UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
DESARROLLO DE YOGURT BATIDO A PARTIR DE LA
MEZCLA DE LECHE SEMIDESCREMADA Y HARINA DE
QUINUA LAVADA
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA EN ALIMENTOS
MARÍA AUGUSTA BURBANO VIZCAÍNO
DIRECTOR: ING. MANUEL CORONEL
DECLARACIÓN
Yo MARÍA AUGUSTA BURBANO VIZCAÍNO, 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.
(Firma)
_________________________ María Augusta Burbano Vizcaíno
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Desarrollo de yogur batido a partir de la mezcla de leche semidescremada y harina de quinua lavada”, que, para aspirar al título de Ingeniera de Alimentos fue desarrollado por María Augusta Burbano Vizcaíno, 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. Manuel Coronel DIRECTOR DEL TRABAJO
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO
Agradezco a Dios por guiarme en el sendero correcto de la vida y darme la fortaleza para cumplir todas mis metas; a pesar de los obstáculos siempre confiar en su amor.
A mi Madre Ximena que es lo mejor que puedo tener; y le pido a Dios que me permita tenerla junto a mí en el cumplimiento de muchos más logros en mi vida.
A mi familia por inculcarme valores; que de una u otra forma me han servido en la vida; principalmente por la unión que han mantenido siempre.
A mis amigos del colegio, universidad y personas importantes en este momento de mi vida por su amistad incondicional; Israel, Gabriela, Andrea, Roberto, Alexander, Esthefany; gracias por todos los momentos vividos desde el inicio de la universidad han sido un gran apoyo les quiero mucho.
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 172316961-9
APELLIDO Y NOMBRES: BURBANO VIZCAÍNO MARÍA AUGUSTA
DIRECCIÓN: TURUBAMBA- JOSE MIRES B2
EMAIL: magusburviz_@hotmail.com
TELÉFONO FIJO: 2675068
TELÉFONO MOVIL: 0995152251
DATOS DE LA OBRA
TITULO: “DESARROLLO DE YOGURT BATIDO A
PARTIR DE LA MEZCLA DE LECHE SEMIDESCREMADA Y HARINA DE
QUINUA LAVADA”
AUTOR O AUTORES: María Augusta Burbano Vizcaíno FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN:
21 de Junio del 2016
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN: Ing. Manuel Coronel, Msc.
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniera de Alimentos
RESUMEN: Mínimo 250 palabras En este estudio se realizó la adición de harina de quinua lavada en leche semidescremada UHT para la elaboración de yogurt batido. Se realizaron formulaciones con tres niveles de harina de quinua lavada y leche semidescremada (2.5, 5, y 7,5 %).se inoculó el yogurt con 0.04 g de cultivo láctico liofilizado de uso YC-11 de la marca comercial Chr. Hansen para yogurt y se fermentó a 42 °C hasta alcanzar un pH 4.6, el producto fue refrigerado a 5 °C. Se determinó la acidez y pH durante la fermentación. Después de
realizar el análisis sensorial de los yogures se seleccionó el de mayor aceptabilidad y se determinó, el
crecimiento microbiano de
microorganismos iniciadores, mohos y levaduras, propiedades físico químicas (grasa, proteína), durante 21 días de almacenamiento. En el tratamiento 7.5 % harina de quinua lavada; se observó menor sinéresis en el día cero (10.93 %) en comparación al yogurt natural y subió hasta 36, 63 % sinéresis durante los 21 días de almacenamiento, la acidez final fue de 0.69 % en el patrón, 0.73 % en el yogurt con 2.5 % de harina, 0.74 % en el yogurt con 5 % de harina de quinua y 0.75 % de acidez en el yogurt con 7.5 % de harina de quinua lavada; los resultados sugieren que, la adición de harina de quinua en los tres tratamientos influyen en la fermentación de yogurt.
PALABRAS CLAVES: Yogurt, Harina, Quinua, Sinéresis, Acidez
acceptability, microbial growth of starter organisms, molds and yeasts, physicochemical properties (fat, protein was determined ) for 21 days storage. The characterization of the raw material before the product was made. Treatment 3 (7.5 % washed quinoa flour) less syneresis was observed on day zero up to 10. 93 % and 36.63 % syneresis during 21 days storage the final acidity was 0.69 % in the pattern, 0.73 % in yogurt with 2.5 % flour, 0.74 % in yogurt 5 % quinoa flour and 0.75 % acidity in yogurt with 7.5 % washed quinoa flour; so that one could say that the addition of quinoa flour in the three treatments help as suitable medium for fermentation of yogurt. The best treatment was 5 % quinoa flour washed according to the sensory analysis the four treatments with different percentage washed quinoa flour (0 %, 2.5 %, 5 % and 7.5 %).
KEYWORDS Yogurt , flour , Quinoa , Syneresis , Acidity
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de la Institución.
f:__________________________________________
Burbano Vizcaíno María Augusta
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, MARÍA AUGUSTA BURBANO VIZCAÍNO, CI 172316961-9 autor/a del proyecto
titulado: “Desarrollo de yogurt batido a partir de la mezcla de leche semidescremada y harina de quinua lavada” previo a la obtención del título de Ingeniera de Alimentos en la
Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Instituciones de
Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley Orgánica de
Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato digital una copia del
referido trabajo de graduación para que sea integrado al Sistema Nacional de
información de la Educación Superior del Ecuador para su difusión pública
respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a tener una
copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar un Repositorio
que democratice la información, respetando las políticas de propiedad intelectual
vigentes.
Quito, 21 de Junio del 2016
f:__________________________________________
Burbano Vizcaíno María Augusta
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA RESUMEN Viii ABSTRACT Ix
1. INTRODUCCIÓN 1
2. MARCO TEÓRICO 3
2.1. QUINUA (Chenopodium quinoa wild) 3
2.1.2. LA QUINUA EN EL ECUADOR 3
2.1.3. TIPO DE PLANTA 5
2.1.4. VARIEDADES Y CULTIVOS ACTUALMENTE UTILIZADOS 6
2.1.4.1. Variedad Tunkahuan 8
2.1.4.2. Variedades según ecotipos 8
2.1.5. APORTES POTENCIALES DE LA QUINUA 9
2.1.6. COMPOSICIÓN GRANO DE QUINUA 10
2.1.6.1. Saponinas 11
2.1.6.2. Tecnología de la extracción de saponina 11 2.1.7. VALOR NUTRICIONAL DEL GRANO DE QUINUA 12
2.1.7.1. Proteínas 12
2.1.7.2. Grasas 14
2.1.7.3. Carbohidratos y fibra 14
2.1.7.4. Vitaminas 15
2.1.7.5. Minerales 15
2.1.8. USOS DE QUINUA 16
2.1.9. PRODUCTOS ELABORADOS EN ECUADOR 17
2.1.10. HARINA DE QUINUA LAVADA 17
2.2. LECHE 18
2.2.1. LECHE SEMIDESCREMADA PASTEURIZADA 18
2.2.2. LECHE LARGA VIDA (UHT) 18
2.3. YOGURT 18
2.3.1. BACTERIAS INICIADORAS DE LA FERMENTACIÓN 19
2.3.1.1. Lactobacillus bulgaricus 19
2.3.1.2. Streptococcus thermophillus 20
ii PÁGINA 2.3.3. PROCESO DE ELABORACIÓN DE YOGURT BATIDO 20
2.3.3.1. Pasteurización 20
2.3.3.2. Inoculación 21
2.3.3.3. Fermentación 21
2.3.3.4. Batido 21
2.3.3.5. Refrigeración 22
2.4. TEST DE ACEPTABILIDAD Y PREFERENCIA 22
3. METODOLOGÍA 23
3.1. MATERIALES 23
3.1.1. OBTENCIÓN DE HARINA 23
3.1.1.1. Lavado de quinua 24
3.1.1.2. Secado de quinua 24
3.1.1.3. Molienda de quinua 24
3.1.2. ANÁLISIS DE MATERIAS PRIMAS 25
3.1.2.1. Harina de quinua lavada 25
3.1.2.2. Análisis fisicoquímicos de leche 26
3.1.3. ELABORACIÓN DE YOGURT CON HQL 27
3.1.3.1. Yogurt con harina de quinua lavada (2.5 %) 28 3.1.3.2. Yogurt con harina de quinua lavada (5 %) 28 3.1.3.3. Yogurt con harina de quinua lavada (7.5 %) 28
3.1.4. MEDICIÓN DE PH 29
3.1.5. MEDICIÓN DE ACIDEZ 29
3.1.6. MEDICIÓN DE SINÉRESIS 29
3.1.7. RECUENTO MICROBIOLÓGICO DE MICROORGANISMO
INICIADORES 30
3.1.8 EVALUACIÓN MICROBIOLÓGICA DEL YOGURT 31
3.2. EVALUACIÓN SENSORIAL DEL YOGURT 31
iii PÁGINA
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 33
4.1. CARACTERIZACIÓN MATERIA PRIMA 33
4.1.1. HARINA DE QUINUA LAVADA 33
4.1.2. RENDIMIENTO 33
4.1.3. ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA HQL 34
4.1.4.ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN HQL 35
4.1.5. GRANULOMETRÍA EN HARINA DE QUINUA LAVADA 35 4.2. LECHE SEMIDESCREMADA UHT 35 4.3. EFECTO DE LA MEZCLA DE QUINUA LAVADA Y LECHE
SEMIDESCREMADA EN EL PROCESO DE FERMENTACIÓN. 36
4.3.1. ACIDEZ 36
4.3.2. PH 37
4.3.3. SINÉRESIS DURANTE EL ALMACENAMIENTO 39 4.3.4. ANÁLISIS DE PH DURANTE EL ALMACENAMIENTO 40 4.3.5. ANÁLISIS DE ACIDEZ DURANTE EL ALMACENAMIENTO 42
4.4. ANÁLISIS SENSORIAL DE YOGURT CON HQL 43
4.5. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE INICIADORES DURANTE
FERMENTACIÓN YOGURT 44
4.5.1. STREPTOCOCCUS 44
4.5.2. LACTOBACILLUS 45
4.6. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE INICIADORES DURANTE EL
ALMACENAMIENTO 47
4.7. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO COLIFORMES TOTALES,
E.COLI, MOHOS Y LEVADURAS. 48
4.7.1. CRECIMIENTO DE COLIFORMES TOTALES DURANTE
ALMACENAMIENTO 48
4.7.2. CRECIMIENTO DE MOHOS Y LEVADURAS TOTALES
DURANTE ALMACENAMIENTO 48
iv PÁGINA
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 52
5.1 CONCLUSIONES 52
5.2. RECOMENDACIONES 53
BIBLIOGRAFÍA
54
v
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA Tabla 1. Bancos de germoplasma de quinua en el mundo 4 Tabla 2. Aspectos técnicos y variedades utilizadas de quinua
8 Tabla 3. Contenido de aminoácidos en grano de quinua
13
Tabla 4. Valores máximos y mínimos de la composición del grano de
quinua 16 Tabla 5. Valor nutricional harina de quinua (g/100g) 17 Tabla 6. Métodos de ensayo para harina de quinua lavada 25 Tabla 7. Métodos de ensayo para la leche semidescremada UHT 26 Tabla 8. Porcentajes de harina de quinua lavada y leche
semidescremada utilizados en la elaboración de yogurt batido 27 Tabla 9. Métodos para determinación fisicoquímica del yogurt 30
Tabla 10. Método de ensayo para recuento microbiológico en yogurt 31 Tabla 11. Análisis fisicoquímico de harina de quinua lavada 33 Tabla 12. Resultados Análisis fisicoquímico leche nutrileche
Descremada
36
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA Figura 1. Producción de quinua en el Ecuador por provincias 4 Figura 2. Línea del Tiempo: Fitomejoramiento de quinua (Chenopodium quinoa Wild.) en Ecuador 6 Figura 3. Características de la semilla de algunas variedades de quinua 7
Figura 4. Partes del grano de quinua 10
Figura 5. Proceso de escarificado-lavado de quinua 12
Figura 6. Lactobacillus bulgaricus 19
Figura 7. Método de ensayo yogurt con harina de quinua lavada 28 Figura 8. Determinación de acidez durante el tiempo de
fermentación de yogurt con harina de quinua lavada 37 Figura 9. Determinación de pH durante el tiempo de fermentación de
yogurt con harina de quinua lavada 38
Figura 10. Determinación de acidez durante el tiempo de
almacenamiento (21 días) de yogur con HQL 39 Figura 11. Determinación de pH durante el tiempo de almacenamiento (21 días) de yogur con harina de quinua lavada 41 Figura 12. Determinación de Acidez durante el tiempo de
almacenamiento (21 días) de yogur con HQL 42 Figura 13. Resultado análisis sensorial yogur con harina de quinua
43 Figura 14. Concentración de S. thermosphilus expresado en Log
(UFC/ml) 45
vii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA ANEXO I.
Resultado del análisis proximal harina de quinua lavada 87 ANEXO II.
Resultado del análisis fisicoquímico de leche semidescremada nutrileche 88 ANEXO III.
Resultado del análisis sensorial de los tres niveles de yogurt 89 ANEXO IV.
Resultado del análisis de grasa y proteína nivel 2 de yogurt 90 58
59 60
viii
RESUMEN
ix
ABSTRACT
1
1. INTRODUCCIÓN
La leche de vaca tiene un grado muy alto de disponibilidad en el mercado al igual que sus derivados; entre los que se encuentra el yogurt, que es considerado saludable gracias a su composición nutricional (Castro, 2007). Para la fermentación de leche se suele utilizar los microorganismos: Streptococcus salivarius subsp, Thermophilus y Lactobacillus delbrueckii
subsp, Bulgaricus; La presencia de microorganismos en el yogurt permite conservar un balance del sistema digestivo y el mantenimiento de la microbiota normal; se considera que el yogurt es beneficioso para la prevención de enfermedades como cáncer de colón, además de tener grandes beneficios a la salud conocidos desde la antigüedad como la disminución del colesterol, efectos en el sistema inmune y la prevención de Helicobacter pylori (Huertas, 2012).
Entre los diferentes tipos de yogurt se considera que el yogurt batido tiene una gran aceptación en el mercado (Carvajal, 1999).
El interés del estudio de quinua y su adición en algunos productos es cada vez mayor; y se tienen datos relevantes sobre su estudio; debido a esto se busca evaluar el impacto que tiene la mezcla de leche semidescremada con harina de quinua lavada (Huertas, 2012).
2 El yogurt batido con adición de quinua lavada; puede tener un contenido mayor en nutrientes debido a que esta posee alrededor de un 13 % de proteína. Se caracteriza por tener una combinación de aminoácidos esenciales como lisina, metionina y cisteína y proporciona un contenido calórico de 350 cal/g. El Ecuador, en ese sentido, cuenta con un gran potencial agrícola. Se considera que deben existir fuentes alternativas para impulsar el consumo de plantas nativas como la quinua (Castro, 2007). Según algunos estudios, se ha demostrado que la adición de quinua en leche con diferentes niveles de grasa, mejora significativamente la cantidad de proteínas, acidez titulable y el la supervivencia de microorganismos propios del yogurt (Arena, Zapata & Gutiérrez, 2012); por otro lado, se han encontrado estudios referentes a la adición de salvado de trigo en yogurt; esta mezcla ha generado un producto con mayor consistencia (Andrade, Arteaga & Simanca, 2010).
El objetivo del presente trabajo fue desarrollar yogurt batido a partir de la mezcla de leche semidescremada con tres niveles de harina de quinua lavada; para seleccionar el mejor tratamiento.
Los objetivos específicos fueron:
Caracterizar la materia prima
Determinar su influencia en el proceso de fermentación
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1. QUINUA
(Chenopodium quinoa wild)
El cultivo de quinua es originario de los Andes, principalmente de Bolivia y Perú. Este pseudocereal es cultivado desde hace 7 000 años A.C. por culturas preincas e incas. Los países Andinos son los mayores consumidores y exportadores de quinua a Estados Unidos y Europa (Mujica & Jacobsen, 2006).
En Sudamérica el cultivo se ha extendido desde Colombia en el sector de Nariño; hasta Tucumán ubicado en Argentina y las islas Chiloé en Chile. En Colombia, la quinua era cultivada y difundida por los chibchas; se la denominaba Suba; en Ecuador el cultivo se centra en las provincias de Pichincha, Cotopaxi, Tungurahua, y Chimborazo; en Perú el cultivo se presenta en los valles interandinos, quinua del altiplano y quinua de la costa y en Bolivia el cultivo está presente en el altiplano, valles interandinos y salares (Ojeda, 2010).
2.1.2. LA QUINUA EN EL ECUADOR
4 Figura 1. Producción de quinua en el Ecuador por provincias
(Álvarez, 2009)
La quinua paso a formar parte del grupo de cultivos andinos en vías de extinción en Ecuador. Desde 1982 se creó un banco de germoplasma de 281 accesos de Quinua ubicadas en todas las provincias del país y 608 ubicadas en el mundo. En la Tabla 1 se puede observar los bancos de germoplasma de quinua en el mundo.
Tabla 1. Bancos de germoplasma de quinua en el mundo
País Número de entradas Porcentaje (%)
Ecuador 283 46.55
Perú 149 24.51
Bolivia 92 15.14
EE.UU 44 7.23
Colombia 11 1.80
Chile 10 1.64
Argentina 2 0.32
Guatemala 1 0.17
Taiwán 1 0.17
México 1 0.17
Otros 14 2.30
Total 608 100
(Peralta, 2013)
1% 2% 3%
10% 16% 69% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%
Azuay Pichincha Tungurahua Imbabura Cotopaxi Chimborazo
5 El área ecológica de quinua está comprendida en altitudes que van de 2 500 a 3 200 msnm, en donde manifiesta gran adaptación y mayor resistencia que otros cultivos para soportar problemas de heladas y sequías (SICA, 2000).
En el 2000, el rubro quinua pasa a ser parte de la investigación y desarrollo del Programa de Leguminosas y Granos Andinos (PRONALEG-GA) del INIAP en la Estación Experimental Santa Catalina. En el 2002, el PRONALEG-GA publica el Catalogo del Banco de Germoplasma de quinua del INIAP, conteniendo información de datos pasaporte y de caracterización y evaluación de 608 entradas o colectas (283 de Ecuador). La ERPE en este año dispone del Manual de Quinua Orgánica (ASAPRO, 2002).
Bolivia (Ex-IBTA Estación Experimental Patacamaya 1983), las principales y más importantes características de esta variedad es que es precoz y de grano dulce (bajo contenido de saponinas), desde el 2002 hasta el 2005 la nueva variedad fue evaluada en forma participativa con los agricultores y fue en ese mismo año donde se realizó su entrega (Mazón, Rivera, Peralta, Monar, & Subia, 2008).
En 2008, el PRONALEG-GA del INIAP, publica el Manual Agrícola de Granos Andinos: chocho, quinua, amaranto y ataco, cultivos, variedades, costos de producción primera Edición. Además se inicia un programa de mejoramiento genético de quinua por hibridación, el principal objetivo es la precocidad, tamaño grande del grano, resistencia a enfermedades foliares causada por hongos y rendimiento (INIAP, 2009).
En la Figura 2 se puede observar la línea de tiempo de la quinua en el Ecuador.
2.1.3. TIPO DE PLANTA
6 contenido de almidón permite que sea usada habitualmente como un cereal. La temperatura mínima es el factor más importante a considerar para el cultivo de la quinua; por esta razón se considera una altura óptima de 3 000 y 4 000 metros de altura (Tapia, 2006).
Figura 2. Línea del Tiempo: Fitomejoramiento de quinua (Chenopodium quinoa Wild) en Ecuador
(Peralta, 2013)
2.1.4. VARIEDADES Y CULTIVOS ACTUALMENTE UTILIZADOS
Las variedades de quinua se pueden clasificar según su concentración de saponina en amarga (contiene más de 0.11 % de saponina) o dulce (contiene menos de 0.11 % de saponina).
Las variedades vigentes en el Ecuador actualmente son INIAP Pata de Venado, INIAP Tunkahuan, debido a su bajo contenido de saponinas que
Método de mejoramiento Años Actividades
Selección
1980-1982 Colección germoplasma de quinua
1986 Liberación variedades
(INIAP-Imbaya, INIAP-Cochasqui)
caracterización 1989 Caracterización de razas de quinua
en Ecuador
selección 1992 Liberación variedades
(INIAP-Ingapirca, Tunkahuan)
selección Investigación participativa
2005 INIAP-Pata de venado
2008 Entrenamiento en
Fitomejoramiento por hibridación
Hibridación 2009 Primeras cruzas, Evaluación y
selección de padres donantes de genes
Hibridación 2009-2013 Evaluación y selección de
7 permite un menor uso de agua en el desamargado por método húmedo y escarificado rápido por método seco de desaponificación, también existe mayor adaptabilidad en estas variedades (Villacrés, Peralta, Egas, & Mazón, 2011).
Existe una gran variedad de cultivos de quinua que se utilizan comercialmente. Los principales países que tienen estas variedades de quinua son Perú, Bolivia, Ecuador, Argentina, Colombia, Chile y México. En la Figura 3 se observan las variedades de quinua y sus características, estas variedades se encuentran en Perú y Ecuador en mayor cantidad (INIAP, 2009).
Variedades Color grano Tamaño (mm)
Sajama Blanco 2.0-2.5
Real Blanco 2.2-2.8
Kcancolla Blanco 1.2-1.9
Blanca de July Blanco 1.2-1.6
Koitu Marrón ceniciento 1.8-2.0
Misa Jupa Blanco-Rojo 1.4-1.8
Amarilla Maranganí Amarillo naranja 2.0-2.8
Tunkahuan Blanco 1.7-2.1
Ingapirca Blanco opaco 1.7-1.9
Imbaya Blanco opaco 1.8-2.0
Cochasqui Blanco opaco 1.8-1.9
Figura 3. Características de la semilla de algunas variedades de quinua en Ecuador y Perú
(Chacchi, 2009)
En la actualidad, la variedad más cultivada es Tunkahuan, por la disponibilidad de semilla; sin embargo, las organizaciones campesinas gestionan su propia semilla (FAO, 2013).
8 Tabla 2. Aspectos técnicos y variedades utilizadas de quinua en las
provincias de mayor producción en el Ecuador
PROVINCIAS VARIEDADES RENDIMIENTOS (qq/Ha)
Carchi Tunkahuan (6 meses) +;
Pata venado (4 meses) 60 qq/ Ha
Imbabura Tunkahuan 30 qq/ Ha
Pichincha Variedad Chaucha,
amarga y variedad dulce. 10 qq/ Ha
Cotopaxi Variedad Chaucha
amarga 30 qq/ Ha
Tungurahua Tunkahuan 15 qq/ Ha
Chimborazo
Tunkahuan, Pata de venado, amarga blanca
(Cochasqui)
15 -20 qq/ Ha(MCCH) 30 -40 qq/ Ha
Cañar Tunkahuan, Pata de
Venado 30 qq/Ha
Azuay La Morada y La Blanca 10- 16 qq/ Ha
qq/ Ha (quintales por hectárea)
(MAGAP, producción, consumo y comercio de quinua, 2013)
2.1.4.1. Variedad Tunkahuan
Después de ocho años de investigación el programa de cultivos andinos del instituto Nacional Autónomo de investigaciones Agropecuarias INIAP; desarrollan la variedad dulce INIAP-Tunkahuan (Peralta, 2010).
La variedad Tunkahuan tiene su origen en Carchi, cuenta con una altitud de 2 400 - 3 400 msnm y tiene un ciclo vegetativo mediano (INIAP, 2009).
2.1.4.2. Variedades según ecotipos
Las variedades según los ecotipos están comprendidas por 5 categorías.
9 -Quinuas Altiplánicas, que crecen en los alrededores del Lago Titicaca. Son bajas sin ramas panojas compactas y periodos de crecimiento corto. Resistente a las heladas.
-Quinuas de Salares, nativas de los salares de Bolivia. Son resistentes, adaptadas a suelos salinos, y alcalinos, y semillas ricas en proteínas y amargas.
-Quinua del Nivel del Mar, que crece en el sur de Chile, no poseen ramas son de fotoperiodo largo y sus semillas son amarillas y amargas.
-Quinua Sub tropical, que crece en los valles interandinos de Bolivia, plantas muy verdes que tienden a naranja en la madurez y poseen pequeñas semillas blancas, amarillo-naranjas (Nieto & Vimos, 2006).
2.1.5. APORTES POTENCIALES DE LA QUINUA A LA SEGURIDAD Y SOBERANÍA ALIMENTARIA
Se considera a la quinua un cultivo estratégico para su aporte con la soberanía alimentaria porque cuenta con los cuatro pilares de la seguridad alimentaria: disponibilidad, acceso, consumo y utilización biológica. La quinua se caracteriza por su alta calidad nutritiva, variedad genética, adaptabilidad y bajo costo de producción; esto permite que los países con limitaciones productivas de alimentos puedan producir su propia alimento especialmente de aquellos países donde la población no tiene acceso a fuentes de proteína o donde las condiciones de producción son limitadas por la escasa humedad, la baja disponibilidad de insumos y la aridez.
10 calidad y otros productos nacionales, en formulaciones complejas a mercados diferenciados mediante estos procesos se pretende generar la reducción de los riesgos productivos, generación de empleos de calidad y desarrollo de capacidades de incorporación de valor agregado a nivel rural.
2.1.6. COMPOSICIÓN GRANO DE QUINUA
El grano de la quinua contiene 3 % cáscara y 25 % germen; este a su vez contiene 48.5 % de proteína y 28 % de grasa. La quinua está constituida por saponinas las cuales son compuestos glucósidos de tipo triterpenoide con propiedades tensoactivas que producen una espuma abundante en solución acuosa por esta razón el grano presenta un sabor amargo. En la Figura 4 se puede observar las partes del grano de quinua (ASAPRO, 2002).
Figura 4. Partes del grano de quinua
11 2.1.6.1. Saponinas
Las saponinas son glucósidos de esteroides con un sabor amargo; esto resulta un inconveniente para el aspecto comercial y uso de la quinua y es negativo para su aceptación organoléptica en el mercado, el contenido de saponina en la quinua cambia de acuerdo a la variedad de quinua utilizada y existen variedades dulces de quinua entre las que se encuentra la variedad Tunkahuan y pata de venado. Los dos problemas relacionados con el contenido de saponinas han hecho que se trate de eliminarlas mediante diversos métodos de lavado o de fricción, ya que las saponinas están concentradas en la cáscara del grano (ASAPRO, 2002).
2.1.6.2. Tecnología de la extracción de saponina
Para la extracción de saponina y su posterior consumo se utilizan dos técnicas principales:
-Método húmedo: consiste en el lavado de quinua por agitación mecánica, este procesos presenta desventajas por bajos rendimientos y dificultad en la aplicación a mayor escala; debido a la manipulación del grano húmedo, formación de espuma y proceso de secado que generan mayores pérdidas; este problema se encuentra en estudio por el momento (Díaz & Hernández, 2012).
12 Figura 5. Proceso de escarificado-lavado de quinua
(Alicorp, 2013).
2.1.7. VALOR NUTRICIONAL DEL GRANO DE QUINUA
Se considera a la quinua un alimento muy completo por su composición de proteínas vegetales de alta calidad, balance de aminoácidos esenciales como lo muestra los datos presentados en la Tabla 3, vitaminas, ácidos grasos como omega 3, 6, y 9 (Mujica & Jacobsen, 2006).
2.1.7.1. Proteínas
13 aminoácido; existen estudios de caracterización de la proteína de quinua de tipo globulina llamada (Ayala & Morón., 2004).
El contenido de proteína de la quinua varía entre 13.81 y 21.9 % dependiendo de la variedad. El balance de los aminoácidos esenciales de la proteína de la quinua es superior al trigo, cebada y soya, si se hace una comparación entre la composición de nutrientes de la quinua y los del trigo, arroz y maíz se puede acotar que los valores promedios que reportan para la quinua son superiores a los tres cereales en cuanto al contenido de proteína, grasa y ceniza (Rojas, Alejandro, & Pineda, 2007).
Tabla 3. Contenido de aminoácidos en grano de quinua (mg de amino ácido/16 g de nitrógeno)
Aminoácido Cantidad (%)
Ácido aspártico 7.8
Treonina 3.4
Serina 3.9
Ácido glutámico 13.2
Prolina 3.4
Glicina 5.0
Alanina 4.1
Valina 4.2
Isoleucina 3.4
Leucina 6.1
Tirosina 2.5
Fenilalanina 3.7
Lisina 5.6
Histidina 2.7
Arginina 8.1
Metionina 3.1
Cistina 1.7
Triptófano 1.1
% N del grano 2.05
% proteína 12.8
14 2.1.7.2. Grasas
La quinua presenta una cantidad alta de aceite; el mayor porcentaje de ácidos grasos presentes en este aceite es el Omega 6 (ácido linoleico 59.24 %), el Omega 9 (ácido oleico 26.04 %), el Omega 3 (ácido linolénico 4.77%), seguido del ácido palmítico con 9.59 % en el grano de quinua. Gracias a la presencia de Omega 3 y 6 en el grano de quinua se puede reducir el colesterol LDL y elevar el colesterol HDL; por su presencia de ácidos grasos insaturados se mantiene la fluidez de los lípidos de las membranas.
El aceite de la quinua demuestra bastante estabilidad. Esto se debe a las altas concentraciones de tocoferol en la semilla de la quinua y que actúa como un antioxidante natural (Herrera & Faching, 1989).
2.1.7.3. Carbohidratos y fibra
El grano de quinua está constituido por el 58 y 68 % de almidón y un 5 % de azúcares; tienen un bajo índice glucémico, lo cual es beneficioso al permitir una estabilidad del nivel de azúcar en la sangre; por esta razón se le considera una fuente valiosa de energía y debido a su alto contenido de fibra se libera del organismo de forma lenta; el almidón constituye el 70-60 % de materia seca y la quinua presenta 64.2 % de materia seca (Bruin, 2001). Algunos estudios muestran que el almidón de quinua presenta una alta estabilidad frente al congelamiento y retrogradación (Ahamed et al, 1998).
15 sensación de saciedad ante su consumo y consumir menor cantidad de la misma (Mujica & Jacobsen, 2006).
2.1.7.4. Vitaminas
Las vitaminas presentes en el grano de quinua son Vitamina A, Vitamina E, Tiamina Riboflavina, Niacina, y Ácido ascórbico. La vitamina A está presente en la quinua entre 0.12 a 0.53 mg/100 g de materia seca (Ayala et al., 2004). La quinua reporta un rango de 4.60 a 5.90 mg de vitamina E/100 g de materia seca. La tiamina se encuentra distribuida en el pericarpio del grano de quinua y su contenido está en el orden de 0.05 a 0.60 mg/100 g de materia seca (FAO, 2000).
2.1.7.5. Minerales
16 Tabla 4. Valores máximos y mínimos de la composición del grano de quinua
(g/100 g)
PARÁMETRO MÍNIMO MÁXIMO
Proteínas 11 21,3
Grasas 5,3 8,4
Carbohidratos 53,5 74,3
Fibra 2,1 4,9
Ceniza 3 3,6
Humedad (%) 9,4 13,4
(Mejía, 2005)
2.1.8. USOS DE QUINUA EN DIFERENTES SECTORES INDUSTRIALES
La quinua cuenta con un alto contenido de proteínas y lípidos; por lo que sus hojas se utilizan como reemplazo de las hortalizas de hoja. Las flores de quinua pueden ser utilizadas en reemplazo de brócoli y coliflor (Peralta, 2012).
La saponina obtenida de la quinua se utiliza en la elaboración de insecticidas naturales por su toxicidad en varios organismos; estos productos no generan daños en el hombre y animales grandes, el uso de saponina es frecuente en la preparación de compuestos para extinguidores de incendios, en la industria fotográfica, cosmética y farmacéutica (Peña, 2007).
Debido al contenido de treonina y ácidos grasos en la quinua; se emplea para la elaboración de productos eferentes al cuidado de la piel. Existen productos para la higiene como gel de baño y cremas corporales a base de extracto de quinua (Chacchi, 2009).
17 tallos y hojas de quinua permiten grandes beneficios alimenticios (Peña, 2007).
2.1.9. PRODUCTOS ELABORADOS EN ECUADOR
Existen antecedentes de producción y comercialización de productos en base de quinua a nivel industrial como son (INIAP, 2006):
- Mezclas de harina de quinua con avena. - Mezcla de harina de quinua con soya.
- Productos infantiles tipo papilla en base de cereales que incluyen quinua. - Bebidas en base de cereales que incluyen quinua y sabores de frutas. - Cereales para desayuno que incluyen expandidos (reventados) de quinua. - Pan con porcentaje de sustitución de harina de quinua.
- En menor escala fideos con algún porcentaje de sustitución.
2.1.10. HARINA DE QUINUA LAVADA
Es el producto obtenido mediante el proceso de molienda del grano lavado, desaponificada y secado previamente, sano y libre de impurezas; las características nutricionales de harina de quinua se muestran en la Tabla 5.
Tabla 5. Valor nutricional harina de quinua (g/100g)
PARÁMETRO g/100 g
Proteínas 9.10
Humedad 13.7
Carbohidratos 72.1
Fibras 3.1
Cenizas 2.5
Grasas 2.6
Energía 341 Kcal
18
2.2. LECHE
Producto de la secreción mamaria normal de animales bovinos lecheros sanos, obtenida mediante uno o más ordeños diarios, higiénicos, completos e ininterrumpidos, sin ningún tipo de adición o extracción, destinada a un tratamiento posterior previo a su consumo (INEN, 2012).
2.2.1. LECHE SEMIDESCREMADA PASTEURIZADA
Es el producto lácteo pasteurizado sometido previamente a tratamiento mecánico autorizado, con el objeto de reducir parcialmente el contenido de materia grasa (INEN, 1993).
2.2.2. LECHE LARGA VIDA (UHT)
Leche sometida a elevada temperatura durante corto tiempo con el objeto de elaborar un producto comercialmente estéril que puede ser almacenado a temperatura ambiente. El tratamiento UHT es de flujo continuo, seguido de un llenado aséptico en envases esterilizados y cerrados herméticamente (INEN, 2009).
2.3. YOGURT
19 2.3.1. BACTERIAS INICIADORAS DE LA FERMENTACIÓN
Las bacterias son la base microbiológica del yogurt; debido a que transforman la lactosa de la leche en ácido láctico; este se encarga de sobre el medio acidificándolo y permitiendo que se presente la coagulación de proteínas y generando el sabor y aroma de yogurt (Cagigas & Blanco, 2007).
2.3.1.1. Lactobacillus bulgaricus
Es una bacteria láctica, con forma de bacilo alargado, de punta redondeada; pueden estar formando una cadena. Se desarrolla entre 42 y 50 °C, acidificando fuertemente el medio (Romero, 2006).
En la Figura 6 se puede observar la estructura de la bacteria Lactobacillus bulgaricus.
Figura 6. Lactobacillus bulgaricus
20 2.3.1.2. Streptococcus thermophillus
Se multiplica bien entre 37 a 42 °C y cumple la función de aromatizar el yogurt, por esto es recomendable incubar el yogur a 42 °C, para que se mantenga una relación 50:50 de cada tipo de bacteria (Romero, 2006).
2.3.2. YOGURT BATIDO
Es el producto de consistencia suave y cremosa, obtenido por tratamiento mecánico de los diferentes tipos de yogurt que se pueden encontrar en el mercado, la categoría de yogurt batido es la más popular, dado su alto consumo asociado a su mayor aceptación (Carvajal, 1999).
2.3.3. PROCESO DE ELABORACIÓN DE YOGURT BATIDO
La elaboración de yogurt tiene cuatro etapas: pasteurización, inoculación, fermentación, y refrigeración.
2.3.3.1. Pasteurización
Es una etapa de gran importancia, debido a que se elimina la flora que contiene la leche; para permitir el crecimiento de microrganismos iniciadores. Por medio de la pasteurización se inactivan las enzimas que intervienen en la obtención de las características organolépticas propias del yogurt (Villanueva, 2010).
21 Para pasteurizar la leche se recomienda el uso de una marmita en donde se coloca la mezcla que se llevará a una temperatura de 85 °C durante 30 minutos (Alias, 2004).
2.3.3.2. Inoculación
El cultivo iniciador está compuesto por microrganismos Lactobacillus bulgaricus y streptococcus thermophilus en una relación 1:1. El contenido de cultivo que se considera adecuado inocular oscila entre 1 y 5 % de la cantidad de leche inicial, es necesario mezclar adecuadamente con la leche para asegurar una adecuada distribución de los microrganismos (Alias, 2004).
2.3.3.3. Fermentación
La fermentación se realiza durante un tiempo de 3 a 6 horas a una temperatura entre 40 y 45 °C, el tiempo de fermentación depende de la capacidad de los microrganismos para producir ácido láctico hasta llegar a un pH de 4.6 - 4.7, con este valor de pH la concentración de ácido láctico esta entre 0.70 y 1.1 % p/v (Alias, 2004).
2.3.3.4. Batido
22 2.3.3.5. Refrigeración
Una vez empacado el yogur es colocado en cámaras de refrigeración a una temperatura de 5 °C hasta su consumo (Alias, 2004).
2.4. TEST DE ACEPTABILIDAD Y PREFERENCIA
Los test de aceptabilidad están destinados especialmente a identificar la probable reacción frente a un nuevo producto, o a una modificación de uno ya existente o de un sucedáneo o sustituto de los que habitualmente se consumen. Este tipo de test permite medir el grado de aceptación de un alimento y sus resultados están dependiendo de las condiciones de los consumidores, tales como edad, sexo, estándar de vida y el nivel cultural (Wittig, 2001).
23
3. METODOLOGÍA
Se utilizó como materias primas, quinua lavada (Chenopodium quinoa) variedad Tunkahuan y leche semidescremada comercial UHT. Se elaboró harina de quinua y se caracterizó la materia prima por medio de análisis fisicoquímicos (humedad, proteína, grasa, ceniza, fibra y carbohidratos), índice de absorción de agua, índice de solubilidad y granulometría. Se realizaron mezclas de la materia prima con tres niveles (2.5, 5, y 7.5 %) de harina en leche semidescremada. Posteriormente se utilizó un cultivo láctico liofilizado de uso directo thermophilo YC-X11 marca CHR. Hansen para yogurt y se evaluó la influencia de cada mezcla en el proceso de fermentación de la misma. Posteriormente, se realizaron tres réplicas de cada mezcla y se procedió a evaluar las características fisicoquímicas (pH, Acidez titulable, Sinéresis) y microbiológicas (recuento coliformes totales, E Coli, mohos y levaduras) en el yogurt durante su almacenamiento hasta 21 días en el producto final. En el análisis sensorial se aplicó un diseño experimental de bloques completos al azar; donde el factor de estudio fueron los niveles de harina de quinua lavada. La evaluación sensorial fue realizada a 100 consumidores habituales y se analizaron los resultados con el programa Infostat. El trabajo se realizó en los laboratorios y la planta piloto de alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial en el campus Occidental, Quito.
3.1. MÉTODOS
3.1.1. OBTENCIÓN DE HARINA
24 y su posterior molienda en molino artesanal y análisis proximal de la harina obtenida (Pajarito, 2005).
3.1.1.1. Lavado de quinua
Se realizó la recepción e inspección visual de la semilla de quinua y se realizó la limpieza manual de impurezas. Se realizó un lavado de 1 kg de quinua en grano aplicando frotamiento manual hasta eliminar la mayor cantidad de saponinas en la semilla; es decir hasta que se elimine la espuma de la superficie; se realizaron lavados sucesivos hasta eliminar los restos de perigonio (envoltura de la semilla) presente (Romo, Rosero, Florero & Cerón, 2006).
3.1.1.2. Secado de quinua
Se utilizó una estufa de aire forzado a una temperatura de 65 ºC durante 6 horas hasta alcanzar una humedad del 15 ± 2 %. Se remojó 1 kg de quinua en una bandeja con rejilla de acero galvanizado, se colocó la semilla en la bandeja con una capa no mayor a 2 cm (AOAC, 1945).
3.1.1.3. Molienda de quinua
25 3.1.2. ANÁLISIS DE MATERIAS PRIMAS
3.1.2.1. Harina de quinua lavada
Se realizaron los análisis detallados en la Tabla 6.
Tabla 6. Métodos de ensayo para harina de quinua lavada
Análisis Unidad Método de
ensayo
Humedad %(m/m) NTE INEN 518
Proteínas %(m/m) NTE INEN 519
Cenizas %(m/m) NTE INEN 520
Grasa %(m/m) NTE INEN 523
Fibra cruda %(m/m) NTE INEN 522
Almidón %(m/m) NTE INEN 524
Índice de absorción de agua (I.A.A).
- Anderson et al.
(1969). Índice de
solubilidad (I.S.A).
%(m/m) Anderson et al.
(1969).
Granulometría %(m/m) NTE INEN 517
- Índice de solubilidad en agua (ISA) e índice de absorción de agua (IAA)
La ISA y el IAA fueron determinados por triplicado aplicando la metodología propuesta por Anderson et al. (1969) con algunas modificaciones. Se tomó una muestra de 2.5 g de harina en base seca y se colocó en 30 ml de agua destilada, se mantuvo durante 30 minutos con agitación en un vaso de precipitación empleando buzos magnéticos sobre una plancha de agitación.
26 𝐼𝑆𝐴 =𝑀𝑎 (𝑏𝑠)𝑀𝑟𝑒 ∗ 100 [1]
𝐼𝐴𝐴 =𝑀𝑎−𝑀𝑟𝑒𝑀𝑟𝑐 [2]
Siendo:
ISA = índice de solubilidad en agua (%) IAA = Índice de absorción de agua
Mre = Masa del residuo de evaporación (g) Ma = Masa de la muestra (g), en base seca Mrc = Peso del residuo de centrifugación (g).
-Granulometría
El ensayo se realizó en tamices de mallas número 7 y 10, con aberturas de 270 µ y 210 µ respectivamente, con movimientos vibratorios durante un minuto, el análisis se realizó por triplicado bajo la misma muestra, en las instalaciones de Molinos e industrias Quito Cia. Ltda.
3.1.2.2. Análisis fisicoquímicos de leche semidescremada
En la Tabla 7 se detallan los métodos aplicados para analizar leche UHT semidescremada comercial.
Tabla 7. Métodos de ensayo para la leche semidescremada UHT
Análisis Unidad Método de
ensayo
Densidad relativa a 20 º C - NTE INEN 11
Acidez titulable (NaOH 0.1 N).
Expresado como ácido láctico % (m/v)
NTE INEN 13
Contenido de grasa % (m/m) NTE INEN 12
Sólidos totales % (m/m) NTE INEN 14
Sólidos no grasos % (m/m) *
Cenizas % (m/m) NTE INEN 14
27 3.1.3. ELABORACIÓN DE YOGURT CON HARINA DE QUINUA LAVADA Se aplicaron tres niveles de mezcla de harina de quinua lavada y leche semidescremada (2.5, 5, y 7.5 %) como se muestra en la tabla 8. La leche fue calentada a 85 °C, inmediatamente se agregó harina de quinua lavada, se mezcló; manteniendo la temperatura durante 10 minutos y se vertió la mezcla en un frasco de 1 L, para llevar a enfriamiento (choque térmico) con el fin de obtener una temperatura de 45 °C para la adición del cultivo iniciador; posteriormente se inoculó el yogur con 0.04 g de cultivo láctico liofilizado de uso directo termófilo YC-11 marca Chr. Hansen para yogurt, a 45 °C; corresponde a una mezcla de Streptococcus salivarius subsp. ther-mophilus y Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus; se mezcló manual-mente con un agitador de acero inoxidable sanitizado y se llevó a bañó maría a 45 °C hasta alcanzar un pH 4.6, luego de concluido el tiempo de in-cubación el producto fue se batió durante 5 min; se colocó por dosificación manual en recipientes de polipropileno de 125 g de capacidad con tapa au-toajustable y se procedió a refrigerar las muestras a 5 °C. Se mantuvo en almacenamiento refrigerado por 21 días considerando el periodo de vida útil del yogurt por recomendación de Cortés (2004).
Se realizó 1 lote de dos unidades de cada nivel de yogurt para el proceso preliminar y dos lotes de cada mezcla por duplicado. Cada 45 minutos se midió pH, acidez y sinéresis del yogurt. Durante el almacenamiento, se determinó acidez, pH y sinéresis de cada muestra los días 0, 7,14, y 21. Los porcentajes de los tres niveles de yogurt se presentan en la Tabla 8.
Tabla 8. Porcentajes de harina de quinua lavada y leche Semidescremada utilizados en la elaboración de yogurt batido
Formulación
Porcentaje de leche semidescremada (%)
Porcentaje de harina de quinua lavada (%)
YHQL1 97.5 2.5
YHQL2 95 5
28 Figura 7. Proceso tecnológico elaboración de yogurt con harina de
quinua lavada
(Romero, 2006)
Formulación 1: 2.5 g HQL
Formulación 2: 5 g HQL
Formulación 3: 7.5 g HQL
85 °C; 10 min
10 min
45 °C
0.04 g de cultivo YC-X11
Baño María 45 °C; pH 4.6
5°C
0, 7, 14, 21 Días
Yogurt batido
PESAR CALENTAR
MEZCLAR
HOMOGENIZAR
ENFRIAR
INOCULAR
FERMENTAR
BATIR
EMPACAR
REFRIGERAR
ALMACENAR
Formulación 1: 97.5 mL leche
Formulación 2: 95 mL leche
29 3.1.4. MEDICIÓN DE PH
La medición de pH se realizó durante la fermentación del yogur cada 45 minutos a muestras de 10 mL de yogurt hasta obtener un pH de 4.6; esta medición se realizó de igual manera durante el almacenamiento los días 0,7, 14, 21.
Se utilizó el método 981 12 (AOAC 1990) para la medición de pH en produc-tos acidificados, utilizando un pH-metro marca Corning® modelo 430, el cual fue calibrado antes de su uso con buffers de pH 4.01 y 7.00.
3.1.5. MEDICIÓN DE ACIDEZ TITULABLE
Para la determinación de acidez titulable se utilizó NaOH 0.1 N. Para la preparación se utilizaron 10 mL de muestra en un matraz Erlenmeyer de 250 mL. Se añadieron tres gotas de fenolftaleína al 1 % y se tituló con NaOH 0.1 N; hasta obtener una coloración rosada; la acidez se expresó como porcentaje de ácido láctico (A.O.A.C, 1984).
1 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻 0.1 𝑁 = 0.009 𝑔 𝑑𝑒 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑙á𝑐𝑡𝑖𝑐𝑜
El porcentaje de acidez se calculó mediante la ecuación 3.
𝐴𝑐𝑖𝑑𝑒𝑧 𝑇𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑏𝑙𝑒 ( % ) =(𝑚𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻)∗(𝑁 𝑑𝑒 𝑁𝑎𝑂𝐻)∗9𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ∗ 100 [3]
3.1.6. MEDICIÓN DE SINÉRESIS
30 marca Labnet modelo Z 323 K. El volumen de suero desprendido se determi-nó trasvasándolo a una probeta de 25 ml con ayuda de un gotero. El peso del sobrenadante se utilizó para medir el porcentaje de sinéresis mediante la ecuación 4.
𝑆𝑖𝑛é𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠 ( % ) =𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎𝑛𝑡𝑒𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 ∗ 100 [4]
3.1.7. RECUENTO MICROBIOLÓGICO DE MICRORGANISMOS L.BULGARICUS Y S.THERMOPHYLUS EN YOGURT
Se midió 10 ml de cada muestra y se transfirió a un frasco con 90 ml de agua peptonada, se homogenizó la muestra (dilución 10-1) y, a partir de esta dilución, se prepararon dos diluciones sucesivas (10-2 y 10-3) en tubos de ensayo con 9 ml de agua peptonada cada una.
El agar MRS (significado dentro del paréntesis) empleado fue preparado a partir de una mezcla con agua destilada, posteriormente fue esterilizada la mezcla en el autoclave, seguida de un enfriamiento hasta 40°C. El agar una vez enfriado fue vertido en las cajas de Petri. Se inoculó 1 ml de las diluciones 10-1, 10-2 y 10-3, se mezcló suave y uniformemente la solución con movimientos ascendentes, descendentes y rotatorios. Las cajas de Petri se dejaron a temperatura ambiente hasta que el agar se solidificara y se vertió otra capa de agar. Posteriormente, las cajas se invirtieron y se colocaron en la incubadora a 30°C por 48 h (Kailasapathy et al. ,2008).
3.1.8. EVALUACIÓN MICROBIOLÓGICA DEL YOGURT
31 Tabla 10. Método para recuento microbiológico en yogurt
Parámetro Método de ensayo
Coliformes totales, (UFC/g). NTE INEN 1529-7 Recuento de E. Coli, (UFC/g). NTE INEN 1529-8 Recuento de mohos y levaduras,
UFC/g
NTE INEN 1529-10
3.2. EVALUACIÓN SENSORIAL DEL YOGURT
La aceptabilidad sensorial de las formulaciones con yogurt se evaluó mediante una encuesta; donde se calificó el olor, color, sabor, textura y aceptabilidad global de las cuatro formulaciones. Los parámetros fueron evaluados mediante la escala hedónica de 1 a 9, donde 1 significa “me disgusta mucho” y 9 significa “me gusta mucho”. Se entregaron 30 ml de cada muestra, codificadas con números aleatorios de tres dígitos y en distinto orden a los consumidores, empleándose agua como neutralizante entre cada muestra (Anzaldúa, 2012).
Los yogures elaborados fueron evaluados sensorialmente por consumidores, 100 estudiantes de la Universidad Tecnológica Equinoccial, comprendidos en edades entre 19 y 23 años.
3.3. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
32
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. CARACTERIZACIÓN MATERIA PRIMA
4.1.1. HARINA DE QUINUA LAVADA
Los resultados del análisis fisicoquímico de la harina de quinua lavada; realizados en los laboratorios de AGROCALIDAD se presentan en la Tabla 11; los métodos utilizados se observan en el ANEXO I.
Tabla 11. Análisis fisicoquímico de harina de quinua lavada
Media ± desviación estándar (n=3)
(Agrocalidad, 2015)
La diferencia entre los resultados de cada muestra cumplió con lo establecido en la norma INEN 518 sobre contenido de humedad en harinas de origen vegetal (no excede 0.19 %).
El porcentaje de humedad de la harina de quinua lavada fue de 7.94 % que cumplió con los parámetros que se establecen en la norma A.O.A.C. 41 925.09 y que exige como máximo una humedad 15.5 %; probablemente se debe a que una vez lavada se llevó a deshidratación durante 6 horas; este pretratamiento permitió mantener la harina en conservación y pudo reducir la
PARÁMETROS RESULTADO (%)
Humedad 7.94 ± 0.05
Proteína 14.08 ± 0.09
Grasa 6.61 ± 0.11
Ceniza 2.36 ± 0.01
Fibra 1.54 ± 0.02
Carbohidratos 66.68
33 población de microorganismos. Con el proceso de lavado y secado de quinua, el contenido de humedad se redujo notablemente en comparación con harina de quinua cruda, según los resultados reportados (12.5 %) por Romo (2011).
La diferencia entre los resultados de cada expresión cumplió con lo establecido en la norma INEN 520:1980 sobre determinación de ceniza en harinas de origen vegetal, de no exceder un valor de 0.01 %, al realizar determinaciones por duplicado. El valor de ceniza obtenido en la harina de quinua lavada fue de 2.36; lo que se aproxima al valor de 2.72 reportado por Romo (2011), y a 2.3 reportado por García (2011).
El valor obtenido de proteína fue de 14.08 %; Romo (2011) y Tapia (2011) encontraron valores entre 11 % y 21 %, respectivamente.
La cantidad de grasa en la harina de quinua lavada fue de 6.61 %; valor más alto en comparación a la harina de trigo y otras harinas vegetales que tiene un valor aproximado de 1 % a 2 %, además tiene importantes contenidos de ácido oleico, linoleico y linolénico (Alía y González, 2003).
Según García (2011), el resultado en la determinación de carbohidratos por el mismo método fue de 67.8 %, los que concuerdan con 66.68 % obtenidos en la determinación de carbohidratos totales.
4.1.2. ÍNDICE DE ABSORCIÓN DE AGUA EN HARINA DE QUINUA LAVADA
34 (sin reportar variedad ni pretratamiento) previamente acondicionada con una humedad de 16%.
4.1.3. ÍNDICE DE SOLUBILIDAD EN HARINA DE QUINUA LAVADA
El resultado obtenido de Índice de solubilidad fue de 5.20 % y coincide con los reportados por Sandoval et al. (2009). Esto puede deberse a que el almidón de quinua tiene una baja solubilidad y poco poder de hinchamiento, debido a las fuertes fuerzas de unión y los entrecruzamientos dentro del gránulo de almidón (Ruales & Nair, 1992).
4.1.4. GRANULOMETRÍA EN HARINA DE QUINUA LAVADA
Se obtuvo una harina uniforme que pasó por la primera malla denominada criba serie Tyler con una abertura de 1.19 mm. La granulometría se realizó bajo dos tipos de malla; por la malla número 7 pasó 38 g de harina. Por la segunda malla, número 10, pasaron 56 g de harina, de un total de 100 gramos.
4.2.
ANÁLISIS FISICOQUÍMICO DE LECHE
SEMIDESCREMADA UHT
Los resultados del análisis fisicoquímico de leche semidescremada UHT comercial se realizaron por duplicado en el laboratorio de Multianalytica. En la Tabla 12 se observan los resultados del análisis de leche semidescremada UHT comercial.
35 los datos de proteína obtenidos en las dos muestras fue 2.85 ± 0.01 %, la cantidad de acidez obtenida en el análisis fue de 0.14 % (ácido láctico) en las dos muestras, el valor de sólidos lácteos no grasos tuvo una media de 8.21 ± 0.03 % y la densidad fue de 1.029 g/mL; Todos estos valores cumplen con las especificaciones de norma NTE INEN 701 de requisitos físicos y químicos en leche larga vida.
Tabla 12. Resultados Análisis fisicoquímico leche descremada UHT
PARÁMETRO UNIDAD RESULTADO
Sólidos % 10.39 ± 0.01
Ceniza % 0.79 ±0.02
Grasa % 2.18 ±0.01
Proteína % 2.85 ±0.01
Acidez % (ácido láctico ) 0.14 ±0.01
Sólidos lácteos no grasos % 8.21 ±0.03
Densidad de lácteos g/mL 1.029 ±0.01
(Multianalytica, 2015)
4.3. EFECTO DE LA MEZCLA DE HARINA QUINUA DE
LAVADA Y LECHE SEMIDESCREMADA EN EL PROCESO
DE FERMENTACIÓN
4.3.1. ACIDEZ
Los valores de acidez se pueden visualizar a efectos de comparación en la Figura 8, donde se aprecia las distintas formulaciones y la muestra control durante la fase de fermentación.
36 después que los yogures con HQL, y la acidez final fue de 0.69 % en el patrón, 0.73 % en el yogurt con 2.5 % de harina, 0.74 % en el yogur con 5 % y 0.75 % de acidez en el que contenía 7.5 % de harina. Mediante el análisis de varianza se observó diferencias significativas en el nivel de harina añadido al yogur; sin embargo los resultados sugieren que la adición de harina de quinua lavada influye en el tiempo de fermentación; mejorando la producción de ácido en comparación al yogurt patrón. Estos resultados presentan una tendencia similar con los estudios realizados por Zare & Boye (2010) con leche y harina de lenteja.
Figura 8. Determinación de acidez titulable durante el tiempo de Fermentación de yogurt con Harina de quinua lavada.
Letras diferentes indican diferencias significativas entre sí (p<0.05). Dms= Test Tukey 0,04502
f f
e
d
c c
ab
f e
d
cb
b a
a
f e
d
c
b a
a
f
e
d
c
b a
a
0,00 0,80
0 45 90 135 180 225 270
37 4.3.2. pH
Los valores de pH se pueden visualizar a efectos de comparación en la Figura 9, donde se aprecia las distintas formulaciones y la muestra control durante la fase de fermentación.
Figura 9. pH durante el tiempo de fermentación de yogurt con harina de quinua lavada.
Dms= Test Tukey 0.19528
El tiempo, hasta alcanzar un pH de 4.6, fue similar en todos los tratamientos, en el tratamiento con 5 % de harina de quinua lavada se observó un proceso de fermentación con pocas variaciones en comparación a los otros dos tratamientos 2.5 % y 7.5 % de harina de quinua lavada, donde, al principio de la fermentación se observó un proceso más lento en el cambio de pH hasta los 135 minutos, después de este tiempo empezó una fermentación acelerada y en el minuto 225 el pH comenzó a disminuir lentamente hasta alcanzar un valor de 4.6, que es el valor óptimo según la norma 243 (Codex, 2003). El yogurt patrón tiene un proceso más lento de fermentación en comparación a los tratamientos con harina de quinua lavada; estos resultados coinciden con los estudios realizados por Casarotti, Carneiro, &
a
a
b
c
d
e f
f
a b
c
d
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a
b
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d
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f f
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b
c
d
e
f f
4 5 6 7 8
0 45 90 135 180 225 270 315
38 Penna (2014). Esto sugiere que la adición de harina de quinua lavada, para los tres niveles (2.5 5.0 y 7.5 %) de harina, incrementa la cinética de fermentación de yogurt; debido a que según los reportado por Quicazán, Sandoval & Padilla (2008) el almidón presente en la harina es un medio óptimo para el crecimiento de los microrganismos iniciadores.
4.3.3. SINÉRESIS DURANTE EL ALMACENAMIENTO
El valor de la sinéresis durante el tiempo de almacenamiento se redujo con el incremento de HQL en las tres formulaciones de yogurt. Se observaron diferencias significativas en comparación con el yogurt control que presentó mayor contenido de sinéresis estos valores se observan en la Figura 10.
Figura 10. Sinéresis durante el tiempo de almacenamiento (21 días) de yogurt con harina de quinua lavada
Dms = Test Tukey 18.40463
La sinéresis en el yogurt patrón fue mayor en comparación a los tratamientos con adición de harina de quinua lavada. En el tratamiento 3 (7.5 % harina de quinua lavada) se observó menos sinéresis en el día cero 10.93 y subió a
a
b b
b
b
b b
b
b
b
b b
c c c c 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00 90,00
0 7 14 21
39 36.63 % durante los 21 días de almacenamiento, los tratamientos de 5 y 7.5 % de harina de quinua lavada no tienen diferencias significativas (p<0.05); estos son los mejores tratamientos con menos sinéresis en el producto final y durante el período de almacenamiento, este comportamiento coincide con estudios realizados de adición de harina de lenteja donde una mayor suplementación (3 %) dio lugar a la sinéresis más baja durante el almacenamiento de 28 días (Zare & Boye, 2010).
La cantidad de suero desprendido tiende a disminuir con adición de mayor cantidad de harina de quinua lavada de acuerdo al tiempo de almacenamiento. Tamime y Robinson (2014) mencionan que, debido a la presencia de mayor cantidad de proteínas, y los cambios que sufren durante la elaboración del yogur, se puede obtener una mayor estabilidad del gel y conseguir mejorar su consistencia y viscosidad al impedir la separación del suero.
4.3.4. ANÁLISIS DE pH DURANTE EL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO
En la Figura 11 se puede observar que el pH se redujo de forma lenta durante los primeros 45 minutos, esto debido al crecimiento de S. thermophilus, a partir del minuto 180 la reducción es más rápida debido al crecimiento de L. bulgaricus y hasta el minuto 270 se reduce de forma lenta hasta el pH final (4.5 – 4.6).
Arenas (2000), estableció que la reducción del pH es lento durante las primeras horas de fermentación y se acelera únicamente al final del proceso.
40 El comportamiento del pH es el mismo en los tratamientos, sin embargo el tratamiento con 7.5 % de harina de quinua disminuyó de 4.6 a 4.1 después de 21 días de almacenamiento, estos resultados se asemejan a los estudios realizados por Casarotti, Carneiro, & Penna (2014). El yogurt que se acerca al comportamiento del patrón es el de 5 % de harina de quinua con un cambio de 4.6 a 4.27 de pH al final del almacenamiento. Se pudo comprobar mediante análisis de varianza que hubo diferencias significativas (p<0.05) en el pH de las muestras de acuerdo al día de almacenamiento, según los resultados reportados por Castro (2007).
La acidificación durante el almacenamiento puede desarrollarse incluso a temperaturas entre 0 y 5 °C porque no es posible detener completamente la actividad enzimática de los cultivos lácteos durante esta fase de enfriamiento (Castro, 2007).
Figura 11. pH durante el tiempo de almacenamiento (21 días) de yogur con harina de quinua lavada
Dms= Test Tukey 0.08769
a
b b
b a b b b a b b b a a b c 4 4,2 4,4 4,6 4,8 5
0 7 14 21
41 4.3.5. ANÁLISIS DE ACIDEZ DURANTE EL TIEMPO DE
ALMACENAMIENTO
En la Figura 12 se observa que los datos presentan diferencia significativa. El comportamiento del porcentaje de acidez del yogur control incrementa de forma lenta alcanzando al final de proceso de fermentación; los yogures con 2.5, 5 y 7.5 % de HQL alcanzaron un porcentaje de acidez más alto; Esto sugiere que a medida que incrementa la cantidad de HQL también lo hace la acidez.
Figura 12. Acidez titulable durante el tiempo de almacenamiento (21días) de yogur con HQL
Dms= Test Tukey 0.10050
El contenido de acidez subió en los tres tratamientos y se aprecia que es directamente proporcional al tiempo de almacenamiento, por lo tanto la adición de harina de quinua lavada contribuyó a la post-acidificación de la leche fermentada durante el almacenamiento, al igual que en la investigación realizada por Casarotti, Carneiro & Penna (2014); Esto sugiere que a
b
a c c
ab
a
ab a
a a
a a
a a
a a 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
0 7 14 21
42 medida que incrementa la cantidad de harina de quinua lavada también lo hace la acidez.
Quicazán, Sandoval & Padilla (2008), identificaron que la tasa de producción de ácido láctico es menor en el yogurt con soya con respecto al elaborado con leche de vaca, presentando este último los valores más altos.
4.4. ANÁLISIS SENSORIAL DE YOGURT CON HARINA DE QUINUA LAVADA
En la Figura 13 se presenta el resultado del análisis sensorial de yogurt con tres formulaciones de harina de quinua lavada.
Figura 13. Resultado análisis sensorial yogurt con harina de quinua lavada Dms= 25,896
El mejor tratamiento que se obtuvo en la apariencia de yogurt después del yogurt patrón fue el de 50 % de harina de quinua lavada con 7.12 puntos, el mejor tratamiento en el parámetro de olor fue el de 5 % de harina de quinua lavada; que tuvo una valoración de 6.29 puntos, el tratamiento con mejor
7,99 6,05 6,08
4,7 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Control HQL 2,5% HLQ 5% HQL 7,5%
V A LO R A CION DE A CE P T A BILID AD S E NS O RIA L ( 9 P T O S )
PORCENTAJE HARINA DE QUINUA LAVADA
a
b bc
