FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUITECTURA Y URBANISMO

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FACULTAD DE INGENIERÍA ARQUITECTURA Y

URBANISMO

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA

AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR

TESIS

“FORMULACIÓN Y DETERMINACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE

UNA BEBIDA FUNCIONAL A BASE DE YACÓN

(Smallanthus sonchifolius) CON FRESA (Fragaria vesca)

EDULCORADA CON STEVIA (Stevia rebaudiana)

”

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO

AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO EXTERIOR

Autor:

Bach. Cubas Monje Celmira

(https://orcid.org/0000-0002-7522-6069)

Asesor:

Ing. Símpalo López Walter Bernardo

(https://orcid.org/0000-0001-9930-3076)

Línea de Investigación:

Infraestructura, tecnología y medio ambiente

Pimentel – Perú

2021

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“FORMULACIÓN Y DETERMINACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE UNA BEBIDA FUNCIONAL A BASE DE YACÓN (Smallanthus sonchifolius) CON FRESA (Fragaria

Vesca) EDULCORADA CON STEVIA (Stevia Rebaudiana)”

_______________________________ Bach. Cubas Monje Celmira

Autor (a)

Aprobado por:

_______________________________

Mg. Ing. Aurora Vigo Edward (Presidente)

_______________________________

MBA. Ing. Larrea Colchado Luis (Secretario)

_____________________________

Ing. Símpalo López Walter (Vocal)

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DEDICATORIA

A gradezco al esfuerzo de mis padres que me apoyaron en cada momento con sus consejos para seguir adelante y cumplir mi meta de ser profesional.

A Dios por guiarme e iluminarme en el camino de mi estudio para seguir esforzándome y poder culminar con éxito mi carrera.

Con amor a mis padres que me transmitieron cariño

incondicional, consejos, esfuerzo y confianza para seguir adelante y cumplir uno de mis sueños de ser profesional.

A mis dos hermanas y hermano, por confiar en mí y ser modelos de superación, admiración y ayudándome a seguir adelante, muchas gracias por su apoyo. De igual manera a mi hermano José Manuel que está en el cielo que siempre me cuida y protege.

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AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer primeramente a Dios, por todas las bendiciones que me ha dado durante toda mi vida; a mis padres, hermanos y abuelos que en todo momento mostraron afecto sincero guiándome para poder lograr la meta trazada de ser profesional y de esta manera poder contribuir con mi país y mi familia.

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“FORMULACIÓN Y DETERMINACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE UNA BEBIDA FUNCIONAL A BASE DE YACÓN (Smallanthus sonchifolius) CON FRESA (Fragaria

Vesca) EDULCORADO CON STEVIA (Stevia Rebaudiana)”

“FORMULATION AND DETERMINATION OF THE LIFE OF A FUNCTIONAL DRINK BASED ON YACON (Smallanthus Sonchifolius) WITH STRAWBERRY (Fragaria Vesca)

EDULCORATED WITH STEVIA (Stevia Rebaudiana)”

Celmira Cubas Monje1

Resumen

Esta investigación tiene por finalidad formular y determinar la vida útil de una bebida funcional a base de yacón (Smallanthus Sonchifolius) con fresa (Fragaria Vesca) edulcorada con Stevia (Stevia Rebaudiana); el cual se propusieron tres formulaciones F1 (30%Y, 70%F, 0.5%S), F2 (50%Y, 50%F, 0.8%S) y F3 (70%Y, 30%F, 1%S) en las que variaron los porcentajes tanto para el yacón como para la fresa, después de esto se realizó los análisis fisicoquímicos como la humedad (78.7%), ceniza (0.5%), carbohidratos (16.02%), proteínas (2.39%), fibra (1.5%), grasa (0.9%) y el valor calórico (27.74 Kcal); análisis microbiológicos, el cual cumplió con todo lo que establece la “NTS N°071MINSA/DIGESA” considerándolo como una bebida apta para el consumo humano..

El F1 fue la formulación más aceptado por los panelistas con un total de 3.87 puntos para el color; 3.97 para el olor, 4.07 para el sabor y 4.13 para la textura según la escala hedónica de 5 puntos; los resultados de los distintos análisis que se le hicieron a la bebida fueron evaluados a través del programa SPSS. Además, se determinó la vida útil de esta bebida basándonos en sus características organolépticas y algunos parámetros fisicoquímicos como el pH y los °Brix, durando un tiempo de 17 días a temperatura de refrigeración.

Palabras claves: Yacón, Fresa y Stevia.

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Adscrita a la Escuela Académica Profesional de Ingeniería Agroindustrial y Comercio Exterior. Ingeniería, Arquitectura y Urbanismo. Estudiante. Universidad Señor de Sipán., Pimentel. Lambayeque. Perú, email: [email protected]

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ABSTRACT

“FORMULATION AND DETERMINATION OF THE LIFE OF A FUNCTIONAL DRINK BASED ON YACON (Smallanthus Sonchifolius) WITH STRAWBERRY (Fragaria Vesca)

EDULCORATED WITH STEVIA (Stevia Rebaudiana)”

Bach. Cubas Monje Celmira1 The purpose of this research is to formulate and determine the shelf life of a functional drink based on yacon (Smallanthus Sonchifolius) with strawberry (Fragaria Vesca) sweetened with Stevia (Stevia Rebaudiana); which were proposed three formulations F1 (30% Y, 70% F, 0.5% S), F2 (50% Y, 50% F, 0.8% S) and F3 (70% Y, 30% F, 1% S) in which the percentages varied for both yacon and strawberry, after this the physicochemical analyzes were carried out such as humidity (78.7%), ash (0.5%), carbohydrates (16.02%), proteins (2.39%), fiber (1.5%), fat (0.9%) and caloric value (27.74 Kcal); microbiological analysis, which complied with everything established by "NTS N ° 071MINSA / DIGESA" considering it as a drink suitable for human consumption.

F1 was the formulation most accepted by the panelists with a total of 3.87 points for color; 3.97 for odor, 4.07 for flavor and 4.13 for texture according to the 5-point hedonic scale; the results of the different analyzes that were made to the drink were evaluated through the SPSS program. In addition, the shelf life of this drink was determined based on its organoleptic characteristics and some physicochemical parameters such as pH and ° Brix, lasting 17 days at refrigeration temperature.

Key words: Strawberry, Yacón, Stevia

1

Adscrita a la Escuela Académica Profesional de Ingeniería Agroindustrial y Comercio Exterior. Ingeniería, Arquitectura y Urbanismo. Estudiante. Universidad Señor de Sipán., Pimentel. Lambayeque. Perú, email: [email protected]

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vii ÍNDICE DEDICATORIA ... iii AGRADECIMIENTOS ... iv I. INTRODUCCIÓN ... 12 1.1. Realidad Problemática ... 13 1.2. Antecedentes de estudio ... 14

1.3. Teorías Relacionadas al Tema ... 17

1.3.1. Yacón ... 17

1.3.2.1. Composición química de las raíces. ... 17

A) Fructooligosacáridos. ... 18

1.3.3. Propiedades del Yacón. ... 19

1.3.4. Fresa ... 19

1.3.4.1. Valor Nutricional. ... 19

1.3.4.2. Composición química. ... 20

1.3.5. Stevia ... 20

1.3.5.1. Composición de la Stevia. ... 21

1.3.5.3. Beneficios para la salud. ... 22

1.3.4.3.1. Determinación de la vida útil ... 22

1.3.4.4 Bebida funcional ... 23

1.3.4.4.1. Tipos de bebidas funcionales ... 23

1.3.4.4.2. Beneficios en la salud ... 23

1.4. Formulación del Problema ... 24

1.5. Hipótesis ... 25

1.6. Objetivos ... 25

1.6.3. Objetivos General: ... 25

1.6.4. Objetivos Específicos: ... 25

II. MÉTODOS Y MATERIALES ... 26

2.1. Tipo y diseño de investigación ... 26

2.1.1. Tipo ... 26 2.1.2. Diseño de investigación ... 26 2.2. Población y muestra... 26 2.2.1. Población... 26 2.2.2. Muestra ... 26 2.3. Variables, Operacionalización ... 27

2.4. Diseño de contrastación de hipótesis ... 30

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2.6. Evaluación sensorial de las muestras ... 31

2.7. Método de evaluación de la vida útil ... 31

2.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad. ... 32

2.4.2. Caracterización fisicoquímica de la bebida. ... 33

2.4.3. Caracterización microbiológica de la bebida ... 37

2.4.4. Proceso de elaboración de la bebida funcional ... 37

III. RESULTADOS ... 42

3.1. Análisis del yacón ... 42

3.2. Análisis de la fresa ... 42

3.3. Análisis realizados a las formulaciones ... 43

3.3.1. Evaluación sensorial del “color” ... 43

3.3.2. Evaluación sensorial del “olor” ... 45

3.3.3. Evaluación sensorial del “sabor” ... 47

3.3.4. Evaluación sensorial de la “textura” ... 49

3.4. Análisis fisicoquímicos de la mejor formulación ... 51

3.5. Resultados de los análisis microbiológicos ... 52

3.6. Resultados de la determinación de la vida útil ... 52

3.6.2. Análisis fisicoquímico ... 56 3.6.2.1. pH ... 56 3.6.2.2. °Brix ... 57 IV. DISCUSIONES ... 59 V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ... 61 5.1. Conclusiones ... 61 5.2. Recomendaciones ... 62

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 63

VII. ANEXOS ... 70

Anexo 1. Acondicionamiento de la bebida ... 70

Anexo 2. Análisis del pH y Brix de la bebida ... 72

Anexo 3. Análisis de la humedad de la bebida ... 72

Anexo 4. Análisis de ceniza de la bebida ... 73

Anexo 5. Análisis de proteínas de la bebida ... 74

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ÍNDICE DE TABLA

Pág.

Tabla 1 Composición química del yacón ... 18

Tabla 2 Composición química de la fresa ... 20

Tabla 3 Composición química de la Stevia ... 21

Tabla 4 Operacionalización de las variables del objetivo 1 ... 27

Tabla 8 Operacionalización de las variables para el objetivo 5 ... 30

Tabla 9 Descripción de las variables del diseño experimental ... 31

Tabla 10 Formulación de las muestras ... 31

Tabla 11 Composición fisicoquímica proximal del yacón ... 42

Tabla 12 Composición químico proximal de la fresa ... 42

Tabla 13 Análisis de varianza para el atributo “color” ... 43

Tabla 14 Prueba de Tukey para el atributo "color" ... 44

Tabla 15 Análisis de varianza para el atributo "olor" ... 45

Tabla 16 Prueba de Tukey para el atributo "olor" ... 46

Tabla 17 Análisis de varianza para el atributo "sabor"... 47

Tabla 18 Prueba de Tukey para el atributo “sabor” ... 48

Tabla 19 Análisis de varianza para el atributo "textura" ... 49

Tabla 20 Prueba de Tukey para el atributo “textura” ... 50

Tabla 21 Análisis fisicoquímicos para la mejor formulación (F1) ... 51

Tabla 22 Resultados del análisis microbiológico del tratamiento óptimo. ... 52

Tabla 23 Atributo color ... 53

Tabla 24 Atributo olor ... 54

Tabla 25 Atributo sabor ... 55

Tabla 26 pH ... 56

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ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

Figura 1. Diseño de contrastación de hipótesis………...……….………30

Figura 2. Promedio de las formulaciones para el atributo “color” ………..………44

Figura 3. Promedio de las formulaciones para el atributo “olor”….……...………46

Figura 4. Promedio de las formulaciones para el atributo “sabor” ………..…...…48

Figura 5. Promedio de las formulaciones para el atributo “textura” ………...50

Figura 6. Atributo color……….………..………53

Figura 7. Atributo olor……….………...……….………54

Figura 8. Atributo sabor……….………..………55

Figura 9. pH……….………...……….………56

Figura 10. °Brix……….………..………58

Figura 11. Pesado del yacón………...……….………70

Figura 12. Pesado de las fresas………..………..………70

Figura 13. Lavado de las fresas………...……….………70

Figura 14. Lavado del yacón………..………..………70

Figura 15. Cortado del yacón……….………..………71

Figura 16. Extracto del yacón..………...……….………71

Figura 17. Obtención de la bebida...………..………..………71

Figura 18. pH de la bebida……….………..………72

Figura 19. °Brix de la bebida………...………...……….………72

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Figura 21. Pesado de la muestra………..72

Figura 22. Muestra en la mufla………73

Figura 23. Muestra incineradas………73

Figura 24. Muestra en el desecador……….73

Figura 25. Adición del catalizador………...74

Figura 26. Digestión……….…74

Figura 27. Destilación………..74

Figura 28. Realización de las muestras en placas Petri………75

Figura 29. Muestras………..75

Figura 30. Estufa………..75

Figura 31. Resultados de los análisis fisicoquímicos de la fresa………76

Figura 32. Resultados de los análisis fisicoquímicos del yacón……….77

Figura 33. Resultados de los análisis microbiológicos de F1….………78

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I. INTRODUCCIÓN

La mayoría de las bebidas contienen ingredientes funcionales dentro de su composición el cual le aporta un gran valor nutricional, siendo muy beneficiosos en la persona que los consume, las cuales pueden ser: “regulador del nivel de colesterol, fuente de aminoácidos esenciales, fortificadas con vitaminas y minerales o contener antioxidantes” (Goto, 2005).

Las bebidas funcionales ofrecen un beneficio adicional en temas nutricionales para la persona que llega a consumirla, debido a su contenido nutritivo en función a la capacidad de sus componentes fisiológicos (Calisaya, 2008). Estas bebidas se consumen con las mismas expectativas que cualquier otra bebida que se encuentra en el mercado, lo cual contribuyen a mejorar la hidratación y diversas funciones funcionales (Calvo, 2013; citado por Altamirano, 2013). También se definen como ciertas bebidas que dentro de su formulación contienen más de un ingrediente, el cual aporta cierto beneficio, ayudando de esta manera a reducir ciertos riesgos de enfermedades (Martínez, 2010).

A pesar del interés en estas bebidas, no se reconoce un concepto concreto, pero los profesionales orientados en este tema indican que son alimentos completos que ayudan al beneficio de las personas, facilitando nutrientes de gran importancia, los cuales ayudan a la salud, consumiéndose como un alimento dentro de la dieta de forma saludable en las personas (García, 2003).

La tendencia sobre estas bebidas se da que la persona que desea en consumir productos orgánicos y altamente naturales; aquellas que con la perspectiva de los consumidores. Esto conlleva a formular productos más sanos, inocuos y nutritivos. (Aranceta y Gil, 2010).

Estas bebidas ocupan un papel importante en prevenir muchas enfermedades y proteger el sistema inmunitario de la persona. Son atribuidas como una fuente para dar suplemento nutreico como las fibras o extractos de hierba. Como, por ejemplo: los suplementos que a diario usan los deportistas como los zumos y extractos de vegetales (Kausar, 2012). La agregación de estos componentes adición de estos ingredientes provee a los consumidores realizarlo con poco presupuesto, ayudando a los temas relacionados a su salud. (Yu, 2013)

Es así como nace el problema de poder consumir productos altamente nutritivos, es por ello que se pensó utilizar el yacón por su gran aporte siendo uno de ellos su efecto

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prebiótico (Aranceta & Gil, 2010), porque en su estructura molecular tiene en su mayoría a los fructooligosacáridos (FOS), y estos son azucares que se metabolizándose en el organismo conjuntamente con las fibras, hacen que aporte en menor proporción a los de carbohidratos, ayudado así a que el azúcar este en la sangre en rangos normales (Muñoz ,2009). Para edulcorar la bebida se pensó en la Stevia porque es considerada como la mejor opción edulcorante sin calorías, agregando que es más dulce hasta 300 veces más (Lemus et al., 2012).

El yacón contiene los oligofructanos (FOS, por sus siglas en inglés) conocidos como inulina. Por lo que tiene en su estructura molecular minerales (fosforo, magnesio, hierro, calcio, zinc, potasio, sodio) vitaminas (tiamina, vitamina C, riboflavina y niacina). La inulina se caracteriza por que ayuda a crecer a organismos que benefician a la salud como, por ejemplo, incrementa que el páncreas produzca más insulina, ayudando a si a que se regularice los estándares correctos de azúcar en el organismo. Por tal motivo, la finalidad de esta investigación es ofrecer a los consumidores un alimento rico en nutrientes, el cual beneficie con un alto porcentaje la salud de estas personas; por eso se eligió la fresa por su alto poder antioxidante y la apariencia agradable que le proporciona a la bebida; el yacón por todo lo que contiene y aporta no solo a las personas diabéticas sino también aquellas que sufren de ciertas enfermedades, un claro ejemplo es su aporte de propiedades para ayudar a proteger el colon, de la misma forma con la Stevia.

1.1. Realidad Problemática

La tendencia de hoy en día es incrementar el consumo de productos naturales que sean sanos, nutritivos y que ayuden a reducir el riesgo de diversas enfermedades como la obesidad, diabetes o aquellas que estén relacionadas con el corazón, los cuales son transmitidos por los alimentos a través de su consumo directo (Jiménez, 2017; citado por Contreras y Purisaca, 2018).

Existen demostraciones científicas donde indican que las personas que no consumen frutas ni verduras son más propensas a padecer de enfermedades crónicas o enfermedades cardiovasculares (De la Rosa, Álvarez-Parrilla, y González-Aguilar, 2009; citado por Alfaro, 2019, p. 1).

Las bebidas funcionales tienen una ventaja para prevenir muchas enfermedades y poder tener un mejor sistema de defensa en la persona. Pero no siempre llegan a ser del todo sanas ya que sus componentes moleculares ayudan al desenvolvimiento motriz de una

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persona, por lo que aportan muchas calorías y azúcar que en el tiempo resulta perjudicial para la salud. (Kausar, 2012).

Según la problemática planteada anteriormente, se propuso al yacón como ingrediente para esta bebida funcional porque proporciona un efecto prebiótico, acumulando mayormente fructooligosacáridos (FOS), y así son metabolizados como fibra soluble generando menor proporción de carbohidratos que el azúcar común, ayudando así que no haya un exceso de azúcar en la sangre. (Muñoz, 2009). Otras de las razones, es que la mayoría de los alimentos industrializados son edulcorados con azúcares artificiales como es el caso del azúcar rubia o blanca (Jaffé, 2014), que durante su proceso de obtención pierde un sinfín de nutrientes y vitaminas. Este carbohidrato, elimina el calcio de nuestro organismo, principalmente en los huesos y de los dientes, convirtiéndose en un poderoso descalcificante (WordPress, 2020) e incrementa el azúcar en la sangre originando diversas enfermedades, por ello se utilizó la Stevia como edulcorante porque contiene baja carga de azúcar muy utilizada por personas que adolecen de diabetes, debido a los efectos positivos que genera en la salud de estas personas ya que contienen glicósidos que no son metabolizados por el organismo, de tal manera que no es calórico siendo adecuado para este tipo de personas (Díaz B. et al, 2010). Además, se utilizó la fresa por su alto contenido de vitamina C, el cual posee una alta capacidad de antioxidante y su color es muy potente en la elaboración de diversos productos alimenticios.

1.2. Antecedentes de estudio

Contreras, E., y Purisaca, J. (2018), su investigación “Elaboración y evaluación de una bebida funcional a partir de yacón (Smallanthus sonchifolius) y piña (Ananas comosus) endulzado con Stevia”, surgió del problema de hoy en día en querer alimentarse de aquellos productos que tengan beneficiosas para la salud ya que muchos originan ciertas enfermedades como sobrepeso, diabetes o problemas cardiovasculares; teniendo como objetivos el de determinar las características fisicoquímicas y morfológicas de la materia prima; características sensoriales de los tratamientos propuestos relacionadas a las formulaciones propuestas como 30% de yacón, 70% piña; 50% de yacón, 50% de piña, 70% de yacón, 30% de piña y de pulpa: agua de 1:1, 1:1.5 y 1:2; los cuales fueron sometidos a una evaluación sensorial teniéndose como atributos al color, olor, sabor y aceptabilidad general, utilizándose una escala hedónica de 9 puntos a 40 panelistas no entrenados y el modelo estadístico – diseño factorial; teniéndose como tratamiento óptimo (50% Y- 50% P)

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teniendo en cuenta su composición nutricional como pH de 3.58 ± 0.03, 5 ± 0.01 °Brix; 0.36 ± 0.01% de acidez, densidad de 1.02 ± 0.01 g/ml, viscosidad de 13.55 ± 0.15 cP, 91.33 ± 0.01% de humedad, 0.67 ± 0.04% de cenizas, 2.97 ± 0.01 mg Vit. C/100ml, 0.31 ± 0.07% de proteínas, con un análisis microbiológico, el cual reportó la ausencia de ciertos microorganismos como mesófilos y coliformes, determinándose que su tiempo de vida útil fue de 15 días.

Chiroque, Dioses, y Masias (2019), su investigación titulada como “Elaboración y caracterización de una bebida funcional a partir de la granada (Punica granatum L.), edulcorado con estevia (Stevia revaudiana bertoni) en la ciudad de Piura – Perú”, surgió de los problemas como sobrepeso, diabetes y enfermedades cardiovasculares, que surgen del consumo de diversos alimentos por lo que el consumidor decide adoptar un estilo de vida más saludable. Sus objetivos fueron, determinar la dilución adecuada para la elaboración de una bebida funcional a partir de granada (Punica granatum L.), edulcorado con estevia (Stevia revaudiana Bertoni) y evaluar las características organolépticas, fisicoquímicas y microbiológicas de la bebida funcional de granada (Punica granatum L.), edulcorado con estevia (Stevia revaudiana Bertoni). En esta bebida, se evaluaron características organolépticas, análisis fisicoquímicos y microbiológicos, proponiéndose diferentes diluciones en relación al zumo de la fruta con agua (600:600, 600:900 y 600:1200) expresados en ml y Stevia de 0.01 g, 0.025 g y 0.045 g, utilizándose una evaluación sensorial para determinar la aceptabilidad del mejor tratamiento, escogiéndose al tratamiento T1 como el mejor, estando conformado por 600 ml de Z, 600 ml de A y 0.01g de S, el cual se le realizó los análisis respectivos como humedad de 91.40 g, cenizas totales de 0,20 g, proteínas totales de 1.60 g; Carbohidratos totales de 6.80 g, fibra total de 0,10 g, sólidos totales de 86.30 g y sólidos solubles 8.20 °Brix, vitamina C de 8.60 mg, energía total de 33.60 mg, azúcares reductores de 1.20%; concluyéndose que la granada, es una mejor opción para la elaboración de cualquier tipo de alimento ya que aporta diversas propiedades funcionales, siendo muy beneficiosas para el consumidor.

Oro y Urcia (2018), su investigación titulada como “Formulación de una bebida funcional a base de pulpa de aguaymanto (Phisalis peruviana) y camu camu (Myrciaria dubia) edulcorado con Stevia”, esta idea surgió de las diversas propiedades que aportan las bebidas funcionales al organismo dependiendo de sus ingredientes y los diferentes tipos de bebidas que existen en el mercado; el cual propuso como formulaciones en relación a la

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pulpa aguaymanto : pulpa camu camu y a la dilución de pulpa: agua (60%:40% y 1:1; 70%:30% y 1:2; 80%:20% y 1:3) utilizando una evaluación sensorial para determinar el mejor tratamiento y un diseño estadístico al azar (DCA). La formulación de mayor aceptabilidad fue el tratamiento 1, con resultados fisicoquímicos de 422,19± 0.04 mg vitamina C /100 g, 1,039 g/cm3 de densidad; 1,45% de acidez; 3,8 de pH; 5,6°Brix y 422,19± 0.04 mg Vitamina C/ 100 g.

Lozada, y Inga (2018), su investigación titulada como “Elaboración de una bebida funcional a partir de la cascarilla de cacao (Theobroma cacao L.)”; esta idea surgió con la finalidad de dar un valor agregado a la cascarilla del cacao ya que se desperdicia durante el proceso; aportando grandes beneficios para la salud, teniendo abundantes propiedades nutricionales. Los objetivos que se plantearon fueron: desarrollar una formulación óptima, evaluar y obtener la bebida planteada; donde propusieron 6 tratamientos: 3 porcentajes de cascarilla (1, 2 y 3 %) y 2 tiempos de extracción (20 y 30 minutos), siendo edulcorados con Stevia, los cuales fueron sometidos a un análisis sensorial (aroma, color, olor y aceptabilidad) y características fisicoquímicas (acidez, °Brix, pH, fibra, Vitamina C, polifenoles y antioxidantes). Se eligió al T4 como el tratamiento óptimo, según los resultados del ANOVA y TUKEY; dando características como proteína 0.19 %, fibra 0.02 %, vitamina C 0.19 g, acidez 0.42 %, °Brix 0.5, pH 4.70, contenido de polifenoles totales 104.03 mg EAG/100ml de muestra, antioxidantes totales 4.25 mg/g de muestra y un análisis microbiológico cuyos resultados estuvieron dentro del límite establecido por la norma sanitaria.

Aguirre (2017), en su investigación titulada “Evaluación de las concentraciones de mashua (Tropaeolum tuberosum) y aguaymanto (Physalis peuviana) en la formulación de una bebida funcional. Está idea surgió con la finalidad de brindar productos más naturales y orgánicos que mantengan el valor nutricional aportando grandes beneficios para el organismo ya que ambos frutos poseen propiedades que ayudan a disminuir el riesgo de enfermedades no trasmisibles. Los objetivos fueron: Evaluar las concentraciones adecuadas para ambos frutos, determinar la aceptabilidad, características y propiedades funcionales de la bebida. Se formularon tres tratamientos: T1 (25% A, 25% M y 50% Agua), T2 (40% A, 10% M y 50% Agua) y T3 (30% A, 20% M y 50% Agua), eligiéndose al T3 como el tratamiento óptimo según los resultados de un análisis sensorial, ANOVA y TUKEY; sus características fueron: capacidad antioxidante de 77.5/100ml de muestra, Vitamina C de

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10.8mg/100ml de muestra, 0.46g de acidez, 12.2 de sólidos solubles, 0.3g de proteína, 0g de fibra y 0.2g de cenizas.

1.3. Teorías Relacionadas al Tema 1.3.1. Yacón

Manrique (2014), nos dice que el yacón (Smallanthus sonchifolius), es un tubérculo cultivado en toda la zona andina de Sudamérica, con pocas investigaciones en su estudio y que pertenece a la familia Compositoe.

El yacón tiene por nombre científico de Smallanthus sonchifolius perteneciente a la familia Asteraceae (García, 2003).

Silver (2005), nos menciona que el yacón almacena la energía en forma de fructooligosacáridos (FOS), atribuidos en utilización de alimentos como prebióticos, estimulando así la flora intestinal no dañina, cumpliendo así con los requisitos criterios de clasificación y salubridad alimentaria.

El yacón (Smallanthus sonchifolius) es un tubérculo de los andes, la cual se le atribuye importantes propiedades, de las cuales tenemos que es rica en flora microbiana no patógena y alto contenido de fructooligosacáridos (Seminario, 2003).

1.3.2. Raíz reservante

El yacón es una de las raíces que contienen en su estructura física mucha reserva de agua. Donde muchos autores aducen que el 90% del peso es agua. En su estructura molecular hay carbohidratos que tiene del 90% del peso seco que recién se ha cultivado, así mismo el 50% y 70% son fructooligosacáridos. Los restantes están conformados por las sacarosas, fructosas y glucosa (Lachman ,2003).

Esta raíz del yacón tiene mucha reserva y similitud por el tubérculo del camote, por otro lado, diferencias de factores climáticos, pueden influenciar en su contextura de peso y dimensión. Existe una variación de su peso entre 50 y 1000 gramos, pero casi siempre está en el rango de 300 y 600 gramos. No obstante, con abonamiento y un sistema agronómico idóneo, el peso de esta raíz puede albergar cerca a los 6 Kg (Amaya, 2002).

1.3.2.1. Composición química de las raíces.

Diferentes investigadores aportan que el Yacón, a diferencia de la composición de los carbohidratos (Ohyama, 2003), representaría el 90% por el peso seco solo de la raíz, el porcentaje de sus FOS están en una relación de 50% a 70% y el restante forma parte de los

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azúcares como: sacarosa, fructosa y glucosa cuyos contenidos son variables y dependientes de factores de pre y postcosecha.

El yacón ayuda a prevenir malestar muscular, gracias al elemento potasio. Por esa razón, las personas como la gente que habita en el campo la consumen durante tramos grande de caminos, a veces llegando a consumir hasta 1000 g diarios de esta raíz. Aduciendo además que los niveles que se consumen a diario por los habitantes de la sierra no producen efectos dañinos en la persona, siempre y cuando no se exceda más de lo normal. (Collazos, 2009).

Consecutivamente, (Niness, 2009) afirma que, existe una molécula al comenzar la cadena de cada fructano; conteniendo de FOS e inulina, proporcionando un buen nivel nutritivo, siendo fundamental para la Industria Alimentaria, encontrándose unidos por enlaces β (2- 1); la diferencia existente entre la inulina y los FOS, es que este último posee de 2 a 10 moléculas siendo considerada como un subgrupo de la inulina.

Tabla 1

Composición química del yacón

Variable Promedio Rango

Maferia seca (g) 11 98–136 Frucfanos (g) 62 31–89 Glucosa libre (g) 3.4 2.3–5.9 Frucfosa libre (g) 8.5 3.9–21.1 Sacarosa libre (g) 14 10–19 Proteína (g) 3.7 2.7–4.9 Fibra (g) 3.6 3.1–4.1 Lípidos (mg) 244 112–464 Calcio (mg) 87 56–131 Fósforo (mg) 240 182–309 Potasio (mg) 2282 1843–2946

Fuente. Datos obtenidos de Hernán (1999), citado por Seminario, Valderrama y Manrique (2003), pág. 25. A) Fructooligosacáridos.

Según Niness (1999) citado por Seminario et al. (2003), afirma que “los fructooligosacáridos (FOS), también conocidos como oligofructanos u oligofructosas, pertenecen a una clase particular de azúcares conocidos con el nombre de fructanos” (p. 25).

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19

Los fructanos se consideran como prebióticos, porque no se pueden digerir en el organismo humanos, además es bifidogénico (ayudan a la proliferación de bifidobacterias) por lo que, cuando se consumen frecuentemente, ayudan a favorecer la asimilación de minerales como el calcio, contribuyendo a una mejor salud, previniendo enfermedades como el cáncer de colon (Aguilera-Garca et al., 2008; Pool-Zobel y Sauer, 2007; Pool-Zobel et al., 2002; Rafter et al., 2007).

Por lo que lo que predominante en el yacón es el fructooligosacárido (Manrique, 2003). 1.3.3. Propiedades del Yacón.

El yacón es reconocido por las personas que padecen de diabetes, pero pocos saben que esta planta contiene otros beneficios que son aptos para la salud del ser humano, tal es el caso, de que ayuda a cuidar el colon. Sus raíces contienen inulina, un azúcar indigerible, estas no son metabolizadas en el organismo humano, haciendo de estas que puedan consumirse, ayudando así a un complemento del tratamiento de la diabetes y el colesterol. Posee prebióticos; esta raíz posee B1, B y C, teniendo en mayor proporción el agua y oligofructanos (Seminario et al., 2003). Así mismo conforta el sistema inmunitario; reduciendo los compuestos que ayudan al incremento de enfermedades.

1.3.4. Fresa

La fresa es una especia rastrera que en latín significa (en latín, fraga), de allí su similar con la palabra fragancia, donde son cultivadas por su fruto comestible en casi la mayoría de los países por ser un fruto de fácil cultivación. Su morfología es de forma ovalada o redondeada y su contextura varía en cuanto a sus especies, tiene una corona con sépalos verdes, con un colorido rojizo bien marcado, teniendo una variación en el sabor de dulce y acido. Su caracterización principal es su aroma peculiar. (Gamboa, 2014)

1.3.4.1. Valor Nutricional.

- Esta fruta en su mayoría tiene poco contenido proteico, cuya composición junto con el agua, son los hidratos de carbono (donde solo tiene el 7% de esta), por otra parte, tiene más elementos como la glucosa, xilitol y fructuosa. Tiene a su vez buen aporte de fibra, también ricas en vitaminas C, con un mayor índice de porcentajes del yacón.

- Una ración de fresa de 150 gramos proporciona 86mg de Vitamina C; a comparación con otros frutos como la naranja de 225g (82mg de Vit. C), por tal

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20

motivo, se considera que debe consumirse 60mg para cualquiera de los frutos mencionados en la dieta diaria.

1.3.4.2. Composición química. Tabla 2

Composición química de la fresa

Fuente. Datos obtenidos de Moreiras y col. (2018)

1.3.5. Stevia

La planta llamada “Stevia”, es un componente nutricional con baja carga de azúcar, usado mucho en el tratamiento como endulzante en las personas que adolecen de diabetes, es considerada como uno de los edulcorantes naturales (Yong-Heng, 2014).

Su crecimiento se da en la selva de brasileño y el país paraguayo (Núñez, 2011). La cantidad de esteviósido o rebaudiósido A que se encuentra presente en los zumos de estas hojas es en un 95% (EFSA, 2010). El dulzor de la Stevia es 100 a 300 veces mayor que el de la sacarosa debido a la disminución de calorías (Lemus Mondaca et al., 2012), por su parte el de “rebaudiosida A” es unas 50 a 250 veces superior. Por lo que los glucósidos no podrán absorberse en el organismo humano, ya que se hidrolizan por los bacilos existentes (Renwick y Tarka, 2008). Composición Porcentaje (%) Proteínas 0.70% Lípidos 0,50% Hidratos de carbono 7% Vitamina A 5mg/100g Vitamina B1 0,02mg/100g Vitamina B2 0,03mg/100g Vitamina B6 0.006mg/100g Vitamina C 180mg/100g Agua 90%

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21

1.3.5.1. Composición de la Stevia.

Los glucósidos presentes en la Stevia son los responsables de su dulzor, las cuales se hallan en sus hojas en proporciones variantes según su especie, técnicas agronómicas y diversas condiciones que se dan para su crecimiento, llegando hasta un 15% de sus componentes (Gilabert y Encinas, 2014).

Pasquel, Marquéz, y Maireles (2001), citados por Nazca (2019), afirmaron que, “las hojas de Stevia contienen ocho glucósidos diterpénicos dulces: esteviósido rebaudiósido A, B, C, D, E y glucósido A” (p. 5).

Tabla 3

Composición química de la Stevia

Componente Porcentaje (%) Humedad 8.46% Proteína 18.20% Fibra cruda 10.77% Ceniza 7.83% Carbohidratos 49.97%

Fuente. Datos obtenidos de Pasquel et al. (2001), citado por Nazca (2019), p. 6.

1.3.5.2. Propiedades.

Una de sus tantas atribuciones un tanto atípica seria en que la stevia serviría como método de anticoncepción (Unny et al., 2003), así como ayudar a tratar problemas en las pieles de las personas. (Kuntal, 2013). Como también, ayuda a estimulación de la alerta en las personas, ayuda a facilitar un mejor metabolismo de los alimentos, (Ibnu, Bin, y Mimi, 2014) por lo que conserva un mejor equilibrio de salud. (Hill, Prokosch, Morin, y Rodeheffer, 2014). Los que consumen la stevia señalan que disminuye la sensación de ingerir dulces y alimentos (Anton, et al., 2010). Por su parte hay quienes aducen que el consumo de esta reduce las ganas de ingerir bebidas alcohólicas (Lemus-Mondaca, Vega-Gálvez, Zura-Bravo, Ahhen, 2012).

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22

1.3.5.3. Beneficios para la salud.

Una enfermedad muy conocida mundialmente y que es la segunda enfermedad con mayor número de muertes es la Diabetes la de tipo II, dándoles a las personas de mayor edad, donde su etiología consiste en que el páncreas no produce suficiente insulina (DeFronzo, 1988). Así mismo los esteviósidos producen una reducción de superabundancia de glucosa en la sangre (Susuki, Kasai, Sumihara, 1977; Chen et al., 2005 y Anton et al., 2010), donde ayuda así a potenciar la secreción de insulina (Jeppesen et al., 2002; Lailerd et al., 2004) para pacientes con esta enfermedad, ayudando de una manera sana y natural a la no ingesta de azúcar por el reemplazo de la stevia (Nuñez, 2011).

1.3.4.3 Vida útil

Según Lemus et. al (2012), nos dice que el alimento en vida útil es definido como la prolongación en el tiempo para que considera por como útil y productivo.

Es por ello por lo que la vida útil de algunas especies en la intemperie es a veces corta; debido a que son muy susceptibles a la actividad microbiana, daños mecánicos y también a las reacciones enzimáticas, para ello se determinaron técnicas de conservación para tener como objetivo en mantener la característica sensorial y nutricional en las frutas y hortalizas por tiempos prolongados, teniendo todos los requisitos de inocuidad, calidad y duración de los productos (Altamirano, 2013).

Gamboa (2014) indican que el objetivo de la vida útil consiste en analizar el comportamiento de los productos que están en desarrollo o de los tradicionales, los cuales hayan sufrido algún tipo de cambio en el proceso durante un tiempo determinado y a diferentes temperaturas. Es considerado como el periodo de tiempo en el que un producto procesado y almacenado no presenta características diferentes al de la inicial. Para evaluar un producto se puede emplear técnicas como los diversos análisis que se puede aplicar a un alimento.

1.3.4.3.1. Determinación de la vida útil

La vida útil de los alimentos se puede realizar sometiéndolos a almacenamientos de tres temperaturas como 4°C (refrigeración), 15 – 27°C (temperatura ambiente) y 35 - 37°C (temperaturas extremas), a través de ciertos análisis fisicoquímicas u organolépticas, en frecuencias de igual de tiempo, con la finalidad de observar la variabilidad en la aceptabilidad de un producto (Charm, 2007; citado por Oro y Urcia, 2018).

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23

1.3.4.4 Bebida funcional

Calvo et al. (2013), citado por Contreras y Purisca (2018), señalan que, “las bebidas funcionales ayudan a mejorar la hidratación y otras funciones en el organismo del hombre” (p. 46).

Además, los beneficios que aportan estos tipos de bebidas se deben a los diferentes ingredientes que se utilizan para su proceso de elaboración (Martínez-Carrera et al., 2010; citado por Contreras y Purisaca, 2018, p. 46).

Según Alfaro (2019) considera que, “los alimentos funcionales son alimentos o componentes dietéticos que pueden proporcionar un beneficio para la salud más allá de la nutrición básica" (p. 23).

1.3.4.4.1. Tipos de bebidas funcionales

Según Ramos (2007), citado por Contreras y Purisaca (2018), clasifica a las bebidas funcionales en:

- Orgánicas y naturales, los cuales son obtenidos de vegetales, principalmente de aquellos que no contienen pesticidas o procesados sin aditivos químicos.

- Energizantes o revitalizantes, son aquellos que contienen algún tipo de alcaloide estimulante como la cafeína.

- Reductoras de colesterol.

- Reconstituyentes o hidratantes, son aquellos que proporcionan un alto índice glucémico y /o energía al organismo.

- Simbióticas, son aquellas que proporcionan caracteres prebióticos debido a que contienen oligosacáridos.

1.3.4.4.2. Beneficios en la salud

El valor nutricional de los alimentos se ve influenciado por los diferentes ingredientes que se utilizan para su proceso de elaboración.

Chasquibol et al. (2003), citado por Alfaro (2019), indica que, “disminuyen la existencia de diversas enfermedades crónicas. Así mismo, ayudan a regenerar las defensas biológicas y el atraso del envejecimiento en los seres humanos” (p. 26).

Algunas bebidas funcionales, aportan vitaminas C, A, B; así como también diversos minerales y nutrientes.

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1.4. Formulación del Problema

¿Es posible formular y determinar la vida útil de una bebida funcional a base de yacón (Smallanthus sonchifolius) con fresa (Fragaria vesca) edulcorado con Stevia?

1.5 Justificación e Importancia

Esta investigación se desarrollará con la finalidad de proponer una alternativa de consumo en relación a las diferentes bebidas que se encuentran en el mercado, ya que muchas de ellas, durante su proceso de elaboración, son sometidos a diversos procesos y se le añaden diferentes tipos de aditivos, de tal forma que no se aprovecha al 100% los nutrientes que nos proporcionan las frutas o verduras, ya que la mayoría de ellos contienen más emulsionantes, colorantes, saborizantes u otro tipo de aditivo que una buena proporción de fruta. De esta manera, esta bebida estará elaborada con yacón, el cual proporciona diferentes beneficios para la salud, de igual forma la fresa, y aún más la Stevia.

La adición de los diversos edulcorantes existentes en el mercado para poder endulzar cualquier producto alimentario, ocasionan efectos negativos en los consumidores, un claro ejemplo de ello sería el azúcar rubia o refinada, el cual pierde un sinfín de nutrientes y vitaminas durante su proceso de elaboración (WordPress, 2020), siendo el principal carbohidrato generador de diversas enfermedades como el sobrepeso, el incremento de la glucosa en la sangre, entre otros. Por ello, se utilizará la Stevia, como alternativa de edulcorante, con el objetivo de proporcionarle, no sólo a los diabéticos, sino a cualquier tipo de persona, una bebida funcional con un gran aporte nutricional y grandes beneficios para su salud, de esta manera, se estaría aprovechando el consumo del yacón y los nutrientes que aporta tanto este tubérculo como la fresa.

Esta bebida influye de forma positiva en la salud de personas con o sin diabetes, ya que contiene el yacón, vitaminas del grupo B (B1, B), la vitamina C, estando compuesta por agua y oligofructanos (Seminario et al., 2003). Así mismo ayuda a tonificar el sistema inmunitario y disminuye el índice de compuestos que ayudan al incremento de enfermedades. Además, contiene fresa, un poderoso antioxidante y rico en Vitamina C y la Stevia, que no contiene calorías y ayuda a facilitar un mejor metabolismo de los alimentos, (Ibnu et al., 2014) por lo que mantiene un mejor equilibrio de salud. (Hill et al., 2014).

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1.5. Hipótesis

Si posible formular y determinar la vida útil de una bebida funcional a base de yacón (Smallanthus sonchifolius) con fresa (Fragaria vesca) edulcorado con Stevia.

1.6. Objetivos

1.6.3. Objetivos General:

Formular y determinar la vida útil de una bebida funcional a base de yacón (Smallanthus sonchifolius) con fresa (Fragaria vesca) edulcorada con Stevia (Stevia Rebaudiana).

1.6.4. Objetivos Específicos:

- Determinar el análisis fisicoquímico del yacón, y fresa.

- Formular una bebida funcional a base de yacón (Smallanthus sonchifolius) con fresa (Fragaria vesca) edulcorada con Stevia (Stevia Rebaudiana).

- Evaluar sensorialmente la bebida funcional a base de yacón (Smallanthus sonchifolius) con fresa (Fragaria vesca) edulcorada con Stevia (Stevia Rebaudiana). - Determinar el análisis fisicoquímico y microbiológico del mejor tratamiento.

- Determinar la vida útil del mejor tratamiento de la bebida funcional a base de yacón (Smallanthus sonchifolius) con fresa (Fragaria vesca) edulcorada con Stevia (Stevia Rebaudiana).

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26

II. MÉTODOS Y MATERIALES

2.1. Tipo y diseño de investigación 2.1.1. Tipo

Esta investigación es aplicativa ya que permite que los conocimientos adquiridos a través de un estudio se puedan aplicar directamente a los problemas de sector productivo y problemas de la sociedad, ocupándose del proceso de enlace entre la teoría y el producto. 2.1.2. Diseño de investigación

Su diseño fue experimental, las variables dependientes e independientes serán cuantificables.

Según su contexto es de laboratorio, las experiencias se desarrollaron a nivel de laboratorio, aplicando patrones resaltantes en el desarrollo de la presente investigación manejándose así las variables independientes de manera rigurosas para obtener respuestas aceptables de las variables dependientes.

2.2. Población y muestra 2.2.1. Población

El yacón (Smallanthus sonchifolius) y la fresa (Fragaria vesca) se obtuvo del mercado Moshoqueque perteneciente al distrito de José Leonardo Ortiz (Chiclayo) y la Stevia de la Colmena (Chiclayo).

2.2.2. Muestra

Se trabajó con aproximadamente 1Kg 500g de Yacón y Fresa, de acuerdo con las tres formulaciones propuestas en la presente investigación. Para reducir la oxidación de este tubérculo se utilizó acidó ascórbico al 0.1%. Una vez ya elaboradas las bebidas se almacenaron a 4 °C hasta ser transportados al laboratorio correspondiente para sus respectivos análisis.

(27)

27

2.3. Variables, Operacionalización Objetivo 1

Tabla 4

Operacionalización de las variables del objetivo 1

Variable

Independiente Dimensiones Indicadores

Técnica e instrumento de

recolección de datos Concentración del

Yacón 30, 50, 70 Porcentaje ANOVA

Concentración de

Fresa 70, 50, 30 Porcentaje ANOVA

Variable

Dependiente Dimensiones Indicadores

Técnica e instrumento de recolección de datos Características fisicoquímicas °Brix Acidez Humedad Proteínas Vitamina C Carbohidratos Grasa Ceniza Fibra Porcentaje Refractómetro Acidez titulable Humedad (AOAC) Método Kjeldahl Método AOAC Método AOAC Método Soxhlet Método AOAC Método AOAC

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28

Objetivo 2 Tabla 5

Operacionalización de las variables del objetivo 2

Variable

Independiente Dimensiones Indicadores

recolección de datos Concentración del

Yacón 30, 50, 70 Porcentaje ANOVA

Concentración de

Fresa 70, 50, 30 Porcentaje ANOVA

Concentración de

Stevia 0.5, 0.8, 1 Porcentaje ANOVA

Nota. Elaboración propia (2021)

Objetivo 3 Tabla 6

Operacionalización de las variables del objetivo 3

Variable

recolección de datos

Color 0 – 5 Puntaje Evaluación

sensorial

Sabor 0 – 5 Puntaje Evaluación

sensorial

Olor 0 – 5 Puntaje Evaluación

sensorial

Textura 0 – 5 Puntaje Evaluación

sensorial

(29)

29

Objetivo 4 Tabla 7

Operacionalización de las variables del objetivo 4

Variable

Técnica e instrumento de recolección de datos Análisis fisicoquímico Humedad Ceniza Fibra Grasa Proteínas Carbohidratos pH Porcentaje Método AOAC Método AOAC Método AOAC Método Soxhlet Método Kjeldahl Método AOAC pHmetro Análisis microbiológico Coliformes Mohos Levaduras

Porcentaje Método AOAC

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30

Objetivo 5 Tabla 8

Operacionalización de las variables para el objetivo 5

Variable

Técnica e instrumento de recolección de datos Vida útil Olor Color Sabor pH °Brix Puntaje Puntaje Puntaje Porcentaje Porcentaje Evaluación sensorial pHmetro Refractómetro

2.4. Diseño de contrastación de hipótesis

El diseño que se utilizó para contrastar la hipótesis fue un diseño experimental comparativo (DCA), con el objetivo de establecer diferentes concentraciones, en este caso, la concentración del yacón, fresa y Stevia con la finalidad de encontrar la concentración que proporcione las mejores características sensoriales para la bebida funcional.

(31)

31

Tabla 9

Descripción de las variables del diseño experimental

2.5. Formulación de las muestras Tabla 10

Formulación de las muestras

2.6. Evaluación sensorial de las muestras

Se utilizaron 30 panelistas para la realización de la evaluación sensorial, basándonos en Espinosa (2007), indicando que, la evaluación sensorial a nivel de laboratorio debe utilizarse entre 25 a 30 jueces.

En esta investigación, se utilizó una escala hedónica de 5 puntos, por el motivo de que son más exactas, más sencillas y no originan ningún tipo de confusión en los panelistas a la hora de emitir un resultado en relación con la evaluación sensorial (Espinosa, 2007). 2.7. Método de evaluación de la vida útil

En esta investigación, se utilizaron °Brix, pH y los atributos de la evaluación sensorial para evaluar la vida útil o el tiempo de duración de la bebida funcional propuesta, en temperaturas de refrigeración y medio ambiente con el objetivo de determinar el tiempo de conservación de dicho producto. El método por aplicar fue de la evaluación sensorial; los grados Brix y el pH ya que son los factores de suma importancia en un alimento que permite determinar el deterioro del alimento, es por ello que se utilizó este método práctico para

F1: Formulación 1 F2: Formulación 2 F3: Formulación 3 Y1: Yacón (30%) Y2: Yacón (50%) Y3: Yacón (70%) F1: Fresa (70%) F2: Fresa (50%) F3: Fresa (30%) S1: Stevia (0.5%) S2: Stevia (0.8%) S3: Stevia (1%)

Ingredientes Formulación 1 Formulación 2 Formulación 3

Yacón 30% 50% 70%

Fresa 70% 50% 30%

(32)

32

evaluar la vida útil de la bebida propuesta en esta investigación ya que está validado y es usado por muchos autores en sus respectivas investigaciones.

2.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad. 2.4.1. Materiales, equipos y reactivos

Materiales

• Matraz Erlenmeyer graduado • Mechero • Cocinilla eléctrica • Crisol • Trípode • Rejilla de asbesto • Vasos de precipitados de 500ml. • Probeta de 250ml. • Pipeta de 10ml.

• Pera de jebe de 3 válvulas para pipetear • Micropipetas

• Termómetro

• Soporte universal de laboratorio • Bureta • Cuchara • Agua destilada • Balón Kjeldahl Equipos • Balanza analítica Modelo:FX-200i Serie Capacidad: 220 gr. Resolución: 0.001 gr.

• Refractómetro Modelo: RHBO80

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Brix Resolución: 1% °Brix

• Refrigeradora Marca: Samsung Modelo: RA21

Temperatura de congelación: hasta -18°C Alimentación de corriente: 220V/60Hz • pH metro • Cronómetro • Termómetro • Equipo Soxhlet • Centrífuga • Mufla • Desecador Reactivos • Fenolftaleína (C20H14O4)

• Hidróxido de sodio (NaOH) • Catalizador

• Ácido sulfúrico

• HCl químicamente puro • Éter dietílico

• Sulfato sódico anhídrido

2.4.2. Caracterización fisicoquímica de la bebida. a. Determinación de sólidos solubles.

Para la medición de sólidos solubles se empleó el método refractométrico AOAC 932.12.

b. Determinación de pH por el método potenciométrico.

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34

c. Determinación de Acidez.

Se calculó a través de titulación potenciométrico con NaOH 0,1 N, expresándose en ácido cítrico (AOAC, 1995).

d. Determinación de proteínas

Por el método semimicro Kjeldahl según AOAC (2005)

e. Determinación de carbohidratos

Mediante diferencia [100%-(%humedad+%proteína+%cenizas+%fibra], según AOAC (2005)

f. Determinación de fibra

Mediante el método de AOAC (2005)

- Poner 2g de la muestra procedente de la grasa.

- Someterlo a un hervido por 30 minutos con ácido sulfúrico con 0.255N (200mL), luego se filtra con una tela.

- El residuo que queda en la tela se vuelve agregar para hervirlo con 200mL de hidróxido de sodio al 0.313N por 30 minutos.

- Después bajar y filtrar.

- Enjuagar con agua destilada caliente (residuo que queda) 200mL. - Enjuagar con alcohol puro (el residuo) 20mL

- Secar a estufa

- El residuo se recoge en una placa Petri y se lleva a estufa para secarlo para pesarlo después y llevarlo a una mufla de 550°C para obtener el peso final.

𝑷𝟏− 𝑷𝟐

𝑴 x 100

𝑃₁: Peso de la cápsula + varilla + arena + muestra 𝑃2: Peso de la cápsula + varilla + arena + muestra seca

g. Humedad

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35

- Se pesa el crisol más la muestra antes de la estufa - Luego se lleva las muestras a la estufa

- Se pesa la muestra con el crisol después de la estufa. %H = 𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆𝒍 𝒂𝒈𝒖𝒂 𝒆𝒏 𝒍𝒂 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂

𝑷𝒆𝒔𝒐 𝒅𝒆 𝒍𝒂 𝒎𝒖𝒆𝒔𝒕𝒓𝒂 𝒉ú𝒎𝒆𝒅𝒂 x 100

h. Determinación de la grasa Método Soxhlet

- Pesar el balón esférico / fondo plano, vacío.

- Pesar 10g de muestra, sobre papel filtro tarado (formar cartucho)

- Colocar cartucho con muestra en la cámara de extracción – Equipo de Soxhlet. - Medir 200mL de solvente (éter de petróleo) haciendo uso de una probeta. - Vaciar los 200mL del solvente en el balón esférico / fondo plano.

- Armar el equipo Soxhlet: balón, cámara de extracción, condensador.

- Someter a ebullición el solvente, haciendo uso de parrilla de calentamiento. - Continuar el ciclo de extracción por espacio de 2 a 3 horas.

- Después de transcurrido el tiempo de extracción apagar el sistema de calefacción. - Retirar el cartucho con la muestra y el solvente acumulado en la cámara de

extracción.

- Someter a destilación el solvente que queda en el balón esférico / fondo plano, con la finalidad de separarlo de la grasa extraída durante los ciclos de extracción previo. - Determinar la cantidad de grasa.

% 𝑮𝒓𝒂𝒔𝒂 =𝒎𝟐− 𝒎𝟏

𝑴 𝑿 𝟏𝟎𝟎

𝒎𝟐 : Masa en gramos del balón fondo plano (vacío)

𝒎_𝟏 : Masa en gramos del balón fondo plano con grasa 𝑴 ∶ Peso de la muestra seca en gramos

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36

i. Ceniza

Método A.O.A.C (2005)

- Pesar de un alimento en un crisol y llevar la muestra a fuego haciendo uso del mechero (pre calcinado).

- Llevar la muestra a la mufla por espacio de dos horas a 600°C.

- Retirar el crisol de la mufla y posteriormente pasar el crisol a un desecador, previo enfriado, hasta temperatura ambiente.

- Pesar el crisol con la muestra (anotar peso).

- Repetir los pasos b, c, d, calentando en esta ocasión durante una hora, hasta obtener peso constante (ceniza blanca).

% 𝑪𝒆𝒏𝒊𝒛𝒂𝒔 =𝑩 − 𝑪

𝑨 − 𝑪 𝑿 𝟏𝟎𝟎

A: peso del crisol + la muestra húmeda (g). B: peso del crisol + cenizas (g).

C: peso de la capsula vacía (g).

j. Valor calórico Método de Atwater

(%G * 2.4) + %C + (%P * 4)

k. Valor Nutritivo

Se calcula con la siguiente fórmula:

2.4 𝑥 %𝐺+%𝐶

%𝑃 X 100

l. Escala hedónica:

Técnica utilizada para determinar la aceptación del producto con panelistas semi entrenados (jóvenes). Se utilizó una escala de 5 puntos; con un puntaje de 1 (Me disgusta mucho) y 5 (Me gusta mucho) en las cuales se van a evaluar atributos como el color, olor, sabor y consistencia.

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37

2.4.3. Caracterización microbiológica de la bebida Mohos y levaduras

Procedimiento

- Sembrar en la caja Petri con un medio adecuado.

- Adicionar un extracto de la muestra diluida en el medio de cultivo, mezclar y homogenizar.

2.4.4. Proceso de elaboración de la bebida funcional 2.4.4.1. Extracción de la pulpa del Yacón

▪ Recepción:

Se utilizará el yacón (variedad Blanco). ▪ Selección.:

En este tramo del proceso se separó los yacones que no sirven en la para el siguiente proceso, pueden que contenga muchas falencias físicas o mecánicas como deterioro en su interior, o daños biológicos como que estén por podrirse o con algún peligro de algún organismo en ellos (hongos o parásitos). Es así que se tuvo en cuenta el estado actual, su contextura e integridad.

▪ Lavado y desinfección:

Se tuvo que limpiar las zonas que se encuentran con tierra y para ello se utilizó unas escobillas idóneas para la buena remoción de la tierra y otro desperfecto del yacón.

Posteriormente se logra su desinfección con una solución de hipoclorito de sodio a 100 ppm.

▪ Pesado:

Se pesó el yacón para ver sus rendimientos de acuerdo con su masa ▪ Pelado y cortado:

Para el pelado del yacón se utilizó un cuchillo con la finalidad de separar la cáscara con la parte comestible.

▪ Extracción:

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38

2.4.4.2. Extracción de la pulpa de fresa ▪ Recepción:

Se utilizó la fresa ▪ Selección:

En este tramo del proceso, se buscó separar las fresas idóneas de consumo para su posterior elaboración, desechando así las que tuvieron algún desperfecto fisco o biológico como que estén aguadas, o muy verdes.

▪ Lavado y desinfección:

En este tramo se procedió a limpiar todo impureza de tierra que se encuentra en las fresas, ayudándonos de unas escobillas para una buena remoción. Posteriormente se hizo una desinfección, con la ayuda de hipoclorito de sodio a 100 ppm.

▪ Pesado:

La fresa limpia y servible, se procedió a pesar para ver el índice de su masa. ▪ Pelado y cortado:

Se procedo a pelar y cortar la fresa, utilizando pelador y un cuchillo. ▪ Extracción:

Aquí con la ayuda de un extractor doméstico, que dentro de sus partes contiene un disco abrasivo rotante que nos ayudó a triturar la raíz, permitiendo la separación del jugo y del bagazo.

2.4.4.3. Elaboración de Bebida Funcional ▪ Formulación:

En esta etapa se añadirán la cantidad de yacón, fresa y Stevia propuestos para cada formulación: F1 (30%Y, 70%F y 0.5%S), F2 (50%Y, 50%F y 0.8%S) y F3 (70%Y, 30%F y 1%S).

▪ Homogenización:

Aquí se añadió el Ácido Cítrico de 0.4%, Agua en una dilución de 1:3 y CMC de 0.14%, para después mezclarlos y obtener una mayor homogenización en la bebida.

▪ Pasteurización:

Se procedió a llevar la bebida a una temperatura de 90°C por 2 minutos con la finalidad de eliminar la existencia de proliferación de microorganismos presentes.

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▪ Envasado / Sellado:

Se utilizaron envases de vidrio a una temperatura de 85°C con la finalidad de generar el vacío necesario para poder evitar la presencia de microorganismo y el sellado se realizó de forma manual.

▪ Enfriamiento:

Se enfrió rápidamente la bebida para después proceder a la última etapa. ▪ Almacenamiento:

Dado las bondades del producto es conveniente una buena conservación, la temperatura de refrigeración a 4°C es la que mejor mantiene la integridad del producto.

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Yacón fresco Fresa fresca

Nota. Diagrama de flujo para una bebida funcional a base de yacón y fresa edulcorada con Stevia.

Elaboración propia (2021). RECEPCIÓN DE MP. SELECCIÓN LAVADO Y DESINFECCIÓN RECEPCIÓN DE MP. PESADO PELADO Y CORTADO EXTRACCION SELECCIÓN LAVADO Y DESINFECCIÓN PESADO PELADO Y CORTADO EXTRACCION FORMULACIÓN HOMOGENIZACIÓN PASTEURIZACIÓN ENVASADO/SELLADO ENFRIADO ALMACENAMIENTO Hipoclorito de sodio 50ppm Hipoclorito de sodio 50ppm Ácido ascórbico 0.1% Ácido cítrico 0.4% Yacón: Fresa (30-70, 50-50, 70-30) Stevia (0.5%, 0.8%, 1%) CMC 0.14% <Diluciones y proporciones> 90°C/2 min. 85°C 4°C

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2.4.5. Procedimiento de análisis de datos 2.4.5.1. Diseño estadístico

Para el análisis estadístico, se utilizó un software SPSS Statistics, a través de un diseño experimental al azar de forma aleatoria, a través de un análisis de varianza (ANOVA) con un 95% de confiabilidad y una prueba de Tukey para determinar la existencia o no de una diferencia estadística entre las formulaciones propuestas.

Eij= μ + αi + εij Eij = Variable respuesta observada μ = Media general

αi = Efecto del i-ésimo nivel

εij = Error experimental asociado a la ij-ésima variable experimental.

2.5. Aspectos éticos

En esta investigación se utilizará información de fuentes confiables como artículos científicos, revistas, tesis, libros electrónicos, entre otros; respetando los derechos de autor.

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III. RESULTADOS 3.1. Análisis del yacón

Tabla 11

Composición fisicoquímica proximal del yacón

Composición fisicoquímica proximal Total

pH 6.18 °Brix 4.95 Acidez 0.32% Humedad 86% Proteínas 0.4% Vitamina C 12 mg

En la tabla 11 se muestra los resultados obtenidos de la composición fisicoquímica proximal del yacón, cuyo valor para el pH fue de 6.18 cumpliendo con el rango de 6.17 a 6.52 establecido por el autor Ramos (2007).

3.2. Análisis de la fresa Tabla 12

Composición químico proximal de la fresa

Composición químico proximal Porcentaje (%)

Humedad 88.05% Carbohidratos 5.81% Proteínas 1.59% Grasa 0.70% Ceniza 1.60% Fibra 2.25%

En la tabla 12, se visualizan los resultados en relación con el análisis químico proximal para la fresa, siendo un 88.05% de humedad, 5.81% de carbohidratos, 1.59% de proteínas, 0.70% de grasa, 1.6% de ceniza y 2.25% de fibra.

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3.3. Análisis realizados a las formulaciones

Para el análisis de las formulaciones propuestas se utilizó un programa estadístico IBM SPSS Statistics 22, para determinar cuál de las formulaciones presentan una diferencia estadística.

3.3.1. Evaluación sensorial del “color” 𝐻₀: No existe diferencia entre formulaciones. 𝐻1: Existe diferencia entre algunas formulaciones.

Nivel de significancia de ∝=0.05 Tabla 13

Análisis de varianza para el atributo "color"

Regla de decisión

Se rechaza la Ho cuando el valor p (Sig.) es menor que el ∝.

Conclusión: Con el 95% de confiabilidad, se rechaza la Ho concluyéndose que, si existe diferencia estadística entre las formulaciones para el atributo “color”, donde dicha formulación predomina en la variable dependiente (color).

Suma de grupos Gl Media cuadrática F Sig.

Tratamientos 6,067 2 3,033 3,201 0,046

Error 82,433 87 0,948

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Tabla 14

Prueba de Tukey para el atributo "color"

En la tabla 14, se observa que las formulaciones con diferencias estadísticas son la formulación 2 y 3 en relación con el atributo color.

Figura 2. Promedios de las formulaciones para el atributo “color”, elaboración propia (2021).

Tratamientos

N Subconjunto para alfa = 0.05

1 2

Formulación 3 30 3,33

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45

En la figura 2, se visualizan los promedios de las tres formulaciones en relación con el atributo “color”, donde la formulación 1 posee el mayor puntaje con 3.86 puntos.

3.3.2. Evaluación sensorial del “olor” 𝐻₀: No existe diferencia entre formulaciones. 𝐻1: Existe diferencia entre algunas formulaciones.

Análisis de varianza para el atributo "olor"

Se rechaza la Ho cuando el valor p (Sig.) es menor que el ∝.

Conclusión: Con el 95% de confiabilidad, se rechaza la Ho concluyéndose que, si existe diferencia estadística entre las formulaciones para el atributo “olor”, donde dicha formulación influye en la variable dependiente (olor).

Tratamientos 4,067 2 2,033 2,459 0,041

Error 71,933 87 0,827

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Tabla 16

Prueba de Tukey para el atributo "olor"

En la tabla 16, se observa que las formulaciones con diferencias estadísticas son la formulación 2 y 3 en relación con el atributo olor.

Figura 3. Promedios de las formulaciones para el atributo “olor”, elaboración propia (2021).

Tratamientos

N Subconjunto para alfa = 0.05

1 2

(47)

47

En la figura 3, se visualizan los promedios de las tres formulaciones en relación con el atributo “olor”, donde la formulación 1 posee el mayor puntaje con 3.967 puntos.

3.3.3. Evaluación sensorial del “sabor” 𝐻₀: No existe diferencia entre formulaciones. 𝐻1: Existe diferencia entre algunas formulaciones.

Análisis de varianza para el atributo "sabor"

Se rechaza la Ho y se acepta 𝐻₁ cuando el valor p (Sig.) es menor que .

Conclusión: Con el 95% de confiabilidad, se acepta la 𝐻₁ concluyéndose que existe diferencia estadística entre las formulaciones para el atributo “sabor”, donde dicha formulación influye en la variable dependiente (sabor).

Tratamientos 9,267 2 4,633 4,399 0,015

Error 91,633 87 1,053

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48

Tabla 18

Prueba de Tukey para el atributo “sabor”

En esta tabla 18, se observa que la formulación con diferencia estadística es la formulación 3 en relación con el atributo sabor.

Figura 4. Promedios de las formulaciones para el atributo “sabor”, elaboración propia (2019).

Tratamientos N Subconjunto para alfa = 0.05

1 2