variables Tiempo (minutos)
Potencia
(Watts) 2 2.25 2.50 2.75 3
630 X X X X X
700 X X X X X
3.5 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
Se pesó la cantidad de tostados que estaban quebrados, reventados y enteros que se obtuvieron después de la cocción en el horno.
25 segundos, una muestra representativa de 60 gramos para posteriormente comparar con las muestras obtenidas cocidas por microondas.
Una vez que se determinó que la mejor muestra fue la elaborada a 700 Watts y 3 minutos (703), se envió a realizar en el Laboratorio de Alimentos Procesados del Instituto Nacional de Higiene y Medicina Tropical “Leopoldo Izquieta Pérez” el análisis de grasa con 100 gramos de muestra seleccionada (703) y 100 gramos de la muestra de tostado elaborado tradicionalmente (EC1615), que se utilizó anteriormente para la escala de color; el laboratorio utilizó dos métodos para determinar la cantidad de grasa de las muestras, los cuales fueron Hidrólisis ácida y Soxhlet; además el mismo laboratorio proporcionó información de las características organolépticas (color, olor y sabor) de ambas muestras.
3.6 ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Se utilizó el análisis de varianza ANOVA multifactorial para analizar el efecto del tiempo y potencia sobre el producto final, además se aplicó la prueba de Tukey con un nivel de significancia del 95% para determinar diferencias significativas entre tratamientos con el programa de Statgraphics Centurion XV.
3.7 ACEPTABILIDAD
26 “Me disgusta mucho”, 2 “Me disgusta”, 3 “Ni me gusta ni me disgusta”, 4 “Me gusta”, 5 “Me gusta mucho”; la cual se muestra en el Anexo VI.
27
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
La composición de la materia prima fue proporcionada por el Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias donde se adquirió el maíz. La Tabla 9 muestra las características químicas del maíz que están mencionadas en el documento que se muestra en el Anexo VII.
Tabla 9. Composición del maíz INIAP 122 “Chaucho Mejorado”
De calidad (base seca)
Humedad 13.03%
Proteína 8.13%
Azúcares totales 2.32%
Almidón 74.57%
Aceptación de choclo y grano seco Buena
(Silva, Dobronski, & Jorge, 1997)
28 de 15.5% por lo que el maíz INIAP 122 está dentro del valor permitido con 13.03% de humedad.
Comparando con la norma NTE INEN 187:95 también está dentro del rango permitido ya que en ésta se menciona como mínimo 13% de humedad y máximo 30% (INEN, 1995).
El contenido de proteína es menor en relación al trigo pero mayor en comparación al arroz; mientras que, el porcentaje de almidón es relativamente más alto al que se reporta para el grano de trigo (Vázquez, De Cos Blanco, & López, 2005); la Tabla 9 demuestra que el almidón es un componente que sobresale por encima de los otros nutrientes pues, en general, los cereales se caracterizan por su alto contenido de carbohidratos, razón por la cual se obtiene harina a partir de la mayoría de ellos.
4.2 PRUEBAS PRELIMINARES
Se observó que el producto final no presentó ninguna diferencia en el color o la textura con o sin la aplicación de un pretratamiento, por lo que se determinó que el maíz no necesita ningún tipo de pretratamiento.
La cantidad de maíz que se utilizaría para todas las muestras se estableció en 60 gramos y 15 gramos para la grasa, después de hacer la comparación con los dos productos de referencia.
La grasa que se utilizaría se determinó por el brillo que las grasas utilizadas dieron al producto final, lo que hizo que por un mejor aspecto se seleccione la manteca vegetal.
29 Además, la funda absorbe la grasa y evita que ésta gotee, una vez que el producto ya ha sido sometido a las microondas.
4.3 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
Para determinar la cantidad de enteros, quebrados y reventados del producto final se utilizó la metodología que está descrita en el apartado 3.5 y, cuyos resultados se presentan a continuación.
La Tabla 10 muestra la cantidad de tostados enteros que se obtuvieron junto con las desviaciones estándar respectivas, se puede apreciar que no existen diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos.
Tabla 10. Cantidad en gramos de tostados enteros
Tiempo (minutos)
Potencia 2 2.25 2.5 2.75 3
630 W 7.66±0.55 aA 8.16±1.27 aA 8.49±1.71 aA 9.06±3.56 aA 6.79±1.42 aA
700 W 8.80±1.45 aA 9.86±1.84 aA 10.27±2.52 aA 9.63±1.17 aA 8.95±1.48 aA
*n=3
Para la misma potencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0,05) Para el mismo tiempo letras minúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0.05) y valor de
Tukey= 5.3746
30 periódica con el mayor a los 2.75 minutos y el menor a los 3 minutos. El menor valor obtenido es a 630 W y 3 minutos, mientras que el mayor valor es a 700 W y 2.5 minutos.
7.66 8.16 8.49 9.06
6.79 8.80 9.86 10.27
9.63 8.95 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00
2 2.25 2.5 2.75 3
C a n ti d a d (g )
Tiempo (min)
630 W
700 W
aA
aA
aA
aA
aA
aA
aA
aA
aA
aA
Figura 6. Cantidad de tostados enteros con interacción tiempo y potencia
Para la misma potencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0.05) Para el mismo tiempo letras minúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0.05) y valor de Tukey= 5.3746
31
Tabla 11. Cantidad en gramos de tostados quebrados
Tiempo (minutos)
Potencia 2 2.25 2.5 2.75 3
630 W 15.18±2.46 aA 17.94±0.59 aA 20.73±2.17 aA 15.11±2.73 aA 16.28±3.55 aA
700 W 18.55±2.25 aA 18.46±2.10 aA 18.94±4.22 aA 19.18±1.99 aA 13.26±0.69 aA *n=3
Para la misma potencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0,05) Para el mismo tiempo letras minúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0.05) y valor de
Tukey= 7.2727
32 15.18 17.94 20.73 15.11 16.28 18.55 18.46 18.94 19.18 13.26 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
2 2.25 2.5 2.75 3
C a n ti d a d (g )
Tiempo (min)
630 W
700 W
aA
aA
aA
aA
aA
aA
aA
aA
aA
aA
Figura 7. Cantidad de tostados quebrados con interacción tiempo y potencia
Para la misma potencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0.05)
Para el mismo tiempo letras minúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0.05) y valor de Tukey=
7.2727
33
Tabla 12. Cantidad en gramos de tostados reventados
Tiempo (minutos)
Potencia 2 2.25 2.5 2.75 3
630 W 37.14±1.39 aA 33.16±1.84 aA 30.70±4.14 aA 35.35±3.29 aA 37.09±2.40 aA
700 W 32.27±2.25 bA 32.11±1.04 aAB 31.91±2.75 aAB 31.62±0.75 aB 36.23±0.60 aA *n=3
Para la misma potencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0,05) Para el mismo tiempo letras minúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0.05) y valor de
Tukey= 6.7172
34 37.14 33.16 30.70 35.35 37.09 32.27 32.11 31.91 31.62 36.23 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00
2 2.25 2.5 2.75 3
C a n ti d a d (g )
Tiempo (min)
630 W
700 W
aA
bA
aA
aAB
aA aAB
aA
aB
aA
aA
Figura 8. Cantidad de tostados reventados con interacción tiempo y potencia
Para la misma potencia letras mayúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0.05) Para el mismo tiempo letras minúsculas diferentes denotan diferencia significativa (P<0.05) y valor de Tukey= 6,7172
35 cual se puede aplicar al grano tostado ya que este empezó con una humedad de 13%. J. Singh and Singh (1999) también menciona que la potencia del microondas aplicada sobre el canguil afecta directamente al volumen de expansión de este, afirma que a mayor potencia los granos de canguil revientan más; por lo que en cuanto al tostado se puede decir que se obtiene el mismo resultado ya que a 700 Watts, siendo la más alta potencia del horno microondas con que se trabajó, se alcanzó la mayor cantidad de granos reventados en comparación con la potencia de 630 Watts. Este mismo autor indica que este fenómeno también depende de la capacidad de absorción de la potencia que tenga el grano y los cambios que se producen en sus propiedades dieléctricas.
La muestra 703 (700 Watts y 3 minutos) es la seleccionada para ser analizada en las pruebas de aceptabilidad ya que tiene la menor cantidad de granos quebrados y la mayor cantidad de granos reventados, los dos requisitos que se buscan cumplir para ofrecer un producto apetecible al consumidor.
36
Tabla 13. Escala de color para tostado elaborado en microondas
Intensidad de color 20% 40% 60% 80% 100%
Potencia (W)
Tiempo (Min)
630 2 X
630 2.15 X
630 2.30 X
630 2.45 X
630 3 X
700 2 X
700 2.15 X
700 2.30 X
700 2.45 X
700 3 X
37 *EC315: Muestra de Escala de Color en 3 min 15 seg
EC630: Muestra de Escala de Color en 6 min 30 seg EC945: Muestra de Escala de Color en 9 min 45 seg EC 1260: Muestra de Escala de Color en 12 min 60 seg EC 1615: Muestra de Escala de Color en 16 min 15 seg
Figura 9. Comparación de color para cada muestra en la potencia de 630
38 La Figura 10 establece la comparación de la intensidad de color para cada muestra que se elaboró a 700 Watts. Se puede apreciar de la misma forma, que para la potencia más baja, el color se hace más obscuro conforme aumenta el tiempo. En este caso las dos últimas muestras se mantienen en 80 % de intensidad de color, lo que significa que en la mayor potencia del horno microondas se puede obtener un tostado agradable ya sea a 3 minutos o 2 minutos 45 segundos.
*EC315: Muestra de Escala de Color en 3 min 15 seg EC630: Muestra de Escala de Color en 6 min 30 seg EC945: Muestra de Escala de Color en 9 min 45 seg EC 1260: Muestra de Escala de Color en 12 min 60 seg EC 1615: Muestra de Escala de Color en 16 min 15 seg
Figura 10. Comparación de color para cada muestra en la potencia de 700
39 El análisis de grasa se hizo de acuerdo a la metodología descrita en el apartado 3.5, donde se menciona que se seleccionó la muestra 703 por tener la mayor cantidad de tostados reventados y la menor cantidad de tostados quebrados, estos resultados se los presenta a continuación en la Tabla 14.
Tabla 14. Cantidad de grasa en muestras EC1615 y 703 por cada 100
gramos
Muestra Resultado (g%)
EC1615* 11.365±0.3182
703* 14.325±0.0071
*EC 1615: Muestra de tostado elaborado tradicionalmente 703: Muestra de tostado elaborado en microondas
(INSPI, 2013)
40 Además, es importante explicar que en el proceso de fritura se da una transferencia de calor y materia entre la grasa caliente y el alimento, es decir, el tostado libera agua en forma de vapor y la grasa sustituye a la humedad del grano, por lo que se puede considerar como un proceso de deshidratación (Bravo, 2008).
Según el Reporte de la Comisión de Grasas y Aceites del Codex Alimentarius (2003) se puede considerar que las dos muestras de tostado son productos bajos en grasa o “light”, ya que ambas tienen un contenido de grasa menor a 41%, definido como el valor referente.
Como se menciona en el apartado 3.5 de la metodología, la Tabla 15 presenta los resultados reportados por el laboratorio para las características organolépticas de ambas muestras, las cuales son propias del maíz tostado. Estos reportes se los puede observar en los Anexos VIII y IX.
Tabla 15. Características Organolépticas de tostado EC1615 y 703 por cada
100 gramos
Muestra Característica Resultado
EC 1615*
Color Café claro dorado
Olor Característico a maíz tostado Sabor Característico a maíz
tostado
703*
Color Café claro dorado
Olor Característico a maíz tostado Sabor Característico a maíz
tostado *EC 1615: Muestra de tostado elaborado tradicionalmente
41
4.4 PRUEBAS DE ACEPTABILIDAD
La prueba de aceptabilidad se realizó de acuerdo a la metodología especificada en el apartado 3.7 y cuyos resultados se analizan a continuación.
Para la Aceptabilidad Global como demuestra la Figura 11, al 59% de personas encuestadas “les gusta” el producto y al 26% “les gusta mucho”, lo que significa que a 85 personas de las 100 que fueron encuestadas, les gusta el tostado elaborado en microondas y tiene una muy buena aceptación por parte de los posibles consumidores, lo cual, indica que la comercialización de este producto tiene muy buenas perspectivas.
Solamente el 1% de los encuestados dijo que “le disgusta mucho” y ninguna de las personas participantes indicó que el tostado “le disgusta”, representando un porcentaje no significativo dentro de la población encuestada.
42
26%
59%
14%
0%
1%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
5
4
3
2
1
Calificación para Aceptabilidad Global
Figura 11. Calificación del gusto para la “Aceptabilidad Global” de la muestra
703
*5 = “Me gusta mucho”; 4 = “Me gusta”; 3 = “Ni me gusta ni me disgusta”; 2 = “Me disgusta”; 1 = “Me disgusta mucho”
La Figura 12 demuestra que al 52% de los posibles consumidores que se encuestaron “les gusta” el color del tostado y al 24% “les gusta mucho”, es decir, que para el 76% de las personas que se hizo la prueba de aceptabilidad el atributo del color es admisible.
43 Con estos resultados se puede decir que el color es el atributo que menos les gustó a los posibles consumidores, a pesar de que igualmente tiene un alto porcentaje de aceptación.
24%
52%
20%
4%
0%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
5
4
3
2
1
Calificación para Color
Figura 12. Calificación de gusto para el atributo “Color” de la muestra 703
*5 = “Me gusta mucho”; 4 = “Me gusta”; 3 = “Ni me gusta ni me disgusta”; 2 = “Me disgusta”; 1 = “Me disgusta mucho”
44 Con estos resultados se puede decir que el sabor, al igual que los otros atributos analizados, también es del agrado de la mayoría de las personas encuestadas.
43%
41%
13%
2%
1%
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
40%
45%
50%
5
4
3
2
1
Calificación para Sabor
Figura 13. Calificación del gusto para el atributo “Sabor” de la muestra 703
*5 = “Me gusta mucho”; 4 = “Me gusta”; 3 = “Ni me gusta ni me disgusta”; 2 = “Me disgusta”; 1 = “Me disgusta mucho”
45
37%
51%
10%
2%
0%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
5
4
3
2
1
Calificación para Textura
Figura 14. Calificación del gusto para el atributo “Textura” de la muestra 703
*5 = “Me gusta mucho”; 4 = “Me gusta”; 3 = “Ni me gusta ni me disgusta”; 2 = “Me disgusta”; 1 = “Me disgusta mucho”
Una vez que se analizaron los resultados de todos los atributos se puede decir que el tostado elaborado en microondas tiene una muy buena aceptación en la muestra de 100 personas tomadas al azar que representan a la población de los posibles consumidores. El rango de edad en el que se hicieron las pruebas de aceptabilidad fue bastante amplio, porque es un producto que consumen niños, jóvenes, adultos y adultos mayores.
47
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
La menor cantidad de tostados quebrados y la mayor de reventados se obtuvo por la combinación de 700 Watts de potencia y tiempo de 3 minutos.
La cantidad de grasa del tostado elaborado en microondas es mayor en 2,96 gramos con relación al tostado elaborado tradicionalmente.
48
5.2 RECOMENDACIONES
Realizar un estudio acerca del atributo de color del tostado elaborado en hornos microondas.
Evaluar la adición de condimentos al tostado.
Realizar un estudio de prefactibilidad para la posterior comercialización de este producto.
Elaborar diferentes tipos de tostado, por ejemplo: variación en la cantidad de grasa o adicionar azúcar para tener una oferta de producto más variada.
49
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55
ANEXO I
PRETRATAMIENTOS
Choque térmico: Escaldado por 2 minutos
56
ANEXO II
FUNDAS DE PAPEL UTILIZADAS
Funda de Papel Bond Funda de Producto Importado
57
ANEXO III
58
ANEXO IV
59
ANEXO V
PESADO DE GRASA, MAÍZ Y EMPACADO DE
MEZCLA
Pesado de maíz
Pesado de grasa
60
ANEXO VI
ENCUESTA PARA PRUEBA DE ACEPTABILIDAD
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
Nombre: Fecha:
Sexo: Edad:
Usted tiene una muestra de tostado elaborado en microondas, por favor pruebe e indique con una X su gusto en la escala de aceptabilidad que se presenta.
Muestra nº…………
Aceptabilidad global
“Me gusta mucho” “Me gusta”
“Ni me gusta Ni me disgusta” “Me disgusta”
“Me disgusta mucho”
Color
“Me gusta mucho” “Me gusta”
“Ni me gusta Ni me disgusta” “Me disgusta”
“Me disgusta mucho”
Sabor
“Me gusta mucho” “Me gusta”
“Ni me gusta ni me disgusta” “Me disgusta”
“Me disgusta mucho”
Textura
“Me gusta mucho” “Me gusta”
“Ni me gusta Ni me disgusta” “Me disgusta”
“Me disgusta mucho”
Observaciones:
……… ……… ……… ………...
61
ANEXO VII
CARACTERÍSTICAS FÍSICO – QUÍMICAS DEL MAÍZ
62
ANEXO VIII
63
