UNIVERSIDAD NACIONAL DE UCAYALI
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS
ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
“ELABORACIÓN DE PAN ESPECIAL CON ADICIÓN DE
PASTA DE CACAO, CON CARACTERÍSTICA DE UN
ALIMENTO FUNCIONAL- PUCALLPA”
TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO AGROINDUSTRIAL
AMARILIS TERESA GONZÁLEZ RAMÍREZ
PUCALLPA - PERÚ
iv
vi
DEDICATORIA.
A mis padres amados, Carlos Gonzalo González Pinedo e Isabel Ramírez Sánchez. Son mi inspiración y fortaleza.
vii
AGRADECIMIENTO.
Expreso mi sincero agradecimiento a Dios y a las siguientes personas e instituciones que han contribuido para la realización de la presente tesis:
A Dios, por darme la vida y poner a personas en mi camino para bendecirme, agradecida por su gracia, misericordia y amor que siempre me acompañan. A mis padres, por su compromiso en hacerme profesional, animarme en
cada etapa y ser mi gran sustento en todo tiempo.
A mis hermanos, por la solvencia económica y alentarme a seguir adelante. A mi asesor Dr. Edgardo García Saavedra, por su apoyo académico.
A mi Co-asesor Ing. Caleb Leandro Laguna, por su asesoría, paciencia y dedicación.
Al Ing. James Silva Díaz, por su apoyo en mis pruebas preliminares.
Al Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana – IIAP, por permitirme usar sus instalaciones.
A la empresa Consorcio Ucayalino, por facilitarme sus ambientes para el desarrollo de la ejecución de la tesis.
Al Biólogo Henry Domenak Sánchez, por el apoyo en los análisis microbiológicos de mis panes.
Al técnico de laboratorio de Suelos Juan Huaycama, por su colaboración en la realización de los análisis fisicoquímicos.
viii
INDICE.
Pág.
RESUMEN. ... xi
ABSTRACT. ... xii
LISTA DE CUADROS. ... xiii
LISTA DE FIGURAS. ... xvi
I. INTRODUCCIÓN. ... 1
II. REVISIÓN DE LITERATURA... 3
2.1. Antecedentes. ... 3
2.2. Generalidades de la pasta o licor de cacao. ... 6
2.2.1. Proceso de elaboración de la pasta de cacao. ... 6
2.2.2. Normas de calidad para la pasta de cacao. ... 8
2.2.3. Composición fisicoquímica y nutricional de los derivados de cacao. ... 9
2.2.4. Componentes fitoquimicos y efectos sobre la salud. ... 11
2.2.5. Salud y nutrición del cacao. ... 12
2.3. Panificación. ... 13
2.3.1. Tipos de pan. ... 14
2.3.2. Materia prima e insumos. ... 14
2.3.3. Tipos de elaboración de pan. ... 16
2.3.4. Proceso de elaboración. ... 17
2.3.5. Formulación. ... 18
2.3.6. Norma sanitaria y tecnológica para la fabricación, elaboración de productos de panificación. ... 19
III. MATERIALES Y MÉTODOS. ... 21
3.1. Lugar de ejecución. ... 21
3.2. Materiales y equipos. ... 21
3.2.1. Materia prima e Insumos. ... 21
3.2.2. Materiales. ... 21
3.2.3. Equipos. ... 21
3.2.4. Reactivos. ... 22
3.3. Métodos. ... 22
3.3.1. Obtención de la pasta de cacao... 22
ix
3.3.3. Determinación de las características fisicoquímicas y
contenido de polifenoles totales de la pasta de cacao. ... 28
3.3.4. Evaluación de las características fisicoquímicas y contenido de polifenoles totales del pan elaborado con diferentes niveles de pasta de cacao. ... 29
3.3.5. Evaluación de las características sensoriales del pan elaborado con diferentes niveles de pasta de cacao. ... 30
3.3.6. Evaluación microbiológica del pan que ha sido seleccionada con mejor característica sensorial. ... 30
3.4. DISEÑO ESTADÍSTICO DE LA INVESTIGACIÓN... 31
3.4.1. Diseño experimental. ... 31
3.4.2. Modelo matemático. ... 33
3.4.3. Tipo de investigación. ... 34
3.4.4. Población y muestra. ... 34
3.4.5. Medición de las variables ... 34
3.4.6. Descripción de técnica e instrumentos de recolección de datos. ... 35
IV. RESULTADOS. ... 36
4.1. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE LA PASTA DE CACAO. ... 36
4.1.1. Obtención de la pasta de cacao... 36
4.1.2. Caracterización de la pasta de cacao. ... 37
4.2. ELABORACIÓN DE PAN ESPECIAL CON DIFERENTES NIVELES DE PASTA DE CACAO. ... 37
4.3. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DEL PAN ESPECIAL ... 38
4.3.1. Humedad. ... 39
4.3.2. Ceniza. ... 40
4.3.3. Grasas. ... 41
4.3.4. Proteínas. ... 43
4.3.5. Carbohidratos. ... 44
4.3.6. Energía. ... 46
4.3.7. Acidez. ... 47
4.3.8. pH. ... 49
4.4. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS SENSORIALES DEL PAN ELABORADO CON DIFERENTES NIVELES DE PASTA DE CACAO. ... 50
x
4.4.2. Aroma. ... 52
4.4.3. Color. ... 53
4.4.4. Sabor. ... 55
4.4.5. Textura. ... 57
4.4.6. Perfil sensorial. ... 58
4.5. CUANTIFICACIÓN DE POLIFENOLES TOTALES. ... 59
4.6. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DEL PAN ESPECIAL CON MEJORES CARACTERISTICAS SENSORIALES. ... 60
V. DISCUSIÓN ... 61
5.1. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE LA PASTA DE CACAO. ... 61
5.1.1. Obtención de la pasta de cacao... 61
5.1.2. Caracterización de la pasta de cacao. ... 61
5.2. ELABORACIÓN DE PAN ESPECIAL CON DIFERENTES NIVELES DE PASTA DE CACAO. ... 64
5.3. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DEL PAN ESPECIAL. ... 65
5.4. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS SENSORIALES DEL PAN ELABORADO CON DIFERENTES NIVELES DE PASTA DE CACAO. ... 69
5.5. DETERMINACIÓN DE POLIFENOLES TOTALES. ... 72
VI. CONCLUSIONES. ... 74
VII. RECOMENDACIONES. ... 76
VIII.LITERATURA CITADA. ... 77
xi
RESUMEN.
En la investigación se determinó los parámetros del pan especial elaborado con la adición de pasta de cacao (Theobroma cacao L.) de la variedad CCN-51. El mismo que le brinda al pan las características de un alimento funcional. El proceso de elaboración del pan comprendió las siguientes etapas: Recepción de materia prima e insumos, dosimetría, mezclado/amasado, pesado, división, moldeado o formado, fermentado, horneado, enfriado, selección, envasado, sellado y empacado. El estudio presentó seis tratamientos: T1 (pasta de cacao 8%), T2 (pasta de cacao 10%), T3 (pasta de cacao 12%), T4 (pasta de cacao 14%), T5 (pasta de cacao 16%), T6 (pasta de cacao 18%). Los resultados de los análisis fisicoquímicos demostraron que los panes se ven influenciados por la adición de pasta de cacao a excepción del contenido de proteínas y carbohidratos. Para el análisis estadístico de las características fisicoquímicas se aplicó el diseño en bloques completo al azar (DBCA) y se interpretó con el análisis de varianza. Las características sensoriales de los panes se evaluaron con una escala hedónica de 1.0 (muy deficiente) hasta 5.0 (excelente) y para el análisis estadístico se aplicó un diseño en bloque incompleto balanceado (DBIB) y en el análisis de los datos se aplicó la prueba no paramétrico de Friedman. Los resultados reflejan que los tratamientos T1 y T2 no presentan diferencias significativas y son las que obtuvieron mejores características sensoriales. Sin embargo, el T1 obtuvo mayor puntaje. La cuantificación de polifenoles totales fueron para T1 (688,82 AG ug/g) y T2 (789.45 AG ug/g); el análisis microbiológico demostró la ausencia de Salmonella spp, Staphylococcus aureus, Escherichia coli y Coliformes totales, pero se pudo observar la presencia de mohos y levaduras a los 5 días de elaborado y fue menor a 10 (UFC/g), valor que está dentro de los parámetros establecidos en la NTS N° 071 – MINSA/DIGESA “Norma Sanitaria que establece criterios microbiológicos de calidad sanitaria e inocuidad para los alimentos y bebidas de consumo humano.
xii
ABSTRACT.
In the research were determined the parameters of the special bread made with the addition of cocoa paste (Theobroma cacao L.) from the variety CCN-51. Which gives the bread the characteristics of a functional food. The process of making this bread included the following stages: Reception of raw materials and supplies, dosimetry, mixing / kneading, weighing, dividing, molding or forming, fermenting, baking, chilling, sorting, sealing and packing. The study presented six treatments: T1 (8% cocoa paste), T2 (10% cocoa paste), T3 (12% cocoa paste), T4 (14% cocoa paste), T5 (16% cocoa paste), T6 (18% cocoa paste). The results of the physicochemical analysis showed that the breads are influenced by the addition of cocoa paste with the exception of the protein and carbohydrate content. For the statistical analysis of physicochemical characteristics, the randomized complete block design (RCBD) was applied and interpreted with the analysis of variance. The sensory characteristics of the breads were evaluated with a hedonic scale of 1.0 (very deficient) to 5.0 (excellent) and for the statistical analysis a balanced incomplete block design (BIBD) was applied and in the analysis of the data the Friedman’s nonparametric statistical test was applied. The results show that the T1 and T2 treatments do not present significant differences and are the ones that obtained the best sensory characteristics. However, T1 scored higher. The quantification of total polyphenols were for T1 (688.82 AG ug/g) and T2 (789.45 AG ug/g); the microbiological analysis showed the absence of Salmonella spp, Staphylococcus aureus, Escherichia coli and total coliforms, but the presence of molds and yeasts could be observed 5 days after being elaborated and it was less than 10 (UFC / g), value that is within of the parameters established in NTS N° 071 - MINSA / DIGESA "Sanitary Norm that establishes microbiological criteria of sanitary quality and innocuousness for food and beverages for human consumption.”
xiii
LISTA DE CUADROS.
En el texto Pág.
Cuadro 1. Normas técnicas de calidad para la pasta de cacao ... 9
Cuadro 2. Comparación de la composición en macro y micronutrientes del cacao y derivados. ... 10
Cuadro 3. Características organolépticas de los panes. ... 19
Cuadro 4. Criterios Fisicoquímicos del pan común ... 19
Cuadro 5. Criterios Fisicoquímicos del pan especial ... 20
Cuadro 6. Criterios microbiológicos ... 20
Cuadro 7. Factores en estudio del ensayo experimental. ... 32
Cuadro 8. Esquema del experimento con los tratamientos. ... 32
Cuadro 9. Resultados del análisis fisicoquímico de la pasta de cacao. ... 37
Cuadro 10.Análisis de varianza para la humedad de los panes por tratamiento. ... 39
Cuadro 11.Comparación múltiple de medias para la humedad por tratamientos. ... 39
Cuadro 12. Análisis de varianza para la ceniza de los panes por tratamiento.. 40
Cuadro 13. Comparación múltiple de medias para la ceniza por tratamientos.41 Cuadro 14. Análisis de varianza para la grasa de los panes por tratamiento. . 42
Cuadro 15. Comparación múltiple de medias para la grasa por tratamientos. . 42
Cuadro 16. Análisis de varianza para la proteína de los panes por tratamiento. ... 43
Cuadro 17. Comparación múltiple de medias para la proteína por tratamientos. ... 44
Cuadro 18. Análisis de varianza para el carbohidrato de los panes por tratamiento. ... 45
Cuadro 19. Comparación múltiple de medias para el carbohidrato por tratamientos. ... 45
Cuadro 20. Análisis de varianza para la energía de los panes por tratamiento. ... 46
Cuadro 21. Comparación múltiple de medias para la energía por tratamientos. ... 47
Cuadro 22. Análisis de varianza para la acidez de los panes por tratamiento. 48 Cuadro 23. Comparación múltiple de medias para la acidez por tratamientos. 48 Cuadro 24. Análisis de varianza para el pH de los panes por tratamiento. ... 49
Cuadro 25. Comparación múltiple de medias para el pH por tratamientos. ... 50
Cuadro 26. Prueba no paramétrica de Friedman para la apariencia general por tratamientos. ... 51
Cuadro 27. Comparación múltiple de medias de Bonferroni para la apariencia general por tratamientos. ... 51
Cuadro 28. Prueba no paramétrica de Friedman para la el aroma por tratamientos. ... 52
xiv
Cuadro 30. Prueba no paramétrica de Friedman para el color por
tratamientos. ... 54
Cuadro 31. Comparación múltiple de medias de Bonferroni para el color por tratamientos. ... 54
Cuadro 32. Prueba no paramétrica de Friedman para el sabor por tratamientos. ... 55
Cuadro 33. Comparación múltiple de medias de Bonferroni para el sabor por tratamientos. ... 56
Cuadro 34. Prueba no paramétrica de Friedman para la textura por tratamientos. ... 57
Cuadro 35. Comparación múltiple de medias de Bonferroni para la textura por tratamientos. ... 58
Cuadro 36. Resultados de polifenoles totales del pan con mejor característica fisicoquímica y sensorial. ... 59
Cuadro 37. Resultados del análisis microbiológico del pan especial ... 60
En el anexo Cuadro 38A. Resultados del análisis fisicoquímico de los panes especiales. .. 89
Cuadro 39A. Resumen estadístico para la humedad de los panes por tratamiento. ... 89
Cuadro 40A. Resumen estadístico para cenizas por tratamientos. ... 90
Cuadro 41A. Resumen estadístico para grasa por tratamientos. ... 91
Cuadro 42A. Resumen estadístico para proteínas por tratamientos. ... 92
Cuadro 43A. Resumen estadístico para carbohidratos por tratamientos. ... 92
Cuadro 44A. Resumen estadístico para energía por tratamientos. ... 93
Cuadro 45A. Resumen estadístico para acidez por tratamientos. ... 94
Cuadro 46A. Resumen estadístico para pH por tratamientos. ... 95
Cuadro 47A. Resumen estadístico para apariencia general por tratamientos. 96 Cuadro 48A. Análisis de varianza para la apariencia general de los panes por tratamiento. ... 97
Cuadro 49A. Medias con intervalo para apariencia general por tratamientos. . 97
Cuadro 50A. Verificación de varianza para apariencia general... 97
Cuadro 51A. Resumen estadístico para aroma por tratamientos. ... 98
Cuadro 52A. Análisis de varianza para el aroma de los panes por tratamiento ... 99
Cuadro 53A. Medias con intervalos para aroma por tratamientos ... 99
Cuadro 54A. Verificación de varianza para aroma. ... 99
Cuadro 55A. Análisis de varianza para color de los panes por tratamiento ... 100
Cuadro 56A. Resumen estadístico para color por tratamientos ... 100
Cuadro 57A. Medias con intervalos para color por tratamientos ... 101
Cuadro 58A. Verificación de Varianza para color. ... 101
Cuadro 59A. Resumen estadístico para sabor por tratamientos ... 102
Cuadro 60A. Análisis de varianza para el sabor de los panes por tratamiento. ... 102
xv
Cuadro 62A. Prueba de varianza para sabor. ... 103
Cuadro 63A. Resumen estadístico para textura por tratamientos. ... 104
Cuadro 64A. Análisis de varianza para la textura de los panes por tratamiento. ... 104
Cuadro 65A. Medias con intervalos para textura por tratamientos ... 104
Cuadro 66A. Verificación de Varianza para textura. ... 105
Cuadro 67A. Datos de la curva estándar de los polifenoles totales. ... 108
Cuadro 68A. Datos de la preparación y resultados de los polifenoles totales de los tratamientos T1 y T2. ... 108
xvi
LISTA DE FIGURAS.
En el texto Pág.
Figura 1. Diagrama de flujo para el procesamiento de la pasta de cacao. ... 8
Figura 2. Flujograma definitivo de la obtención de la pasta de cacao. ... 24
Figura 3. Flujograma definitivo del proceso de elaboración del pan especial de cacao. ... 28
Figura 4. Flujograma definitivo y balance de materia de la obtención de pasta de cacao. ... 36
Figura 5. Flujograma definitivo, balance de materia del proceso de elaboración del pan especial de cacao y rendimiento del producto final. ... 38
Figura 6. Comportamiento de las medias de la humedad por tratamiento. ... 40
Figura 7. Comportamiento de las medias de la ceniza por tratamiento. ... 41
Figura 8. Comportamiento de las medias de la grasa por tratamiento. ... 43
Figura 9. Comportamiento de las medias de la proteína por tratamiento. ... 44
Figura 10. Comportamiento de las medias del carbohidrato por tratamiento. .. 46
Figura 11. Comportamiento de las medias de la energía por tratamiento. ... 47
Figura 12. Comportamiento de las medias de la acidez por tratamiento. ... 49
Figura 13. Comportamiento de las medias del pH por tratamiento. ... 50
Figura 14. Comportamiento de las medias de la apariencia general por tratamiento. ... 52
Figura 15. Comportamiento de las medias del aroma por tratamiento. ... 53
Figura 16. Comportamiento de las medias del color por tratamiento. ... 55
Figura 17. Comportamiento de las medias del sabor por tratamiento. ... 56
Figura 18. Diagrama de caja y bigotes para los valores de sabor de los panes por tratamiento. ... 57
Figura 19. Comportamiento de las medias de la textura por tratamiento. ... 58
Figura 20. Perfil sensorial. ... 59
Figura 21. Barras de error de los polifenoles totales por tratamientos T1 y T2. 60 En el anexo Figura 22A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de humedad de los panes por tratamiento. ... 90
Figura 23A. Residuos para la humedad por tratamiento. ... 90
Figura 24A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de cenizas de los panes por tratamiento. ... 91
Figura 25A. Residuos para la ceniza por tratamiento. ... 91
Figura 26A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de grasa de los panes por tratamiento. ... 92
Figura 27A. Residuos para la grasa por tratamiento. ... 92
Figura 28A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de proteínas de los panes por tratamiento. ... 92
xvii
Figura 30A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de carbohidratos de
los panes por tratamiento. ... 93
Figura 31A. Residuos para el carbohidrato por tratamiento. ... 93
Figura 32A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de energía de los panes por tratamiento. ... 94
Figura 33A. Residuos para la energía por tratamiento. ... 94
Figura 34A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de acidez de los panes por tratamiento. ... 95
Figura 35A. Residuos para la acidez por tratamiento. ... 95
Figura 36A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de pH de los panes por tratamiento. ... 96
Figura 37A. Residuos para el pH por tratamiento. ... 96
Figura 38A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de apariencia general de los panes por tratamiento. ... 98
Figura 39A. Residuos para la apariencia general por tratamiento. ... 98
Figura 40A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de aroma de los panes por tratamiento. ... 99
Figura 41A. Residuos para el aroma por tratamiento. ... 100
Figura 42A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de color de los panes por tratamiento. ... 101
Figura 43A. Residuos para el color por tratamiento. ... 102
Figura 44A. Residuos para el sabor por tratamiento. ... 103
Figura 45A. Diagrama de caja y bigotes para los valores de textura de los panes por tratamiento. ... 105
Figura 46A. Residuos para la textura por tratamiento. ... 105
Figura 47A. Curva estándar de la cuantificación de los polifenoles totales de los panes. ... 108
Figura 48A. Recepción de los granos de cacao CCN-51. ... 109
Figura 49A. Pesado de los granos ... 109
Figura 50A. Tostado y descascarillado. ... 109
Figura 51A. Molido de los nibs. ... 109
Figura 52A. Pasta de cacao. ... 109
Figura 53A. Análisis fisicoquímicos de la pasta de cacao. ... 109
Figura 54A. Pesado de los ingredientes para el pan especial. ... 109
Figura 55A. Formulación de cada tratamiento. ... 109
Figura 56A. Amasado/Mezclado de los ingredientes. ... 109
Figura 57A. Pesado de la masa. ... 109
Figura 58A. División de la masa. ... 109
Figura 59A. Boleado de los panes crudos. ... 109
Figura 60A. Fermentación de los panes crudos. ... 109
Figura 61A. Horneado de los panes. ... 109
Figura 62A. Obtención de los panes especiales, “panes de cacao”... 109
Figura 63A. Preparación de las muestras para análisis sensoriales. ... 109
Figura 64A. Ficha y muestras a evaluar. ... 109
Figura 65A. Evaluación del análisis sensorial. ... 109
Figura 66A. Identificación y pesado de las muestras de los panes. ... 109
xviii
Figura 68A. Análisis fisicoquímicos para los panes por tratamientos. ... 109
Figura 69A. Cuantificación de polifenoles totales. ... 109
Figura 70A. Muestras en la incubadora. ... 109
I. INTRODUCCIÓN.
Las nuevas tendencias mundiales nos conllevan a elaborar nuevos productos alimenticios con la participación de nuevos insumos naturales que permitan una mejor alimentación y sea de beneficio para la salud del consumidor. Estos cambios en los patrones de alimentación promueven el consumo de alimentos funcionales en la población. El papel principal de los alimentos funcionales es el de nutrir y el secundario de satisfacer aspectos sensoriales o de preferencia, en la actualidad se busca también que estos alimentos funcionales cumplan la función de modulación del sistema fisiológico del cuerpo humano.
El pan es un alimento común en la dieta de las personas en el mundo entero, la formulación depende del tipo de pan a elaborar y el ámbito cultural de cada región. Un pan enriquecido es aquel que dentro de su composición contenga productos naturales con ingredientes bioactivos altamente funcionales que actúan como suministro de antioxidantes fenólicos.
En el caso del habitante de la Región de Ucayali, no estamos acostumbrados al consumo de productos benéficos para nuestra salud debido a la falta de educación y comunicación de los beneficios alimentarios de ciertos productos con características novedosas en su elaboración, presentación y atributos sensoriales del producto final. Lo que hace que no estemos dando el uso adecuado a determinados productos de origen vegetal en la participación como insumos para mejorar la presentación y el sabor de nuevos productos altamente nutritivos y con características antioxidantes.
En este contexto, la realización de la presente tesis, remarcará una alternativa nueva de consumo en la industria del pan en la región de Ucayali, la misma que podrá ser consumida por niños, jóvenes y adultos como parte de la dieta alimentaria diaria y al mismo tiempo utilizar nuevos recursos alimentarios disponibles en la región, de manera corporativa con la comunidad.
Por lo que en esta investigación se empleó como materia de estudio la elaboración de panes especiales que constituye un sector sustancial de la dieta alimentaria, ya que todos los panes tradicionales se elaboran generalmente con harina de trigo, azúcar, manteca, sal y levadura pero al añadir la pasta de cacao lo hace un tipo de pan especial porque cambia su característica sensorial, aporta valor nutricional y funcional.
Los productos derivados del cacao son una buena opción para obtener nuevos productos saludables y apetecibles para el consumidor ya que el componente de cacao es rico en una serie de minerales esenciales, incluyendo magnesio, cobre, potasio y manganeso, sodio, calcio, hierro, fosforo y zinc, que desempeñan papeles importantes en la fisiología del cuerpo humano. El cacao contiene vitamina E y algunos de la vitamina B, complejos (tiamina, riboflavina y niacina). La manteca de cacao contiene vitamina A y E. Es una fuente importante de antioxidantes.
El presente trabajo tuvo como objetivos específicos:
- Determinar las características fisicoquímicas y el contenido de polifenoles totales de la pasta de cacao procedente de Campo Verde.
- Elaborar pan especial con diferentes niveles de pasta de cacao.
- Evaluar las características fisicoquímicas del pan elaborado con diferentes niveles de pasta de cacao.
- Evaluar las características sensoriales de los panes elaborados con diferentes niveles de pasta de cacao.
II. REVISIÓN DE LITERATURA.
2.1. Antecedentes.
Turfani et al. (2017), en su investigación propiedades tecnológicas, nutricionales y funcionales del pan de trigo enriquecido con harinas de lenteja o algarroba determinó que al mezclar harina de trigo con semilla de algarroba o harina de lentejas verdes al 5-6%, 10-12% o 24% de nivel modificó las propiedades tecnológicas de la masa y las características del pan. Todas las mezclas dieron panes aceptables. La mezcla de la harina de trigo con 5-6% de harina de leguminosas generalmente no alteró el volumen del pan. Sin embargo, el aumento de la harina de leguminosa a 10-12% o 24% redujo el volumen del pan, excepto cuando se complementó con harina refinada de semilla de algarroba al 10%, lo que aumentó. Se concluyó que la harina de algarroba y especialmente pan enriquecido con harina de lentejas le otorgan al pan proteínas ricas en lisina, fibra dietética, compuestos fenólicos y lignanos. En general aumenta su poder antioxidante, se determinó que el valor nutricional de las lentejas y las propiedades tecnológicas del algarrobo son útiles para aumentar el valor nutricional y funcional del pan de trigo.
hechos, se concluye que los cascaras de linaza pueden ser un aditivo alimentario beneficioso.
Arone (2015), en su investigación evaluación de las propiedades físicas, químicas y organolépticas del pan tipo molde enriquecido con harina de quinua (chenopodium quinoa willd) y chia (salvia hispanica l.) Que en su formulación del pan con harina de quinua (HQ), harina de chia (HC) y harina de trigo (HT). Observa que a medida que incrementa la sustitución de la HQ y HC también incrementa el porcentaje de proteínas, lípidos, cenizas, fibra, pH, acidez y disminuye los carbohidratos. Se pudo observar que respecto a las proteínas el tratamiento que presentó mayor porcentaje fue el T2 (15.93%), igual para los lípidos el T2 (10.17%) presentó mayor contenido de lípidos, el tratamiento que presento mayor contenido de carbohidratos fue el tratamiento de control T6 (78.27%), se vio un incremento respecto a la fibra, los valores en los rangos de (6.13 a 15%) de igual forma los rangos de los resultados para las cenizas fueron de (2.82 a 3.17%). Respecto al pH los rangos (5.96 a 6.07) con tendencia a ácidos.
Zumaeta (2013), en su investigación optimización del tiempo de proceso de pan fortificado a partir de harina de plátano “musa paradisiaca l” y sachapapa morada “dioscórea trífida l” que los resultados fisicoquímicos del Pan Fortificado son los siguientes: humedad: 18.80%, energía (Kcal): 353.35, carbohidratos totales: 63.72%, grasas totales: 6.95%, proteínas totales: 8.98%, sólidos totales: 81.20%, cenizas totales: 1.55%, pH(25 °C): 5.20, acidez titulable, expresado en ácido láctico: 0.11%, bromato: ausencia total, hierro: 4.25 mg. Y con respecto a los resultados microbiológicos se reportó los siguientes resultados: mohos y levaduras (ufc/g): 2.10x101, y salmonella/25 g: ausencia total. Concluyendo que la incorporación de harinas de frutos vegetales de la región amazónica incrementa el valor nutricional del pan común, haciendo de este un pan especial por su composición y adición.
2.2. Generalidades de la pasta o licor de cacao.
La pasta del cacao es una dispersión de partículas sólidas en una grasa liquida con características de flujo viscoso. Se obtiene a partir de los granos fermentados y secos, los cuales fueron tostados, tamizados y triturados (Muñoz 2013). Ver Figura 1.
2.2.1. Proceso de elaboración de la pasta de cacao.
2.2.1.1. Recepción de materia prima.
El cacao que ingresa se lo ubica en la bodega de almacenamiento y para que este sea utilizado en el proceso se debe tener en cuenta los siguientes parámetros y consideraciones: su humedad en la etapa de recepción esta alrededor de 8% y la cantidad de granza, palos, piedras, etc. Debe de ser mayor al 50% de una muestra representativa (Guerrero 2006).
2.2.1.2. Limpieza y selección.
Son operaciones importantísimas ya que permiten eliminar cuerpos extraños que podrían estropear las máquinas y que durante la torrefacción serían capaces de producir olores desagradables y aun provocar una composición irregular de la materia tostada (Velasteguí 2010).
2.2.1.3. Tostado.
2.2.1.4. Descascarado.
No es más que la remoción de la cascarilla que recubre el cotiledón, para ello es necesario que las semillas tengan un proceso de deshidratación lo que genera un espacio entre la cáscara y el cotiledón. Los equipos utilizados en esta operación aplastan las almendras, luego pasan por ventiladores de aire y tamices, para romper las semillas y retirar las cascaras (Alegría 2015).
2.2.1.5. Molienda.
En esta etapa del proceso el nib se muele para transformarlo en pasta de cacao. Por lo general, se utilizan molino de pistones (pines) que muelen los granos hasta alcanzar una finura aproximadamente del 90%. Durante este proceso se libera la manteca y se funde como resultado de la elevación de la temperatura por la fricción, el producto resultante es todavía grosero y se deberá reducir en una molienda posterior (Plúa 2008).
2.2.1.6. Enfriado.
Una vez obtenida la finura deseada en la pasta de cacao, esta se almacena en un tanque de acero galvanizado para su enfriamiento. Una vez que la temperatura de la pasta se encuentre entre 41 y 45 °C, se procede a la etapa posterior (Sinche 2011).
2.2.1.7. Moldeado.
2.2.1.8. Empacado.
Por lo general, el empacado se realiza en fundas de polietileno de alta densidad dispuestas en cajas de cartón corrugado. En esta etapa se deberá realizar un control de peso y material de empaque flexible (polietileno) y luego se etiqueta el producto (Plúa 2008).
2.2.1.9. Almacenado.
El producto terminado será almacenado en un ambiente con una humedad relativa de 50% y una temperatura de 18 °C (Sinche 2011).
2.2.2. Normas de calidad para la pasta de cacao.
2.2.2.1. Normas técnicas y requisitos de calidad de la pasta de cacao.
En el cuadro 1, se presenta las normas técnicas de calidad para la pasta de cacao.
Empacado
Almacenamiento Granos de caco
con 8 - 7% de humedad
Semillas fermentadas y secadas
Descascarado Tostado Limpieza y selección Recepción y pesado
Molienda
110 °C – 140 ºC por 45min
65°C y 70°C
Fuente: Sinche (2011).
HR = 50% T°= 18°C
Moldeado
Cuadro 1. Normas técnicas de calidad para la pasta de cacao.
Características Mínimo (%) Máximo (%)
Grasa 48,00 50,00
Humedad 2,00 2,50
Fibra cruda - 3,50
Cenizas totales - 4,00
Cenizas insolubles en HCL - 0,30
Cenizas insolubles en agua - 3,00
Almidón de cacao 1,00 10,00
Teobromina - 4,00
Aflotoxinas (ug/Kg) - 10,00
Fuente: INDECOPI (1988).
2.2.3. Composición fisicoquímica y nutricional de los derivados de cacao.
El contenido de nutrientes del cacao y de sus subproductos, cambia a medida que se somete a alguno de los procesos de producción.
Según Casique (2014):
- Grasa: El contenido de grasa en el cacao no es la misma para todas las variedades, a la grasa se le conoce como manteca de cacao, algunas variedades aportan el 55% de manteca de cacao, mientras que otras dan un 38% únicamente.
- Carbohidratos: Presentes en el cacao están en forma de almidones, fibra y azucares como la sacarosa.
- Proteínas: El contenido de proteínas del cacao depende del origen, además son consideradas de baja digestibilidad y no son de alto valor biológico ya que no contienen los aminoácidos esenciales.
- Minerales: El cacao es una fuente importante de cobre y magnesio, además contiene calcio, fósforo, hierro.
- Vitaminas: Vitamina A, tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3), ácido pantoténico, ácido fólico, vitamina E; cada una de las vitaminas se encuentra en indiferentes cantidades.
dietética, tanto soluble como insoluble; mientras que estas cantidades se diluyen por el efecto del procesado, y son poco significativas, en los productos acabados (Rafecas y Codony 2000).
En el cuadro 2, se muestra una composición que refleja los intervalos de valores para los diferentes macro y micronutrientes.
Cuadro 2. Comparación de la composición en macro y micronutrientes del cacao
y derivados.
Contenidos por 100 g Cacao polvo
desgrasado Chocolate Soluble de cacao
Energía(kcal) 255 449 - 534 360-375
Proteínas (g) 23 4.2 - 7.8 4-7
H de Carbono (g) 16 47-65 78-82
Almidón 13 3.1 2.8
Azúcares (g) 3 50.1-60 70-78
Fibra (g) 23 5.9-9 7
Grasas (g) 11 29-30.6 2.5-3.5
Grasas saturada (g) 6.5 15.1-18.2
G. monoinsaturada (g) 3.6 8.1-10
G. poliinsaturada (g) 0.3 0.7-1.2
Sodio (g) 0.2 0.02-0.08 0.07-0.13
Potasio (g) 2 0.4 0.44-0.9
Calcio (mg) 150 35-63 30-300
Fósforo (mg) 600 167-287 140-320
Hierro (mg) 20 2.2-3.2 4.9
Magnesio (mg) 500 100-113 100-125
Cinc(mg) 9 1.4-2.0 2
Vit A(UI) 3 3 Trazas
Vit E (mg) 1 0.25-0.3 0.2
Vit B1(mg) 0.37 0.04-0.05 0.07
Vit B6(mg) 0.16 0.04-0.05 0.03
Ac. Fólico(micro g) 38 6-10 7.6
2.2.4. Componentes fitoquimicos y efectos sobre la salud.
El término “fitoquímico" constituye la evolución más reciente del término "alimentos funcionales" y enfatiza las fuentes vegetales de la mayoría de los compuestos preventivos de enfermedades (Chasquibol et al. 2003).
2.2.4.1. Cafeína/Teobromina y sus efectos sobre el sistema nervioso.
Debido a la escasa presencia de cafeína en el cacao, en el que predomina la teobromina, los efectos estimulantes sobre el sistema nervioso central del cacao y derivados son poco significativos (Rafecas y Codony 2000).
2.2.4.2. Manteca de cacao y colesterol plasmático.
Hay que destacar que las características de la grasa presente en el cacao y chocolates (lo que se denomina manteca de cacao) son muy favorables desde el punto de vista de la salud, ya que el ácido graso saturado predominante (el ácido esteárico) ha sido definido como de efecto neutro o ligeramente favorable respecto a la regulación de los niveles de colesterol plasmático. De forma comparativa, frente a otras grasas semisólidas, presenta unas características más favorables (Rafecas y Codony 2000).
2.2.4.3. Polifenoles del chocolate y cacao.
unión desde 2 a 10 monómeros de epicatequina debido a la acción en esas condiciones de la enzima polifenol oxidasa. Tienen un contenido variable en flavonoides, desde algunos que casi no los contienen (0,09 mg de procianidinas/g) a otros de alto contenido (4 mg de procianidinas/g), por lo que para lograr un efecto antioxidante inmediato en humanos se requieren al menos 38 g de chocolate rico en flavonoides, y hasta 125 g para un efecto prolongado (Gutiérrez 2002).
Los compuestos fitoquímicos polifenólicos podrían inhibir los procesos vasculares e inflamatorios involucrados en la patogenia de varias enfermedades, posiblemente debido a alteraciones en la síntesis de eicosanoides celulares. Ensayos in vivo e in vitro en humanos utilizando células endoteliales aórticas sugieren que las procianidinas del chocolate pueden alterar favorablemente la síntesis de eicosanoides (incrementando prostaciclinas y reduciendo leucotrienos), lo que fundamentaría un posible mecanismo para explicar el motivo por el que los productos del cacao disminuyen la actividad plaquetaria en humanos, ya previamente reportada y los polifenoles de licor de cacao inhiben la apertura de las bandas de ADN inducida por mitomicina C in vitro, lo que sugiere que son efectivos evitando el daño al ADN, lo que pudiera deberse a su capacidad barredora de Especies. Reactivas de Oxígeno generadas en reacción inducida por mitomicina C (Gutiérrez 2002).
2.2.5. Salud y nutrición del cacao.
han indicado que tienen un efecto neutro en el colesterol y el ácido oleico, que es conocido por tener el colesterol leve reducción de efectos. Tiene un sabor natural y color único, y posee un delicioso aroma utilizado en muchos productos alimenticios. Propiedades naturales del cacao del chocolate agradable con un alto sensación de bienestar". Es una fuente de energía, que contiene minerales y vitaminas, necesarias para el crecimiento y el la reposición de energía. Es parte de una dieta sana cuando se consume con moderación (Rodríguez 2011).
2.2.5.1. Atributos psicológicos.
El encanto de chocolate y la historia de amor que la gente tiene con ella hace el chocolate se destacan entre otros productos de confitería. Los niños y adultos les gusta ser tratados con el chocolate y de la mayoría de la gente y disfrutar de algo que apreciamos. Es un don universal para cumpleaños, celebraciones especiales y los días festivos. Es sobre todo su sabor único y la sensación en la boca que da a la gente una sensación de bienestar emocional. El Cacao y el chocolate se han reportado para mejorar la actividad mental, contienen cantidades importantes de una clase de compuestos biológicamente activos llamados “metilxantinas”, que incluyen la teobromina, cafeína y teofilina. Estos compuestos causan acciones fisiológicas que van de la estimulación del sistema nervioso central (SNC), a la estimulación del músculo cardíaco y la relajación de los músculos, en general. Estos compuestos, especialmente la cafeína, tienen efectos sobre el comportamiento, el humor y el rendimiento físico (Rodríguez 2011).
2.3. Panificación.
2.3.1. Tipos de pan.
2.3.1.1. Pan común.
Se define como el de consumo habitual en el día, elaborado con harina de trigo, sal, levadura y agua, al que se le pueden añadir ciertos coadyuvantes tecnológicos y aditivos autorizados (Mesas et al. 2002).
2.3.1.2. Pan especial.
Es aquel que, por su composición, por incorporar algún aditivo o coadyuvante especial, por el tipo de harina, por otros ingredientes especiales (leche, huevos, grasas, cacao, etc.), por no llevar sal, por no haber sido fermentado, o por cualquier otra circunstancia autorizada, no corresponde a la definición básica de pan común. El objetivo es bien aumentar el valor nutritivo del pan o bien proporcionarle un determinado sabor. Su empleo da siempre panes especiales. Entre los más comunes: azúcares, leche, materias grasas, huevos, frutas, etc. Como ejemplos de pan especial tenemos: Pan de huevo, pan de leche, pan de miel y pan de pasas, etc., son panes especiales a los que se añade alguna de estas materias primas, recibiendo su nombre de la materia prima añadida (Mesas et al. 2002).
2.3.2. Materia prima e insumos.
2.3.2.1. Harina de trigo.
2.3.2.2. Agua.
El líquido disuelve la sal y el azúcar, ayuda a dispersar las células de levadura a través de la harina. También sirve como medio para transportar alimento a la levadura a través de las membranas celulares. El agua es esencial para la hidrólisis de almidón y de la sacarosa. Hidrata el almidón y la proteína de la harina, es esencial para el desarrollo del gluten a medida que la masa se manipula. Aunque la hidratación de los constituyentes de la harina es esencial, también lo es la presencia del agua libre. El agua libre en la masa influye en su extensibilidad. Si es mucha, la masa es pegajosa y muy suave; si es poca, se hace dura y se resiste al estiramiento. (Mora y Ruano 2012).
2.3.2.3. Sal.
Fortalece el gluten, actúa sobre la formación de este aumentando la fuerza y la tenacidad a medida que la dosificación aumenta. Con la presencia de la sal en la masa el gluten absorbe más agua, es decir, aumenta la fijación del agua al gluten. La sal frena la actividad de la levadura. El exceso de sal tiende a reducir la capacidad de la levadura, incluso puede detener la fermentación (Álvarez y Tusa 2009).
2.3.2.4. Levadura.
Para la elaboración del pan, se utiliza la levadura Sacharomice cerevisea, la levadura pasa por el proceso de fermentación, en el cual se transforman los azúcares presentes en la harina, en gas carbónico, alcohol y una serie de sustancias aromáticas, esto hace que la masa aumente de volumen y le da un valor nutritivo al proporcionar proteínas de muy buena calidad al pan (Cobaquil 2014).
2.3.2.5. El azúcar.
ablandamiento inicial de la mezcla, aumenta la tolerancia de la fermentación, determina la temperatura del horneo, da color al pan al caramelizarse en la corteza durante la cocción, mejora la conservación, mejora la textura de la miga, da al pan mayor valor nutritivo y mejora su sabor y su dosificación es: Panes populares 0.5-4%, masa mejoradas 2-20% y masas dulces 20-30% (Velásquez 2009).
2.3.2.6. Grasas.
Presentan buenas características de conservación, resistencia a la rancidez, plasticidad, aroma y sabor suave o neutro. Función: Aumenta el valor alimenticio, mejora el sabor, el aroma, mejora el volumen, mejora la conservación, proporciona una textura más fina y suave a la miga. Las cantidades a utilizar dependen del tipo de producto. Varía así 2% al 40% para panadería 50% al 100% para pastelería y bizcochería (Velásquez 2009).
2.3.3. Tipos de elaboración de pan.
2.3.3.1. Directo.
Es el menos frecuente y se caracteriza por utilizar exclusivamente levadura comercial. Requiere un periodo de reposo de la masa de unos 45 minutos antes de la división de la misma. No es útil en procesos mecanizados con división automática volumétrica (Mesas et al. 2002).
2.3.3.2. Mixto.
2.3.4. Proceso de elaboración.
Con las particularidades propias de cada sistema de elaboración y de cada tipo de pan, el proceso de elaboración consta de las siguientes etapas:
2.3.4.1. Amasado.
Una vez pesados los ingredientes como el agua, harina, sal y levadura; se mezclan de forma homogénea para formar un tipo de masa que se procede a amasar, es decir trabajar la mezcla formada a fin de airearla y hacerla flexible y elástica. La fermentación comienza en el amasado (Cobaquil 2014).
2.3.4.2. División y pesado.
Se realiza para obtener piezas de masa de igual peso. El peso de cada pieza dependerá del tipo de pan que se va elaborar. Este proceso debe ser rápido. Se deberá controlar que la divisora ejerza una presión uniforme sobre la masa para asegurar una buena división de ella (Ibáñez 2014).
2.3.4.3. Heñido o boleado.
En esta etapa se procede al labrado de acuerdo a la forma establecida para cada tipo de pan. Es muy importante formar muy bien las piezas, pues si están mal confeccionadas se deformarán durante la cocción. Es otro proceso en el que se tiene que tener cuidado y por tanto no debe durar más de 20 minutos (Ibáñez 2014).
2.3.4.4. Fermentación.
temperatura sobrepasa los 28 ºC la producción de ácido láctico y butírico es proporcional a medida que aumenta la temperatura. También, las reacciones enzimáticas que se producen en la masa son más activas a altas temperaturas; todo ello provoca que a partir de esta temperatura la masa se desarrolle más débil y el impulso del pan en el horno sea exagerado, obteniéndose panes de sabor insípido y con baja capacidad de conservación. Sin embargo, si la fermentación se lleva a cabo a baja temperatura (26 ºC), la formación de ácido láctico y butírico es menor, esto conlleva a que el pan fermente lentamente pero a su vez con más cuerpo, las enzimas al ser menos activas no producen mucho volumen y el sabor del pan presenta un mejor gusto al paladar (Condor 2013).
2.3.4.5. Cocción.
Esta etapa tiene como principal papel transformar la masa fermentada en pan. La cocción permite el paso del estado semilíquido del producto (masa) al estado sólido (pan). Las temperaturas del horno dependerán del tamaño de la pieza de masa, del tipo de receta y de los ingredientes básicos utilizados, el tiempo de cocción también dependerá de estos factores. “En general se puede resumir que a mayor tamaño, menor temperatura y tiempos de cocción más largos; a menor tamaño, mayor temperatura y tiempo de cocción más corto” (Cobaquil 2014).
2.3.5. Formulación.
Es importante anotar que los ingredientes se calculan con el llamado porcentaje panadero. El mismo que toma como 100% a la harina de trigo y no a la suma total de insumos, el resto de ingredientes empleados se calcula sobre la cantidad de la harina.
Para calcular la cantidad de cada ingrediente se emplea la siguiente formula (SENA 1985).
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑙𝑎 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑛𝑎 𝑥 𝑃𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑖𝑛𝑔𝑟𝑒𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
2.3.6. Norma sanitaria y tecnológica para la fabricación, elaboración de productos de panificación.
La presente Norma está plasmada en la R.M. N° 1020-2010/MINSA. Norma sanitaria para la fabricación, elaboración y expendio de productos de panificación, galletería y pastelería. La cual tiene la finalidad de contribuir a proteger la Salud de los consumidores disponiendo los requisitos sanitarios, aplicando principios generales de higiene que deben cumplir los productos de panificación, galletería y pastelería, así mismo aplicar a los establecimientos que los fabrican, elaboran y expenden.
Las disposiciones específicas son los requisitos de calidad e inocuidad de los productos de panificación, galletería y pastelería (MINSA 2010).
En los cuadros 3, 4 y 5 se muestran las características ficha técnica del MIDIS y según norma:
Cuadro 3. Características organolépticas de los panes.
Requisito Especificación
Color Característico
Sabor Característico
Olor Característico
Textura Suave y esponjosa
Fuente: MIDIS (2013).
Cuadro 4. Criterios Fisicoquímicos del pan común.
Producto Parámetro Límites máximos permisibles
Pan común o de labranza (francés, baguette y similares)
Humedad 23%(Min) – 35%(Max)
Acidez (expresada en
ácido Sulfúrico)
No más del 0.25% calculada
sobre la base de 30% de agua
Cuadro 5. Criterios Fisicoquímicos del pan especial.
Producto Parámetro Límites máximos
permisibles
Bizcochos y similares con y sin relleno (panetón, chancay, panes de dulce, pan de camote, pan de
papa, tortas, tartas, pasteles y otros
similares)
Humedad 40%
Acidez
(expresada en
ácido láctico)
0.70%
Cenizas 3%
Fuente: MINSA (2010).
Cuadro 6. Criterios microbiológicos.
Agente microbiano Categoría Clase n c
Límite por g
m M
Mohos 2 3 5 2 102 103
Escherichia coli 6 3 5 1 3 20
Staphylococus aureus 8 3 5 1 10 102
Clostridium perfringes 8 3 5 1 10 102
Salmonella sp 10 2 5 0 Ausencia/25g …..
III. MATERIALES Y MÉTODOS.
3.1. Lugar de ejecución.
La investigación se desarrolló en la ciudad de Pucallpa, provincia de Coronel Portillo, Región Ucayali. Siendo la temperatura ambiental 24.58 °C - 38.50 °C con humedad relativa 85% - 95%. En la empresa “Consorcio Ucayalino”. Los análisis sensoriales y fisicoquímicos, se desarrollaron en los laboratorios de la Universidad Nacional de Ucayali (UNU), ubicada en el km 6.200 de la carretera Federico Basadre y los análisis de polifenoles totales se realizó en la Universidad Nacional Agraria de la Selva, ubicada en la ciudad de Tingo María.
3.2. Materiales y equipos.
3.2.1. Materia prima e Insumos.
Harina de trigo, pasta de cacao, agua, manteca vegetal, azúcar, sal refina y levadura seca “saccharomyces cerevisiae”.
3.2.2. Materiales.
Termómetro de mercurio, potes de plásticos 1l, jarras medidoras de 250 y de 500ml, cucharas, espátula, raspa, cernidores de doble malla, cuchillo cierra, probetas de 50 y 100 ml, pipetas 2 y 5 ml, bureta de mohr de 25 y 50 ml, vaso de precipitado de 250 y 500 ml, matraz Erlenmeyer 250ml, crisoles, gradillas, micropipeta, microtubos, tips, hisopos, mechero de bunsen, balanza digital marca ohaus modelo traveler, propipeta, placa absorvente, petrifilm 3m.
3.2.3. Equipos.
espiral aef de 50kg, divisora smt20 de corte 30 piezas, balanza super-6 de 15kg, cabina de flujo horizontal telstar, incubadora a 35.5 °C y cabinas sensoriales.
3.2.4. Reactivos.
Hidróxido de sodio (NaOH) 0.1 N y al 50%, fenolftaleína, ácido sulfúrico (H2SO4), hexano (C6H14), sulfato de cobre (CuSO4), sulfato de potasio
(K2SO4), ácido clorhídrico (HCl) 0,1 N, ácido gálico (C7H6O5), carbonato de sodio
(Na2CO3), agua pectonada, agua de dilución, medio de cultivo.
3.3. Métodos.
La metodología que se utilizó para el trabajo de investigación se describe a continuación:
3.3.1. Obtención de la pasta de cacao.
3.3.1.1. Recepción de los granos de cacao.
Se recepcionó 4.400 kg de granos de cacao tipo CCN-51 de la Cooperativa Agraria de Cacaoteros “Campos Verdes” ubicada de la Región de Ucayali, provincia de Coronel Portillo, distrito de Campo Verde.
3.3.1.2. Selección.
Se seleccionaron los granos de cacaos fermentados y secados, eliminando los deteriorados.
3.3.1.3. Pesado.
3.3.1.4. Tostado.
Se realizó de manera manual y artesanal, la temperatura y tiempo del tostado de los 4.202 kg de granos de cacao fueron 120 °C por 25 - 30 minutos.
3.3.1.5. Descascarillado.
Se realizó manualmente aprovechando que estas estuvieran a temperatura media, lo que facilitó la remoción de las cubiertas. Se tuvo disminución del peso total en un 42.84% por el desprendimiento de las cascaras.
3.3.1.6. Molienda.
En esta etapa se utilizó los nibs de cacao en un molino manual, para transformarlos en pasta de cacao. Se molieron los granos hasta alcanzar una finura del 90%. Durante este proceso se liberó la manteca de cacao y se fundió como resultado de la fricción y elevación de temperatura.
3.3.1.7. Pasta de cacao.
Después de la molienda se obtuvo la pasta de cacao con la finura deseada 98%, con una temperatura de 65 °C la misma que bajó hasta los 32 °C, finalmente se almacenó en bolsas de polietileno de alta densidad puestas en envases de plástico y a temperatura de 4 °C.
3.3.2. Elaboración del pan especial con diferentes niveles de pasta de cacao.
3.3.2.1. Recepción de materias primas e insumos.
Se procesó los granos de cacao para obtener la pasta de Merma
Recepción de los granos de cacao
Descascarillado Tostado Pesado
Selección/Clasificación
Molienda
T° = 120ºC
Ɵ = 25 min – 30 min
Cascaras
Granos secos
Pasta de cacao
cacao como se muestra en la figura 2 y se utilizó para la elaboración del pan especial mientras que la materia prima y los demás insumos se adquirieron en centros comerciales locales.
3.3.2.2. Dosimetría.
Las materias primas fueron pesadas en una balanza accura/ sb51 de acuerdo a los requerimientos de la formulación del porcentaje del panadero como se observa en el anexo 1. Luego fueron colocadas en la mesa del área de producción, identificando cada batch en relación a cada tratamiento. Se utilizó envases organizados por lo que eran volúmenes menores. Evitando de esta manera el contacto con el suelo.
3.3.2.3. Mezclado/Amasado.
Se realizó en una amasadora espiral aef, colocando todos los ingredientes con la finalidad de conseguir una masa homogénea; primero la harina de trigo, luego la manteca vegetal, la sal refinada, la levadura seca, el azúcar refinado y finalmente se incorporó la pasta de cacao junto con el agua lo cual sirvió para hacer la masa. Este procedimiento se realizó para cada tratamiento T1 (pasta de cacao 8%), T2 (pasta de cacao 10%), T3 (pasta de cacao 12%), T4 (pasta d cacao 14%), T5 (pasta de cacao 16%), y T6 (pasta de cacao 18%). El tiempo total fue de 15 min por cada batch, tiempo en que la masa tuvo la elasticidad necesaria para que sea manipulable y para darle forma a los panes.
3.3.2.4. Pesado de la masa.
3.3.2.5. Dividido.
Se realizó en una divisora a presión hidráulica de 30 cortes, teniendo en cuenta que cada porción de masa fresca tuvo que pesar entre 45 y 47 gr de acuerdo al 12% de humedad que se pierde en el horneado para que la unidad del pan pueda tener 40 g (Ver Anexo 1).
3.3.2.6. Moldeado o formado.
Los cortes de masa fueron colocados sobre la superficie de la mesa de acero inoxidable, manualmente se le dio forma circular y un ligero golpe al boleado, se colocó en las bandejas de material sanitario con capacidad para 32 unidades por bandeja. Luego las bandejas que se colocaron en los carros porta bandejas.
3.3.2.7. Fermentado.
Se llevó el carro porta bandeja con los panes crudos a la cámara de fermentación por espacio de 40 min lo cual estaba a una temperatura de 35 °C y 76% de humedad.
3.3.2.8. Horneado.
Cuando los panes llegaron al volumen requerido, se colocaron dentro de la cámara de cocción, lo cual fue en un horno eléctrico rotativo an-660 con controles digitales de temperatura y tiempo, de fabricación Peruana, este procedimiento se realizó por un tiempo de 25 minutos a una temperatura de 180 °C.
3.3.2.9. Enfriado.
(ventilador) por lo que se enfriaron en un periodo de 35 minutos llegando a temperatura de ambiente, temperatura que ayudó a la manipulación de envasado.
3.3.2.10. Selección.
Se realizó vertiendo las bandejas de pan sobre las mesas de acero, a la vez que se seleccionó las unidades por falta de cocción, en algunos casos exceso de cocción por la mala transmisión de calor y también por un mal formado. En este punto también se controló el peso establecido para cada unidad de pan que fue de 40 gr lo que variaban desde 40 a 43 gr. Estando dentro del parámetro a estudiar.
3.3.2.11. Envasado y Sellado.
Se realizó en forma manual con la seguridad e higiene correspondiente, los panes se colocaron en bolsas de polietileno de primer uso y luego fueron selladas, con selladora manual sin marca.
3.3.2.12. Empacado.
Posteriormente se colocó 25 unidades de pan, por cada bolsa de polietileno de baja densidad, luego se procedió hacer el sellado utilizando una selladora térmica con resistencia única. El tiempo de embolsado y sellado varía de acuerdo a la cantidad de panes. En este caso con 300 panes fue un tiempo de 45 min.
3.3.3. Determinación de las características fisicoquímicas y contenido de polifenoles totales de la pasta de cacao.
Para determinar las características fisicoquímicas y contenido de polifenoles de la pasta de cacao se evaluó la humedad, cenizas, grasas, proteínas, carbohidratos, energía, acidez y pH) y la cuantificación de polifenoles totales:
- Determinación de humedad: REF. AOAC 2008. - Determinación pH: REF. AOAC 2008
- Determinación de Acidez Titulable: REF. AOAC. 2008 Merma= 0.1 %
Recepción de Materia Prima e
Insumos
Pesado de masa Mezclado y Amasado Dosimetría Formado Dividido Horneado Fermentado Envasado y Sellado Selección Enfriado T° =180°C
Ɵ = 25 min
Agua
- Pasta de
cacao
- Harina de
trigo - Azúcar - Manteca vegetal - Levadura - Sal
T° ambiente = 30°C T° =35°C
Ɵ = 40
- Determinación de ceniza: Se determinó el porcentaje de ceniza siguiendo el método indicado por la REF. AOAC 1990.
- Determinación de proteína total: Se utilizó el método kjeldahl, siguiendo el método indicado por la AOAC.1990.
- Determinación de grasa: Se determinó el porcentaje de grasa según el método de soxhlet, indicado por la REF. AOAC.1990.
- Determinación de carbohidratos por diferencia: 100% – (%Humedad + %Proteína + %Grasa + %Ceniza). Con el método AOAC. 2008.
- Determinación de energía por formulación % Kcal: %G x 9 + %P x 4 + %CHO x 4. Indicado por la REF. ATWATER.2004.
- Determinación de polifenoles totales por la REF. Método Folin- Ciaocalteu.
3.3.4. Evaluación de las características fisicoquímicas y contenido de polifenoles totales del pan elaborado con diferentes niveles de pasta de cacao.
Para determinar las características fisicoquímicas y el contenido de polifenoles totales, se evaluó la humedad, ceniza grasas, proteínas, acidez titulable y pH se empleó el método AOAC. 2008, para carbohidratos (por diferencia), energía (por el método awater), y polifenoles totales (Método de Folin-Ciocalteu):
- Determinación de Humedad. Método. AOAC. 2008. - Determinación de Cenizas. Método. AOAC. 2008. - Determinación de Grasas. Método. AOAC. 2008. - Determinación de Proteínas. Método. AOAC. 2008. - Determinación de Carbohidratos. Método. AOAC. 2008.
- Determinación de Energía. Método Atwater. 2004. Se expresaron en Kcal. % Kcal: %G x 9 + %P x 4 + %CHO x 4.
- Determinación de Acidez Titulable. Método. AOAC. 2008. - Determinación de pH. Método. AOAC. 2008.
3.3.5. Evaluación de las características sensoriales del pan elaborado con diferentes niveles de pasta de cacao.
El trabajo se llevó acabo en la Universidad Nacional de Ucayali en el laboratorio de agroindustrias con 45 panelistas semi-entrenados (Alumnos de la Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial-UNU). Estos panelistas evaluaron las características siguientes: apariencia general, aroma, color, sabor y textura.
En el anexo 05, se muestra la ficha utilizado en la prueba sensorial, la calificación hedónica fue la siguiente:
Excelente : 5.0
Bueno : 4.0
Regular : 3.0
Deficiente : 2.0 Muy deficiente : 1.0
- Se aplicó un diseño de bloque incompleto balanceado con el objetivo de que los resultados del análisis sensorial no se vean afectados ´por el “cansancio” de los panelistas; por lo que cada panelista evaluó cuatro muestras en vez de seis.
- Se ubicó 5 cabinas con 4 muestras a evaluar para cada panelista. - Los tratamientos se codificaron usando números aleatorios.
3.3.6. Evaluación microbiológica del pan que ha sido seleccionada con mejor característica sensorial.
de calidad sanitaria e inocuidad para los alimentos y bebidas de consumo humano. Se determinó los siguientes análisis:
- Salmonella spp, staphylococcus aureus, escherichia coli, coliformes totales, mohos y levaduras.
La metodología que se utilizó fue del Ministerio de Salud DIGESA, y fue realizado en el laboratorio microbiológico de alimentos de dicha entidad en la Región de Ucayali. El procedimiento Normalizado de Operación para el recuento de cada análisis fue similar, lo cual se describe a continuación.
Las muestras fueron los panes de cacao de los Tratamientos 1 = (pasta de cacao 8%) y el Tratamiento 2 (pasta de cacao 10%) los cuales fueron de mayor aceptación. Se pesó 10 g de cada tratamiento en estudio lo cual se depositó en 250ml de agua pectonada. Se hizo la dilución 10-1 10-2 y 10-3 por duplicado, luego se procedió a sacar 1 ml (1 ml para el conteo y 1 ml para duplicado que fueron los espectadores) y se colocó en la membrana petrifilm, luego llevamos las muestras preparadas a la incubadora que funciona a 35 °C en un total de 2 a 5 días. Finalizado este tiempo se hizo la lectura y conteo de las muestras.
3.4. DISEÑO ESTADÍSTICO DE LA INVESTIGACIÓN.
3.4.1. Diseño experimental.
3.4.1.1. Para los análisis fisicoquímicos.
3.4.1.2. Para los análisis sensoriales.
Se aplicó en un diseño en bloque incompleto balanceado (DBIB), el análisis de los datos se procesó mediante análisis no paramétrico prueba de Friedman y para la comparación la prueba de Bonferroni.
3.4.1.3. Factor y niveles.
El planteamiento del factor de estudio y sus niveles se muestra en el cuadro 7.
Cuadro 7. Factores en estudio del ensayo experimental.
Factor Código Niveles
Pasta de cacao A
8% 10% 12% 14% 16% 18%
3.4.1.4. Esquema del experimento.
En el cuadro 8, se muestra el esquema del experimento con los tratamientos empleados en el estudio de esta investigación.
Cuadro 8. Esquema del experimento con los tratamientos.
Ingredientes T1 T2 T3 T4 T5 T6
Harina de trigo 100% 100% 100% 100% 100% 100%
Agua 50% 50% 50% 50% 50% 50%
Pasta de cacao 8% 10% 12% 14% 16% 18%
Azúcar 19% 19% 19% 19% 19% 19%
Manteca vegetal 12% 12% 12% 12% 12% 12%
Sal refinada 2% 2% 2% 2% 2% 2%
3.4.2. Modelo matemático.
3.4.2.1. Para la evaluación de las características fisicoquímicas.
El modelo matemático fue:
yij = μ + Ti + βj + єij
Dónde:
yijk = Observación(característica fisicoquímica). μ= media general de la población.
ai= Efecto “i-esimo” del tratamiento Ti.
βj= Efecto “j-esimo” del bloque(repetición).
Єij = Efecto del error experimental.
3.4.2.2. Para la evaluación de las características sensoriales.
El modelo matemático fue:
yij = μ + Ti + βj + єij
Dónde:
yijk = Observaciion(característica sensorial). μ= media general de la población.
ai= Efecto “i-esimo” del tratamiento Ti.
βj= Efecto “j-esimo” del bloque(panelistas).
3.4.2.3. Análisis de datos.
3.4.2.3.1. Para las pruebas estadísticas:
Se aplicó un diseño de bloques completo al azar (DBCA) con el análisis paramétrico de varianza y tukey para las características fisicoquímicas y el diseño de bloque incompleto balanceado (DIBIB) con el análisis no paramétrico de la prueba Friedman y Bonferroni para el análisis sensorial.
3.4.2.4. Para el tratamiento de los datos:
Se empleó Microsoft Excel y el software estadístico Statgraphics Centurión XVII, además, para la presentación y gráfico de los datos se realizó mediante Microsoft Word.
3.4.3. Tipo de investigación.
Investigación experimental.
3.4.4. Población y muestra.
La población considerada para el presente estudio fueron los 4.400 kg de granos de cacao de clon CCN-51 y 25 kg de harina de trigo.
La muestra utilizada de pasta de cacao en la elaboración de panes fue de 0.883 kg y 6.820 kg de harina de trigo.
3.4.5. Medición de las variables
3.4.5.1. Variable independiente:
Porcentajes de Pasta de cacao
- 10% de pasta de cacao - 12% de pasta de cacao - 14% de pasta de cacao - 16% de pasta de cacao - 18% de pasta de cacao
3.4.5.2. Variables dependientes.
Panes especiales
- Características fisicoquímica:
Humedad, cenizas, grasas, proteínas, carbohidratos, acidez, pH, y energía.
- Características sensoriales:
Apariencia general, color, sabor, aroma y textura.
3.4.6. Descripción de técnica e instrumentos de recolección de datos.
IV. RESULTADOS.
4.1. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE LA PASTA DE CACAO.
4.1.1. Obtención de la pasta de cacao.
En la Figura 4, se muestra el flujograma del proceso de elaboración de pasta de cacao y el balance de materia correspondiente.
Granos de cacao 4.202 kg
Granos de cacao 4.202 kg
2,402 kg Nibs
Merma = 0.198 kg Recepción de los granos de cacao
Descascarillado Tostado Pesado
Selección/Clasificación
Molienda
T° = 120ºC
Ɵ = 25 min – 30 min
Cascaras = 1.800 kg
Granos de cacao
fermentados y
secados secos = 4.400 kg
Pasta de cacao 2,347 kg
Merma = 0.055 kg
4.1.2. Caracterización de la pasta de cacao.
A continuación se muestran los resultados de los análisis fisicoquímicos:
Cuadro 9. Resultados del análisis fisicoquímico de la pasta de cacao.
COMPONENTES VALOR UNIDADES
Humedad 2.87 ± 0.23 %
Cenizas 3.20 ± 0.20 %
Grasas 50.70 ± 0.10 %
Proteínas 3.09 ± 0.14 %
Carbohidratos 40.14 ± 0.28 %
Energía 629 ± 0.68 kcal
Acidez 0.85 ± 0.06 %
pH 5.21 ± 0.04 -
Polifenoles totales 13205.06 ±1118.93 AG Ug/g
Los valores representan la media ± SD.
4.2. ELABORACIÓN DE PAN ESPECIAL CON DIFERENTES NIVELES DE PASTA DE CACAO.
4.3. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DEL PAN ESPECIAL
Se trabajó con 6 tratamientos, se tomó de manera aleatoria 3 panes de cada tratamiento haciendo un total de 18 muestras representativas para realizar análisis de humedad, cenizas, grasas, proteínas, carbohidratos, energía, acidez y pH, los mismos que se muestran como resultado en el anexo 02.
T° =35°C
Ɵ = 40 min
13.636 kg, 100%
T° =180°C
Ɵ = 25 min
Merma = 0.553 kg, 0.05%
Recepción de Materia Prima e Insumos Pesado de masa Mezclado y Amasado Dosimetría Formado Dividido Horneado Fermentado Envasado y Sellado Selección Enfriado
Agua = 1.510 L - Harina de trigo
- Pasta de cacao - Azúcar
- Manteca vegetal - Levadura - Sal refinada - Agua
T° ambiente = 30°C 13.090 kg, 96% 13.090 kg, 96% 13.0.90 kg, 96% 13.090 kg, 96% 12.588 kg, 92.3% 11.078 kg, 81.2% 11.078 kg, 81.2% 10.524 kg, 77.2 %
0.545 kg, 0.04 %
1.047 kg, 0.09 %
