Estimación de la vida útil de una bebida achocolatada mediante pruebas aceleradas por temperatura

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(1)UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE MEDICINA ESCUELA DE NUTRICIÓN Y DIETÉTICA. ESTIMACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE UNA BEBIDA ACHOCOLATADA MEDIANTE PRUEBAS ACELERADAS POR TEMPERATURA. bdigital.ula.ve AUTOR: Barboza B., Yoelinson A. C.I.: 20.852.890 TUTOR: Ing. Ostojich C., Zoitza. Mérida, Febrero 2016.

(2) ESTIMACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE UNA BEBIDA ACHOCOLATADA MEDIANTE PRUEBAS ACELERADAS POR TEMPERATURA. bdigital.ula.ve. Trabajo especial de grado presentado por: Yoelinson Antonio Barboza Beltran C.I.: 20.852.890 como credencial de merito para la obtención del título de Licenciado en Nutrición y Dietética..

(3) Universidad de Los Andes Facultad de Medicina Escuela de Nutrición y Dietética. Estimación de la vida útil de una bebida achocolatada mediante pruebas aceleradas por temperatura. Autor: Barboza B., Yoelinson A.. Resumen. El objetivo principal del presente estudio fue la determinación del tiempo de vida útil de una bebida achocolatada comercial reformulada mediante métodos de aceleración por temperatura, siguiendo el modelo de Arrhenius. La muestra fue de 60 litros del producto almacenados a 8°C y 14°C que se evaluaron periódicamente utilizando técnicas de análisis sensorial de tipo afectivas y descriptivas, basándose en un panel entrenado de 9 jueces. De manera simultánea se determinó la carga de coliformes totales, aerobios mesófilos, mohos y levaduras, así como las propiedades fisicoquímicas (pH, densidad y °Brix), con la finalidad de establecer el momento en el cual el alimento es rechazado. Los datos obtenidos se procesaron con el paquete estadístico Microsoft Excel®, aplicando coeficientes de correlación de Pearson y regresiones lineales. Con esto se determinó que el aroma ácido es la variable de deterioro para este producto y su vida útil a 8°C es de 14 días con una “k” de 0,003817 –día, mientras que a 14°C es de 5 días con una “k” de 0,01131 –día; la energía de activación fue -14602. Finalmente se elaboró una formula experimental para estimar el tiempo de vida útil de la bebida a diferentes temperaturas de almacenamiento.. bdigital.ula.ve. Palabras Clave: Vida útil, bebida achocolatada, pruebas de estabilidad aceleradas, variable de deterioro..

(4) INTRODUCCIÓN. La norma ISO 9000 define el término “calidad” como el conjunto de propiedades y características de un producto o servicio que le confieren su actitud para satisfacer necesidades al consumidor. Hoy en día, ningún producto sale al mercado sin antes ser sometido a un riguroso control de calidad que garantice su aceptación para ser comercializado (Zumbado, 2002). Uno de los principales requisitos de calidad de un producto es el etiquetado, el cual debe informar al consumidor acerca de las principales características. bdigital.ula.ve. del alimento; siendo una de las más importantes la presentación de la fecha de caducidad, la cual es calculada en base a la vida útil. Esta es definida como “el periodo de tiempo, después de la elaboración y/o envasado y bajo determinadas condiciones de almacenamiento, en el que el alimento sigue siendo seguro y apropiado para su consumo” (Labuza, 1994 cit. en Cabeza, 2011). El marco legal que existe en materia de etiquetado a nivel nacional e internacional, le otorga un carácter prioritario al momento de que empresas o investigadores desarrollen productos alimentarios. Por lo tanto, el presente estudio pretendió ensayar una metodología de estimación de vida útil ampliamente utilizada en distintos alimentos a nivel mundial por su practicidad, la cual consiste en acelerar el deterioro del producto al someterlo a temperaturas superiores a las ideales. Para llevar a cabo la investigación se analizó una bebida achocolatada a través de técnicas de tipo sensoriales, microbiológicas y fisicoquímicas, con.

(5) la finalidad de recolectar la mayor cantidad de información posible acerca del comportamiento de dicho producto. Con los datos obtenidos se hicieron extrapolaciones siguiendo el modelo de cinética de la velocidad de Arrhenius, el cual establece que la velocidad de las reacciones químicas se duplica aproximadamente cada 10°C de aumento de la temperatura. Finalmente se encontró la variable de deterioro del producto cuyo análisis único permitirá, en futuras ocasiones, establecer el fin de la vida de anaquel de la bebida sin necesidad de realizar nuevamente estudios de vida útil con grandes cantidades de producto terminado, lo cual se traduce en un ahorro de tiempo, reactivos, material de análisis, y producto para las empresas.. bdigital.ula.ve. 2.

(6) CAPÍTULO I EL PROBLEMA Planteamiento del problema. Desde la aparición de la actividad comercial existe un gran interés en la preservación de los alimentos por mayor tiempo sin que se vean afectadas las diferentes propiedades del mismo. Debido a esto se han desarrollado numerosos métodos y técnicas de conservación a través los años, surgiendo la necesidad de identificar el tiempo de vida útil (Navas, 2007).. bdigital.ula.ve. La Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) define la vida útil como el tiempo durante el cual el producto conserva sus especificaciones de calidad, bajo las cuales es ofrecido al consumidor, en cuanto a sus características básicas aceptables, desde el punto de vista sensorial, nutricional, fisicoquímico y microbiológico, cuando éste es mantenido y conservado en las condiciones recomendadas durante toda la cadena de comercialización hasta su consumo (COVENIN, 2001b). En la actualidad, conocer la vida útil de un producto mediante la fecha de vencimiento rotulada en el empaque, es uno de los requerimientos más importantes del consumidor para la compra de un alimento procesado. Más allá de esto, la Food and Agriculture Organization of the United Nations y la Comisión Venezolana de Normas Industriales establecen la obligatoriedad de un etiquetado que suministre esta información al público (F.A.O. & O.M.S., 1985)..

(7) En Venezuela la determinación de la vida útil representa una problemática constante para muchas empresas productoras de alimentos, ya que el acceso limitado a las divisas necesarias para la importación de materia prima y las fallas en el aparato productivo nacional dificultan el mantenimiento de una misma formulación de los productos. Estos cambios en los ingredientes, el proceso y otros aspectos, son factores que afectan directamente el tiempo de vida útil de un alimento procesado, haciendo necesario un estudio permanente del comportamiento de los productos cada vez que sufran una variación en su formulación original o en su proceso de elaboración (Riveros & Baquero, 2004).. bdigital.ula.ve Formulación del problema. Dado que la investigación estuvo enfocada en la estimación de la vida útil de una bebida achocolatada mediante pruebas aceleradas por temperatura, se plantearon las siguientes interrogantes: ¿Cuál será el tiempo de vida útil de la bebida achocolatada a la temperatura óptima de almacenamiento? ¿Es realmente aplicable y eficiente la metodología de aceleración por temperatura para la estimación de la vida útil de este tipo de productos?. 4.

(8) Objetivos de la Investigación. General: Estimar la vida útil de una bebida achocolatada mediante pruebas aceleradas por temperatura. Específicos: Determinar las posibles variables de deterioro sensorial de la bebida achocolatada. Determinar las posibles variables de deterioro físico-químicas de la bebida achocolatada. Determinar las posibles variables de deterioro microbiológicas de la bebida achocolatada.. bdigital.ula.ve. Establecer la Variable Indicadora de Deterioro.. Observar el comportamiento de la variable indicadora de deterioro a temperaturas superiores a las recomendadas por el fabricante. Aplicar la ecuación de Arrhenius para calcular la vida útil de la bebida achocolatada a temperaturas diferentes a las del estudio.. Justificación El creciente interés de la sociedad por la calidad y el marcado de la fecha de caducidad en los productos alimenticios y los grandes cambios legislativos a nivel mundial, le dan al tema de la vida útil una gran importancia para todo fabricante de alimentos que necesite cumplir con los aspectos reglamentarios y legales de etiquetado a fin de satisfacer a sus consumidores (Fiszman & Hough, 2005).. 5.

(9) Para estimar la vida útil de sus productos, la industria de alimentos debe contar con métodos que sean prácticos, rápidos y confiables; de todas las metodologías conocidas, las pruebas de aceleración de la vida útil por temperatura (altas con respecto a la recomendadas), es quizás la más empleada hoy día para calcular la vida útil de un alimento, ya que suministra resultados confiables en un corto periodo de tiempo (Cabeza, 2011). Además del cumplimiento de las normas, este tipo de estudios es necesario para que las empresas conozcan el comportamiento de sus productos cada vez que se hagan cambios en condiciones que pueden influenciar negativamente los atributos de calidad de los alimentos, tal como su composición, las materias primas usadas, el proceso a que es sometido, el tipo o material de envase, las condiciones de almacenamiento y distribución y la manipulación (Man & Jones, 1994).. bdigital.ula.ve. Por otra parte este ensayo pone a la disposición de la Escuela de Nutrición y Dietética de la Universidad de Los Andes, una metodología practica para la determinación de la vida útil que puede ser adaptada y aplicada no solo a las bebidas, sino a todo tipo de productos alimentarios que se desarrollen en los laboratorios de dicha casa de estudio; lo cual, como ya se ha expuesto, es de suma importancia al momento de realizar un etiquetado.. 6.

(10) CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO. Antecedentes Los estudios que se describen a continuación, guardan relación con la investigación desarrollada: Una investigación realizada en Costa Rica titulada “Evaluación de la vida útil de una pasta de tomate mediante pruebas aceleradas por temperatura”, tuvo como objetivo estimar la vida útil de una pasta de tomate cuyos ingredientes. bdigital.ula.ve. principales son pulpa de tomate, agua y sal. Se utilizó el color como indicador de deterioro, debido a que es el atributo que en mayor grado es afectado por las condiciones de proceso y almacenamiento según la naturaleza de este alimento. El producto se almacenó a 40°C, 45°C. y 50°C durante 110. días, 120 días y 42 días, respectivamente. Se realizaron como mínimo 6 muestreos para cada temperatura y los resultados obtenidos se utilizaron para definir la cinética de esta reacción de deterioro. La cinética de la reacción encontrada era de orden cero y las constantes cinéticas obtenidas fueron 0,031día-1, 0,064 día-1, y 0,097 día-1, en orden creciente de temperatura. Con estas velocidades de reacción y el modelo de Arrhenius se obtuvo además un valor de la energía de activación de 95680 J/mol. La vida útil estimada del producto a 40ºC, 45°C y 50°C es de 150 días, 62 días y 44 días, respectivamente. Por último, se obtuvo una relación para estimar la vida útil de la pasta de tomate, cuya ecuación general es Vida útil= 10 (4,2590,053xT). La. ecuación. de. vida. útil. establecida. permite predecir. el. comportamiento del producto a diferentes condiciones de temperatura.

(11) que pueden encontrarse en las diferentes regiones del país (Baldizón, Chacón, & Molina, 2011). Otro estudio, realizado en Honduras titulado “Predicción de la vida útil de leche saborizada con chocolate con base en el conteo de psicrófilos, temperatura y ATECAL” fue llevado a cabo con el objetivo de elaborar una regresión matemática para poder predecir la vida útil en leche con chocolate. La importancia de conocer su vida de anaquel radica en comercializar un producto de calidad e inocuidad constante. Estos productos pueden ser afectados. por. diferentes. factores. tales. como:. Temperatura. de. almacenamiento en los cuartos fríos, la acidez inicial de la leche expresada en ATECAL y la cantidad de psicrófilos y psicrótrofos contenidos en la misma. Para predecir la vida de anaquel se analizaron los tres factores mencionados, evaluando 3 muestras de leche con chocolate con ATECAL en rangos de 0,20 y 0,27% correlacionándolo con el pH y el número de días en. bdigital.ula.ve. el que se alcanzaban esos niveles. Se realizó un panel sensorial de 25 panelistas no entrenados, con tres repeticiones, para evaluar los atributos de color,. aroma,. acidez. y. aceptación. general.. Se. analizaron. microbiológicamente 21 muestras de la leche entre los uno, tres, cinco, siete, nueve, once y trece días a 4 y 7°C. Se evaluó la cantidad de psicrófilos y psicrótrofos presentes, determinándose en el estudio que la calidad se mantiene constante hasta un nivel de ATECAL de 0,22%. Finalmente al combinar los tres factores mediante una regresión múltiple, se obtuvo una correlación alta positiva de 0,927. La ecuación obtenida fue: Vida de anaquel (días) = 65,13 - 287,33*ATECAL - 4,1x10-5*Cantidad de microorganismos psicrófilos/psicrotrofos (R2=0,862). Se determinó además que la diferencia en temperaturas de 4 y 7°C no fue un factor significativo en la vida de anaquel del producto (P>0,05). Se validó la ecuación con 12 muestras en diferentes días obteniendo valores similares entre los resultados obtenidos por la. 8.

(12) regresión y experimentalmente, obteniendo una correlación alta (R2=0.986) (Peña, 2009). Por último, una investigación realizada en Bogotá, Colombia, llamada “Estimación de la vida útil sensorial y fisicoquímica de la mayonesa baja en grasa”, tuvo como objetivo Identificar el comportamiento de la mayonesa baja en grasa “San Jorge”, a 37°C y a temperatura ambiente de almacenamiento, durante 8 semanas y de esta manera estimar la vida útil sensorial. El estudio se basó en la evaluación de un panel de 10 jueces que fueron entrenados durante 6 meses en evaluación de mayonesa y un grupo de 66 consumidores que realizaron dos pruebas hedónicas para las muestras de mayonesa baja en grasa almacenada a 37°C y 22°C. Se escogió la rancidez como descriptor crítico porque es la característica que más limita la vida útil de la mayonesa en general, debido a que aumenta con mayor rapidez durante su vida comercial (Navas, 2007).. bdigital.ula.ve Bases teóricas. La bebida achocolatada objeto de estudio está compuesta por leche pasteurizada, sólidos lácteos, cacao en polvo, extracto de malta, vainilla y estabilizantes. Puede ser considerada una leche aromatizada y/o leche saborizada, por el agregado de sustancias aromatizantes naturales o sintéticas de uso permitido por las autoridades sanitarias competentes, y sometido a tratamiento térmico adecuado, previo. a su envasado.. (Pasteurizadora Táchira, 2010) (COVENIN, 2001a) Las principales características de la bebida achocolatada son: Aspecto: homogéneo, muy fluido y sin separación de fases. Color: marrón oscuro.. 9.

(13) Olor: moderado aroma a chocolate, ligero olor a vainilla, libre de aromas extraños desagradables. Sabor: fuerte sabor a chocolate, ligero sabor a vainilla, libre de sabores extraños desagradables (Pasteurizadora Táchira, 2010).. Análisis Sensorial La división de evaluación sensorial del Instituto de Tecnólogos de Alimentos (IFT) de los Estados Unidos, lo define como “la disciplina científica utilizada para evocar, medir, analizar e interpretar las reacciones a aquellas características de alimentos y otras sustancias que son percibidas por los sentidos de la vista, olfato, gusto, tacto y oído” (Fiszman & Hough, 2005).. bdigital.ula.ve. Pruebas utilizadas en evaluación sensorial. Pruebas de discriminación Se deben usar cuando un investigador desea determinar si dos muestras son perceptiblemente diferentes. Estas pruebas pueden ser clasificadas en dos grupos principales: las pruebas de diferencia global y las pruebas para diferenciar atributos. Las pruebas de diferencia global son pruebas, como la de triángulo y la dúotrío, diseñadas para evaluar si los panelistas pueden detectar alguna diferencia entre las muestras, mientras que las pruebas para diferenciar atributos son aquellas en las que se evalúa si se encuentran diferencias en un atributo (o en unos pocos) en particular (Olivas, Nevarez, & Gastelum, 2009).. 10.

(14) Pruebas descriptivas Son las que permiten describir, comparar y valorar las características de las muestras en función de unas categorías o tipos (patrones) definidos previamente. Los resultados comprenden una descripción completa de los productos y proveen la base para determinar las características sensoriales que son importantes para la aceptabilidad. Dentro de las aplicaciones de este tipo de pruebas se encuentran: la monitorización. de. la. competencia,. la. realización. de. pruebas. de. almacenamiento, el desarrollo de nuevos productos y en especial, en el área de investigación, la identificación de diferencias sensoriales del producto que se correlacionan con diferencias en medidas instrumentales (Sancho, Bota, & De Castro, 1999).. bdigital.ula.ve. Pruebas afectivas. El principal propósito de los métodos afectivos es evaluar la respuesta (reacción, preferencia o aceptación) de consumidores reales o potenciales de un producto. Están basadas en el agrado o desagrado que provoca un producto o conjunto de productos. La elección de un ensayo de preferencia o aceptabilidad dependerá de los objetivos de la prueba. Si lo que se busca es comparar un producto con otro, ya sea en el mejoramiento del propio producto o buscando paridad con la competencia, entonces lo indicado es un ensayo de preferencia (de elección). Si lo que se busca es determinar el nivel de aceptación de varias muestras, lo indicado es un ensayo de aceptabilidad (Fiszman & Hough, 2005).. 11.

(15) Condiciones para el desarrollo de pruebas de evaluación sensorial Al utilizar personas como instrumentos de medición, es necesario controlar estrictamente todas las condiciones en las cuales se desarrollarán las pruebas, a fin de evitar los errores causados por factores psicológicos. Debido a que el objetivo de la evaluación sensorial es lograr la mayor confiabilidad posible en los resultados, Ibañez & Barcina (2001) y Navas (2007) indican que para realizar una evaluación sensorial adecuada se hace necesario contar con los siguientes factores: Lugar para realizar las pruebas: La norma ISO 8589 “Sensory AnálisisGeneral Guidance for the Design of Test Rooms” sirve de guía en la instalación de los lugares de ensayo para análisis sensorial. El lugar físico donde se realizan las pruebas debe diseñarse para maximizar los. bdigital.ula.ve. prejuicios del sujeto, maximizar su sensibilidad y eliminar las variables que no provengan del producto que se va evaluar. Es aconsejable utilizar un área de evaluación sensorial especial en la que se eviten distracciones y se puedan controlar todas las condiciones. Para la mayoría de las pruebas, los evaluadores deben emitir juicio sin dependientes, por eso se utilizan cabinas individuales para prevenir una posible comunicación entre ellos. Luz: debe ser uniforme, libre de sombras y de intensidad suficiente para evitar que influya en la apariencia del producto que se va a evaluar. Se debe buscar la iluminación que más se parezca a la del hogar, para que sea agradable y no afecte el estado de ánimo de los evaluadores. Hora: La hora del día en que se desarrollan las pruebas pueden influir en los resultados; los mejores momentos serían al finalizar la mañana y a la media tarde. Muestras: Los evaluadores pueden verse afectados por algunas características de los alimentos que son irrelevantes. Es por ello que debe. 12.

(16) lograrse que estas muestras, aunque provengan de distintos tratamientos sean idénticas en todas sus características. Es importante definir la temperatura de su evaluación. Para ensayos de aceptabilidad, lo mejor es servir las muestras a la temperatura que normalmente se consumen. Codificación: Los recipientes que contienen las muestras deben estar codificados preferiblemente usando números de tres dígitos elegidos aleatoriamente. Neutralizante: Durante la sesión de trabajo los evaluadores deben recibir algún agente para el enjuague de la boca entre las muestras. En general se utiliza agua a temperatura ambiente y/o galletas de soda. Entrenamiento: Brindar a los evaluadores conocimientos básicos de los productos que se van a evaluar, desarrollar su capacidad para detectar, reconocer y describir estímulos sensoriales. Entrenar a los evaluadores para que usen sus cualidades sensoriales y puedan llegar a ser expertos. bdigital.ula.ve. en el uso de métodos con productos particulares. Al comienzo del programa de entrenamiento se debe enseñar a los evaluadores la forma correcta de evaluar las muestras.. Motivación: Un factor importante es la motivación, ya que los evaluadores muchas veces pierden las ganas de evaluar antes que su capacidad.. Análisis Físico-químico Implica la caracterización de los alimentos desde el punto de vista físicoquímico, haciendo énfasis en la determinación de su composición química, es decir, en evaluar cuales sustancias están presentes en un alimento (proteínas, grasas, vitaminas, minerales, hidratos de carbono, contaminantes metálicos, residuos de plaguicidas, toxinas, antioxidantes, etc.) y en qué cantidades se encuentran estos compuestos (Zumbado, 2002).. 13.

(17) Análisis Microbiológico Actualmente son numerosos los microorganismos utilizados en la elaboración de alimentos; sin embargo, muchos otros intervienen en la descomposición de los mismos, ocasionando pérdidas económicas y, en algunos casos, hasta patologías e intoxicaciones que representan problemas de salud pública. De ahí la gran importancia que reviste la aplicación del análisis microbiológico de los alimentos en la industria (Vandevenne & Escola, 2002). Entre los microorganismos analizados en la bebida achocolatada se encuentran: Coliformes Totales: Son bacterias anaerobias y aerobias facultativas; gram positivas, capaces de fermentar la lactosa produciendo gas y ácido en 48 horas a 35 °C. El microorganismo de mayor relevancia dentro de este grupo es la E. coli, cuyo hábitat es el intestino del hombre y los animales. Este. bdigital.ula.ve. estudio debe ser aplicado a todo tipo de alimentos de consumo humano ya que la presencia de este tipo de bacterias supone un alto riego para la salud (Instituto interamericano de cooperación para la agricultura, 2001). Aerobios Mesófilos: Refieren la flora total, sin especificar tipos de gérmenes. Esta determinación refleja la calidad sanitaria de los productos analizados indicando, además de las condiciones higiénicas de la materia prima, la forma como fueron manipulados durante su elaboración (Pascual & Calderon, 2000). Levaduras: son microorganismos aerobios mesófilos que, en cinco días a 25°C, se desarrollan en la superficie del medio sólido, formando colonias mates o brillantes, presentando frecuentemente contorno regular y una superficie más o menos convexa. Mohos: Microorganismos aerobios mesófilos, filamentosos, que en la superficie de un medio solido a 25 °C, desarrollan colonias; este desarrollo. 14.

(18) puede proceder de la germinación de esporas o del crecimiento del crecimiento de fragmentos micelares (Vandevenne & Escola, 2002).. Estudio de vida útil Consiste en realizar una serie de controles preestablecidos en el tiempo, de acuerdo con una frecuencia establecida, hasta alcanzar el deterioro elegido como limitante o hasta alcanzar los límites prefijados. Los puntos clave al diseñar un ensayo de vida útil son el tiempo durante el cual se va a realizar el estudio siguiendo una determinada frecuencia de muestreo y los controles que se van a llevar a cabo sobre el producto hasta que presente un deterioro importante (Hough, 2005).. bdigital.ula.ve. Diseño del estudio. Selección de las condiciones del ensayo Para diseñar un estudio de Vida Útil (V.U.) hay que seleccionar la temperatura, humedad e iluminación que se van a emplear en el mismo, determinando si se van a usar condiciones normales o aceleradas. Si se va a realizar un ensayo acelerado hay que seleccionar tanto las temperaturas de ensayo del producto, como la temperatura de almacenamiento del control (testigo). (Gambaro, 2005).. Selección de los tiempos de muestreo Siempre se debe seleccionar un mínimo de seis tiempos de muestreo; si se ensayan menos tiempos, la confianza en la determinación de la VU disminuye.. 15.

(19) Existen diversas posibilidades: Seleccionar intervalos de tiempo de muestreo iguales. Incrementar el número de muestras en el período durante el cual sea más probable que el producto falle. Si se tiene una estimación del valor de Q10 (variación de la velocidad de la reacción de deterioro por cada diez grados centígrados) y se está realizando un ensayo a varias temperaturas, se puede emplear la siguiente fórmula:. Donde: f1 es la frecuencia a la temperatura alta T1; f2 es la frecuencia a la temperatura baja T2, y ΔT = T1 - T2. (Gambaro, 2005). bdigital.ula.ve. Determinación de los descriptores críticos. Un descriptor crítico es aquella característica que limita la VU del producto, ya sea por disminución durante la vida comercial (contenido en vitaminas, funcionalidad de un aditivo, carácter crujiente, olor típico, etc.) o por aumento del mismo (pardeamiento, carga microbiana, olor o sabor extraño, sabor rancio, etc.).. Determinación del número de muestras necesarias para el ensayo La determinación del número de muestras es un punto crítico en el caso de pruebas sensoriales ya que en ellas se usa una cantidad importante de muestras (véanse más adelante los cálculo de cantidad de muestra necesaria en los diseños experimentales básico y escalonado).. Diseño experimental Existen dos tipos de diseños aplicables a los estudios de VU: el diseño básico y el diseño escalonado.. 16.

(20) Diseño básico: Consiste en almacenar un lote de muestra en las condiciones seleccionadas e ir haciendo un muestreo en los tiempos prefijados. En cada muestreo se realizan todos los análisis correspondientes. Diseño escalonado: Consiste en almacenar diferentes lotes de producción en las condiciones seleccionadas a diferentes tiempos, de forma de obtener en un mismo día todas las muestras con los diferentes grados de deterioro y en ese día analizarlas.. Selección del criterio de falla Se puede establecer el punto final sensorial como una disminución específica de la aceptabilidad o un cambio perceptible en el producto en uno o más atributos críticos (Labuza, 1994).. bdigital.ula.ve Definición de Términos Básicos. Aceptación: Acto, individual o colectivo, de aceptar un producto para su consumo. Acidez: Propiedad organoléptica de los compuestos puros o de sus mezclas, cuya degustación provoca un sabor ácido. Aroma: Propiedad organoléptica perceptible mediante el órgano olfativo por vía directa o retronasal durante la degustación. Aspecto: Conjunto de propiedades visibles de una sustancia o de un objeto. Color: Sensación producida por la estimulación de la retina mediante ondas luminosas de longitud de ondas variables.. 17.

(21) Organoléptico: Califica toda propiedad de un producto susceptible a ser percibida por los órganos de los sentidos. Sabor: Sensaciones percibidas como consecuencia del estimulo de las papilas gustativas por algunas sustancias solubles. Textura: Conjunto de propiedades, mecánicas, geométricas y de superficie de un producto, perceptibles mediante mecano receptores (Sancho, Bota, & De Castro, 1999). bdigital.ula.ve. 18.

(22) CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO. Tipo de investigación El presente estudio fue de tipo pre-experimental; consistió en hacer seguimiento de una bebida achocolatada, empleando para ello un panel sensorial entrenado, así como equipos y técnicas de análisis fisicoquímicos y microbiológicos para determinar su vida útil y estimar el comportamiento del producto a diferentes temperaturas por medio de extrapolación de los datos. bdigital.ula.ve. obtenidos.. Diseño de la investigación Se realizó siguiendo una determinada frecuencia de controles que se llevaron a cabo sobre muestras de bebida achocolatada que se almacenaron en condiciones seleccionadas,. hasta que presentaron un deterioro. importante. Para cada momento de control se programaron pruebas de análisis microbiológico, fisicoquímico y sensorial de manera simultánea.. Muestra Para llevar a cabo el estudio se seleccionó una muestra no probabilística de 60 litros de bebida achocolatada, envasada en su presentación comercial de 1 litro en envase Tetrapac. Las muestras fueron tomadas con un máximo de 24h desde el momento de su elaboración, de tres lotes con fechas de.

(23) elaboración diferentes, que posteriormente se dividieron y almacenaron en dos neveras a 8 °C y 14 °C. Por otra parte se seleccionaron 9 jueces entrenados que conocían bien las características organolépticas de la bebida achocolatada para que la evaluaran mediante pruebas descriptivas y afectivas (aceptación y nivel de agrado). Para escoger a los panelistas más idóneos se tomaron en cuenta los siguientes criterios de inclusión y exclusión: Criterios de Inclusión: aquellos panelistas entrenados que se mantengan activos y se declaren consumidores habituales del producto (más de 2 veces por semana), que decidan participar en el estudio de manera voluntaria y tengan más de un año de experiencia en evaluación sensorial. Criterio de Exclusión: aquellos que no estén familiarizados con el producto y/o rechacen la muestra fresca (muestras con menos de un día de. bdigital.ula.ve. envasadas).. Instrumentos y técnicas de recolección de datos Análisis Sensorial: El formato diseñado para la evaluación sensorial (Anexo 1) consta de un área de identificación, seguido de las instrucciones para el llenado del formulario y 15 características organolépticas clasificadas y tabuladas, que debieron ser calificadas según 2 escalas: Intensidad: Nada/No perceptible (0); Comienza a ser perceptible (1); Débil (2); Moderado (3); Fuerte (4); Muy Fuerte (5). Nivel de agrado: Me disgusta extremadamente (1); Me disgusta mucho (2); Me disgusta moderadamente (3); Me disgusta levemente (4); Me es indiferente (5); Me gusta levemente (6); Me gusta. 20.

(24) moderadamente (7); Me gusta mucho (8); Me gusta extremadamente (9). Finalmente se presentó una pregunta cerrada la cual fue respondida eligiendo si aceptan o rechazan de manera global cada una de las muestras suministradas. (Pasteurizadora Táchira, 2010) Análisis fisicoquímico: se aplicaron pruebas dirigidas a conocer la composición del producto y sus posibles cambios en el tiempo, con el propósito de reforzar los resultados de las evaluaciones sensoriales: °Brix: Este análisis permite conocer la concentración de sacarosa en 100g del producto. El procedimiento consiste en agregar una pequeña cantidad de muestra con ayuda de una pipeta en un refractómetro digital modelo “PAL” de marca. ATAGO®, obteniendo un resultado de manera automatizada. (Pasteurizadora Táchira, 2010).. bdigital.ula.ve. Viscosidad:. Fue. evaluada. de. manera. automatizada. mediante. un. viscosímetro rotacional de lectura digital modelo “DV-E” de marca Brookfield®. El aparato debe calibrarse según el producto a evaluar ajustando las revoluciones por minuto y cambiando el número de aguja según corresponda. Deben colocarse aproximadamente 200mL de muestra en un envase de vidrio e introducir la aguja del equipo a la profundidad indicada, obteniendo un resultado al cabo de aproximadamente 5 minutos (Pasteurizadora Táchira, 2010). pH: El potencial de hidrogeniones es inversamente proporcional a la acidez del producto. Se mide utilizando un potenciómetro o también llamado pHmetro modelo “HI-112” de marca HANNA®. El resultado suministrado por el equipo se basa en la diferencia de potencial entre los 2 electrodos sumergidos en la muestra (Pasteurizadora Táchira, 2010).. 21.

(25) Densidad: Se determinó relacionando empíricamente el volumen y el peso. Se pesó en una balanza analítica digital 100mL de muestra contenida en un cilindro graduado, previamente temperada a 20°C. El resultado obtenido se expresó en g/mL (Pasteurizadora Táchira, 2010). Análisis Microbiológico: De manera paralela al análisis sensorial y físico-químico se hizo seguimiento microbiológico para hallar la relación entre el deterioro del producto y la actividad de ciertos microorganismos. El procedimiento consistió en sembrar 1 mL de las muestras, de manera directa o diluida, en láminas de petrifilm específicas, debidamente rotuladas. (COVENIN, 1989). Dichas muestras fueron posteriormente incubadas de la siguiente manera: Coliformes Totales: se incubaron a 35 ± 1°C por 24h ± 2h. El resultado se obtuvo al contar las colonias de color rojo con presencia. bdigital.ula.ve. de gas a su alrededor (COVENIN, 1997a; 1997b).. Mohos y levaduras: se incuban a 25°C por 3 a 5 días. El resultado se obtuvo al contar las colonias observadas de color verde (en el caso de las levaduras) y pardo oscuro (si había presencia de mohos) (COVENIN, 1990). Aerobios Mesófilos: se incubaron a 32 ± 1°C por 48h ± 3h. El resultado se obtuvo al contar las colonias observadas de color verde (COVENIN, 1997c). Los resultados se expresaron en unidades formadoras de colonias por mililitro de muestra (UFC/mL), multiplicando esto por el número de diluciones aplicadas según el caso.. Procesamiento y análisis de los datos Se utilizaron regresiones lineales y coeficientes de correlación de Pearson para relacionar las diferentes características del producto con el tiempo y el. 22.

(26) porcentaje de rechazo. Todo esto con el propósito de identificar la variable más relevante en el proceso de deterioro (aquella que presentara mayor variación en el tiempo y mayor vínculo con el rechazo de los consumidores) (Martinez, 2012). Una vez determinado el indicador de deterioro, se aplicó la ecuación de Arrhenius para calcular la energía de activación, a través de la cual se pudo finalmente estimar el tiempo de vida útil del producto a diversas temperaturas de almacenamiento. Esta ecuación está basada en modelos de cinética de las reacciones químicas implicadas en el proceso de deterioro de los alimentos (Canales, Hernandez, Meraz, & Peñalosa, 1999). Ecuación 1…. Dónde:. bdigital.ula.ve. k será la constante cinética; A: factor preexponencial;. Ea: energía de activación, expresada en J/mol; R: constante universal de los gases.. 23.

(27) CAPÍTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIÓN. Para la identificación de la variable de deterioro o característica del producto cuya variación tuvo mayor influencia en la aceptación de los consumidores, se realizó un seguimiento de todos los atributos, tanto positivos como negativos, propios de la naturaleza de este tipo de producto, obteniendo como resultado 15 variables sensoriales, 3 fisicoquímicas y 3 microbiológicas.. bdigital.ula.ve Variables sensoriales. Color La percepción del color del producto no sufrió alteraciones significativas a lo largo del tiempo (Figura 1), por lo que el nivel de agrado se mantuvo constante, con un puntaje promedio de 6,6 ± 0,5 (me gusta moderadamente), durante todo el estudio según los evaluadores (Figura 2). Todo esto aunado a la no correlación con la variable “porcentaje de rechazo” (R²=0) permitió determinar que el color no es una variable de deterioro para este producto.. 24.

(28) 5 R² = 0,0823. Intensidad. 4 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 1. Intensidad del color de la bebida achocolatada en el tiempo. 9. R² = 0,0491. Nivel de agrado. 8 7 6 5 4. bdigital.ula.ve. 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 2. Nivel de agrado del color de la bebida achocolatada en el tiempo.. Grumosidad A pesar de que en la bebida achocolatada puede llegar a observarse formación de coágulos a partir de la grasa natural de la leche, como consecuencia de una mala homogenización durante el proceso, o de una mal proceso de mezclado de los Ingredientes de la bebida, este atributo se. 25.

(29) consideró nulo para este estudio ya que el panel no encontró presencia de grumos en ninguna de las muestras evaluadas en ningún momento durante el transcurso del estudio.. Viscosidad Como se aprecia en la Figura 3, este atributo tubo una leve variación con tendencia al aumento. La conducta observada es típica en este tipo de productos debido a que los microorganismos presentes forman sustancias que causan un espesamiento progresivo. Sin embargo, al medir el nivel de agrado de la viscosidad, este aumentó ligeramente (Figura 4), indicando que un cuerpo o textura más viscosa resulta ser más atractivo para los consumidores.. 5. Intensidad. 4. bdigital.ula.ve R² = 0,4966. 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 3. Intensidad de la viscosidad de la bebida achocolatada en el tiempo.. 26.

(30) 9. Nivel de agrado. 8. R² = 0,2614. 7 6 5 4 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 4. Nivel de agrado de la viscosidad de la bebida achocolatada en el tiempo.. Aroma a Vainilla La vainilla es utilizada como aditivo para realzar el sabor del producto, su. bdigital.ula.ve. presencia aporta un discreto aroma que mejora el perfil organoléptico. Sin embargo, a medida que se aproxima el final de la vida útil aparecen olores desagradables que atenúan parcial o totalmente su percepción. La Figura 5 muestra esta situación; sin embargo, al no ser una característica fundamental del producto, el nivel de agrado disminuye pero sin llegar a causar desagrado en el consumidor siendo la calificación más baja obtenida de 5 (Figura 6). La correlación entre el aroma a vainilla y el porcentaje de rechazo fue mínima, permitiendo descartarla como variable significativa de deterioro (R²=0,4).. 27.

(31) 5. Intensidad. 4 R² = 0,371. 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 5. Intensidad del aroma a vainilla de la bebida achocolatada en el tiempo.. 9. bdigital.ula.ve. Nivel de agrado. 8. R² = 0,8302. 7 6 5 4 3 2 1 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 6. Nivel de agrado del aroma a vainilla de la bebida achocolatada en el tiempo.. Aroma a Chocolate Del mismo modo que el aroma a vainilla, la aparición de aromas extraños tiende a disminuir la percepción del aroma a chocolate, aun cuando este es uno de los atributos más intensos y característicos del producto (Figura 7).. 28.

(32) Por otra parte aunque el nivel de agrado del atributo disminuyó (Figura 8), su correlación con el porcentaje de rechazo puede considerarse “regular” ya que su coeficiente es de R²=0,77, convirtiéndolo en una variable de deterioro poco relevante.. 5 R² = 0,4907. Intensidad. 4 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. bdigital.ula.ve. Figura 7. Intensidad del aroma a chocolate de la bebida achocolatada en el tiempo.. 9. R² = 0,4217. Nivel de agrado. 8 7 6 5 4 3 2 1 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 8. Nivel de agrado del aroma a chocolate de la bebida achocolatada en el tiempo.. 29.

(33) Aroma Ácido La aparición del aroma ácido está estrechamente relacionado con la proliferación de microorganismos, ya que son estos los responsables de la producción de ácido láctico, gases y otras sustancias a partir del metabolismo de los carbohidratos disponibles (sacarosa y lactosa), lo que finalmente modifica moderadamente la composición y por ende la percepción sensorial del alimento. Esta relación se observará mejor cuando se analicen las variables microbiológicas. En la Figura 9 se observa un claro aumento de este atributo a partir del día 8, alcanzando eventualmente una intensidad de 2 en la escala, al tiempo que el nivel de agrado disminuye (Figura 10); al correlacionar estos datos con el porcentaje de rechazo se obtuvo un coeficiente de R²=0,98 (Excelente), revelando que el aroma ácido es un buen indicador de la finalización de la vida útil del producto.. 5. bdigital.ula.ve. Intensidad. 4 R² = 0,7228. 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 9. Intensidad del aroma ácido de la bebida achocolatada en el tiempo.. 30.

(34) 9 R² = 0,5307. Nivel de agrado. 8 7 6 5 4 3 2 1 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 10. Nivel de agrado del aroma ácido de la bebida achocolatada en el tiempo.. Aroma fermentado. bdigital.ula.ve. El aroma fermentado comparte el mismo origen que el aroma ácido, por lo que se esperaba su aparición en proporciones similares; sin embargo, tal y como se observa en la Figura 11, este fue mucho menos percibido por los panelistas. En cuanto a la escala hedónica aplicada de forma individual, los evaluadores no manifestaron disgusto a los niveles de aroma fermentado presentes (Figura 12). El coeficiente de correlación entre esta variable y el porcentaje de rechazo fue de R²=0,78 (Regular).. 31.

(35) 5. Intensidad. 4 3 R² = 0,7561 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 11. Intensidad del aroma fermentado de la bebida achocolatada en el tiempo.. 9 R² = 0,2909. Nivel de agrado. 8 7 6 5 4 3. bdigital.ula.ve. 2 1 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 12. Nivel de agrado del aroma fermentado de la bebida achocolatada en el tiempo.. Sabor a chocolate Este atributo es el más perceptible en este tipo de producto y su intensidad característica pudo solapar la aparición de otros sabores considerados extraños, tal y como se ha concluido en estudios similares (Peña, 2009); en la Figura 13, se aprecia que esta propiedad se mantuvo estable en el tiempo con una intensidad que osciló entre 3 y 4 (De moderado a fuerte), y un nivel. 32.

(36) de agrado de 6,8 ± 0,5 (Gustó de leve a moderadamente), como se puede apreciar en la Figura 14. Se obtuvo una correlación de R²=0,07 entre la variable sabor a Chocolate y el porcentaje de rechazo de los panelistas. 5 R² = 0,0046. Intensidad. 4 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 13. Intensidad del sabor a chocolate de la bebida achocolatada en el tiempo.. bdigital.ula.ve 9. R² = 0,0723. Nivel de agrado. 8 7 6 5 4 3 2 1 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. Figura14. Nivel de agrado del sabor a chocolate de la bebida achocolatada en el tiempo.. 33. 18.

(37) Sabor a vainilla La intensidad del sabor a vainilla también se mantuvo constante a lo largo del estudio, con un puntaje promedio de 1,9 ± 0,2 (Figura 15). De igual manera el nivel de agrado tampoco sufrió alteraciones significativas (6,2 ± 0,4) presentando un R²=0,03 (Figura 16). 5 4 Intensidad. R² = 0,0012 3 2 1 0. bdigital.ula.ve. 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 15. Intensidad del sabor a vainilla de la bebida achocolatada en el tiempo. 9 Nivel de agrado. 8 R² = 0,031. 7 6 5 4 3 2 1 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 16. Nivel de agrado del sabor a vainilla de la bebida achocolatada en el tiempo.. 34.

(38) Sabor a leche En la Figura 17 se puede observar que como la leche es el principal ingrediente del producto, su sabor perduró con una intensidad entre 2,5 ±0,3 con una ligera tendencia a la baja. Aunque su nivel de agrado también tuvo tendencia a disminuir (Figura 18), este atributo tampoco pudo ser considerado como variable de deterioro ya que su correlación con el porcentaje de rechazo es de R²=0,46.. 5. Intensidad. 4. R² = 0,3885. 3 2 1 0. bdigital.ula.ve. 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 17. Intensidad del sabor a leche de la bebida achocolatada en el. Nivel de agrado. tiempo.. 9 8 7 6 5 4 3 2 1. R² = 0,3868. 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 18. Nivel de agrado del sabor a leche de la bebida achocolatada en el tiempo.. 35.

(39) Sabor dulce A pesar de que los procesos de fermentación y de producción de ácido son producidos por el metabolismo bacteriano de los carbohidratos, el sabor dulce no sufrió alteraciones importantes en su intensidad o nivel de agrado (Figuras 19 y 20), de manera que fue descartada como variable de deterioro (correlación con porcentaje de rechazo: R²=0,2). 5 R² = 0,2625. Intensidad. 4 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. bdigital.ula.ve. 18. Figura 19. Intensidad del sabor a dulce de la bebida achocolatada en el tiempo.. 9 Nivel de agrado. 8. R² = 0,2204. 7 6 5 4 3 2 1 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 20. Nivel de agrado del sabor a dulce de la bebida achocolatada en el tiempo.. 36.

(40) Sabor Ácido Aunque el sabor y el aroma ácido deberían presentarse en proporciones parecidas, al observar el comportamiento del sabor ácido en el tiempo (Figura 21), resultó que este tiende a percibirse de manera tardía con respecto al aroma ácido. Esto hace evidente que los consumidores rechazan el producto por aroma ácido desagradable antes de que el sabor sufra alteraciones notorias. Lo anterior puede deberse a que el sabor a chocolate es más fuerte que el aroma, enmascarando los sabores extraños por un tiempo prolongado. Sin embargo, para el día 16 del estudio ya el sabor ácido es percibido considerablemente por los panelistas, lo cual disminuye significativamente su nivel de agrado (Figura 22). 5 4. bdigital.ula.ve. Intensidad. R² = 0,2898. 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8. 10. 12. 14. 16. 18. Tiempo (dias). Figura 21. Intensidad del sabor ácido de la bebida achocolatada en el tiempo.. 37.

(41) 9 Nivel de agrado. 8 R² = 0,1777. 7 6 5 4 3 2 1 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 22. Nivel de agrado del sabor ácido de la bebida achocolatada en el tiempo.. Sabor amargo El sabor amargo es un atributo estándar de este tipo de producto, puesto. bdigital.ula.ve. que el cacao en polvo es uno de los ingredientes fundamentales en la formulación. A lo largo de la vida útil de la bebida achocolatada, se reportaron escasas variaciones y una ligera tendencia al aumento (Figura 23), sin llegar a afectar el nivel de agrado hacia este sabor, manteniendo una calificación positiva de 6,7 ± 0,4 según el panel entrenado (Figura 24). 5 R² = 0,3562. Intensidad. 4 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 23. Intensidad del sabor amargo de la bebida achocolatada en el tiempo.. 38.

(42) Nivel de agrado. 9 8 7 6 5 4 3 2 1. R² = 0,0001. 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 24. Nivel de agrado del sabor amargo de la bebida achocolatada en el tiempo.. Sabor a fermentado Es de esperarse que en todos los alimentos que contengan una alta. bdigital.ula.ve. concentración de carbohidratos se perciba un sabor a fermentado cuando se acerca el final de su vida útil, indicando que se están llevando a cabo procesos de degradación por acción de microorganismos. Aunque la bebida achocolatada tiene una alta adición de sacarosa, el sabor característico del proceso de fermentación fue poco perceptible y no afectó el nivel de agrado en el tiempo.R²=0,08 (Figuras 25 y 26). 5 Intensidad. 4. R² = 0,2498. 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 25. Intensidad del sabor a fermentado de la bebida achocolatada en el tiempo.. 39.

(43) Nivel de agrado. 9 8 7 6 5 4 3 2 1. R² = 0,0824. 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 26. Nivel de agrado del sabor a fermentado de la bebida achocolatada en el tiempo.. Regusto (Sabor Residual) Al evaluar este atributo se pretendió englobar todos los sabores. bdigital.ula.ve. residuales, tanto agradables como desagradables, que permanecen en la boca aun después de tragar el producto. Aunque la percepción de regusto pareció aumentar con el paso del tiempo (Figura 27), no hubo cambios en el nivel de agrado (6,5 ± 0,2), incluso cuando el alimento finalizó su vida útil, demostrando que este no puede tomarse como indicativo de deterioro en la bebida achocolatada (Figura 28). 5 R² = 0,213. Intensidad. 4 3 2 1 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 27. Intensidad del regusto de la bebida achocolatada en el tiempo. 40.

(44) Nivel de agrado. 9 8 7 6 5 4 3 2 1. R² = 0,0006. 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 28. Aceptación del regusto de la bebida achocolatada en el tiempo.. Aceptación global Esta variable se refiere a la apreciación generalizada de todas las características organolépticas del producto, las cuales llevan al consumidor a decidir si el alimento es agradable o no para el consumo. La Figura 29 fue. bdigital.ula.ve. construida a partir de los datos del ítem “aceptación global”, en el cual los panelistas debían responder de manera cerrada (si o no) si consumirían la muestra de bebida. Se observa que después del día 9 comienza a manifestarse rechazo, superando el 40% para el día 15 de vida útil. 100% 90%. % Rechazo. 80% 70% y = 0,049x - 0,2273. 60% 50%. Rechazo. 40%. Lineal (Rechazo). 30% 20% 10% 0% 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (días). 12. 14. 16. 18. Figura 29. Porcentaje de rechazo hacia el producto a través del tiempo.. 41.

(45) Variables microbiológicas. Coliformes totales El tamaño de la muestra estudiada no suministró información concluyente que permitiera establecer una relación entre el conteo de coliformes y el tiempo de vida útil, ya que el desarrollo de este grupo de bacterias fue heterogéneo entre los diferentes lotes estudiados a pesar de que en todas las muestra frescas se registraron < 1 UFC/mL (Figura 30); asimismo, se observaron tiempos de vida útil similares en los grupos de muestras que contenían mayor número de coliformes y las que se encontraban a niveles seguros. Además, en aquellos lotes a 8°C donde se registraron niveles altos de contaminación por este tipo de microorganismos al momento de su finalización, su homologo a 14°C no caducó en las mismas condiciones. bdigital.ula.ve. (finalizaron con< 1 UFC/mL), indicando que no es esta la causa de las características desagradables percibidas. 3,5E+06 3,0E+06 ufc/mL *10. 2,5E+06 2,0E+06 1er Lote. 1,5E+06. 2do Lote. 1,0E+06. 3er Lote. 5,0E+05 0,0E+00 0. 2. 4. 6. 8 10 12 Tiempo (dias). 14. 16. 18. Figura 30. Conteo de coliformes totales expresado en Unidades Formadoras de Colonias presentes en la bebida achocolatada a través del tiempo.. 42.

(46) Mohos y levaduras El conteo de mohos se mantuvo por debajo de 10 UFC/mL a lo largo del tiempo. Sin embargo, hacia el final de la vida útil (Figura 31), las levaduras alcanzaron cantidades muy por encima de los parámetros estipulados por la empresa (<50 UFC/mL); esto parece indicar una posible relación de esta variable con el rechazo por parte de los panelistas. Al aplicar el coeficiente de correlación este resultó igual a 0,84. 700 600. ufc/mL. 500 400 Levaduras. 300. bdigital.ula.ve 200. Mohos. 100. 0. 0. 5. 10. 15. 20. Tiempo (dias). Figura 31. Conteo de Unidades Formadoras de Colonias de mohos y levaduras presentes en la bebida achocolatada en el tiempo.. 43.

(47) Aerobios Mesófilos La Figura 32 muestra el conteo de Unidades Formadoras de Colonias presentado en logaritmo base 10 para hacer visible el crecimiento exponencial de los aerobios mesófilos de forma lineal a lo largo de la vida útil del producto. El nivel máximo estipulado por la empresa (< 2,0E+3 UFC/mL) es superado aproximadamente durante el día 4 de almacenamiento a 8°C. Este comportamiento fue similar en todos los lotes observados y se presentó acelerado en las muestras sometidas a 14°C, alcanzando hasta 3,7E+9 UFC/mL en 7 días. En este grupo de microorganismos se encuentra englobada una gran cantidad de bacterias que pueden desarrollarse a 30°C, incluyendo todos los géneros bacterianos considerados patógenos, que además de deteriorar el alimento pueden representar un riesgo para la salud por lo que no se conocen niveles seguros para el consumo humano. Tomando esto en cuenta, puede establecerse una correlación aceptable al. bdigital.ula.ve. hacer la comparación con el porcentaje de rechazo (R²=0,85), por lo que podría decirse que la presencia de uno de estos microorganismos no diferenciados es el motivo de finalización del producto. 12. Log (ufc/mL). 10 8 6 4 2 0 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 32. Conteo de UFC/mL de aerobios mesófilos presentes en la bebida achocolatada Vs el tiempo. 44.

(48) Variables físico-químicas Densidad Tal y como se muestra en la Figura 33, la densidad se mantuvo constante a través del tiempo siendo sus variaciones poco significativas (1,048 g/mL ± 0,004). Esta medición se aplica como parte de una rutina de control de calidad al producto terminado y aunque su valor debe estar dentro de un parámetro estandarizado, se evaluaron muestras ligeramente por debajo del límite establecido, pero sin reflejarse cambios perceptibles a nivel sensorial.. 1,100. g/mL. 1,080 1,060. bdigital.ula.ve. 1,040. Densidad. 1,020. Lineal (Densidad). 1,000 0. 2. 4. 6. 8 10 12 Tiempo (dias). 14. 16. 18. Figura 33. Densidad de la bebida achocolatada Vs el tiempo.. Grados Brix La concentración de sacarosa medida en grados Brix (°Bx) se mostró relativamente constante durante la vida útil del producto, con un valor medio de 17,65 ± 0,32 (Figura 34), esto quiere decir que por cada 100 mL de la bebida estudiada existe un contenido de aproximadamente 18 g de azúcar. Aunque. esto. excede. el. consumo. 45. diario. de. carbohidratos simples.

(49) recomendado para la población venezolana el cual es de 25 g/1000Kcal (INN, 2012), se ajusta a las especificaciones pautadas por el fabricante. 20,00 19,50 19,00. Bx. 18,50 18,00. Brix. 17,50 Lineal ( Brix). 17,00 16,50 16,00 0. 2. 4. 6. 8 10 12 Tiempo (dias). 14. 16. 18. Figura 34. Medición de grados Brix en la bebida achocolatada a través. bdigital.ula.ve del tiempo.. pH En cuanto al pH, se observa un claro descenso que se pronuncia durante el día 15 de Vida útil (Figura 35), estos resultados están directamente relacionados con el aroma ácido como principal indicador de deterioro sensorial (R²=0,9). Esto se debe a que dicha medida es inversamente proporcional a la acidez de una sustancia, por tanto puede ser utilizada para dar soporte y precisión al resultado de la evaluación del panel entrenado. La correlación con el porcentaje de rechazo se considera excelente (R²=0,92). 46.

(50) 7,00 R² = 0,5166 6,80 6,60 pH. pH 6,40. Lineal (pH). 6,20 6,00 0. 2. 4. 6. 8 10 Tiempo (dias). 12. 14. 16. 18. Figura 35. Comportamiento del pH en la bebida achocolatada a través del tiempo.. bdigital.ula.ve Cálculo de la vida útil. Selección de la variable indicadora de deterioro Después de hacer seguimiento de todas las características del producto mediante diferentes análisis de rutina, haciendo énfasis en las variables sensoriales (por ser las causantes directas de la disminución de la aceptación global del producto), se pudo realizar un descarte basado en la evaluación de la conducta de cada variable a lo largo del tiempo (tanto de su intensidad como el nivel de agrado) y la aplicación de coeficientes de correlación de Pearson para contrastar cada variable con el porcentaje de rechazo (Tabla 1), obteniéndose como resultado:. 47.

(51) Tabla 1. Coeficiente de correlación de Pearson de las diferentes variables con respecto al porcentaje de rechazo. Tipo de variable. Sensoriales. Variables. Índice de correlación. Color. 0. Grumosidad. 0. Viscosidad. 0,63. Aroma a vainilla. 0,40. Aroma a chocolate. 0,77. Aroma ácido. 0,98. Aroma a fermentado. 0,78. Sabor a chocolate. 0,25. Sabor a vainilla. 0. Sabor a leche. 0,46. Sabor a dulce. 0,20. Sabor ácido. 0,75. Sabor amargo. 0,21. Sabor a fermentado. 0,78. Regusto. 0,27. Aerobios Mesófilos. 0,85. Coliformes Totales. _*. Mohos. 0. bdigital.ula.ve. Microbiológicas. Fisicoquímicas. Levaduras. 0,84. Densidad. 0,03. °Brix. 0,10. pH. 0,51. *No pudo establecerse una correlación por las discrepancias entre las muestras encontradas durante el análisis microbiológico.. 48.

(52) El “Aroma ácido” fue la característica sensorial que sufrió mayor cambio en el tiempo y a su vez mostró una gran relación con respecto al rechazo (R²=0,98). Además fue el primer defecto perceptible en el producto y uno de los que se pudo evaluar por mayor tiempo por solo involucrar el sentido del olfato. Los cultivos de Aerobios Mesófilos mostraron la actividad más relevante con un crecimiento sostenido y proporciones similares en todas las muestras evaluadas, la relación con el porcentaje de rechazo fue R²=0,85. Las variaciones más significativas en los análisis fisicoquímicos fueron las de pH, ya que su comportamiento es inversamente proporcional al grado de acidez del producto (correlación con el porcentaje de rechazo igual a 0,92).. bdigital.ula.ve. Determinación del Punto de Corte. Tras determinar que la variable “Aroma ácido” es la que más influye en el rechazo de los consumidores, se graficó la intensidad a la que se percibió esta propiedad a lo largo de la vida útil en función del porcentaje de rechazo para conocer a qué intensidad del aroma se produce el 45% del rechazo (basándose en los estándares utilizados en estudios similares citados en la bibliografía). Según la fórmula de la recta en la Figura 36, esto se produce cuando la intensidad es de 1,054 (comienza a ser perceptible) (Fiszman & Hough, 2005).. 49.

(53) 100% 90%. y = 0,4276x - 0,0008 R² = 0,9771. % Rechazo. 80% 70% 60% 50%. Aroma Acido. 40% 30%. Lineal (Aroma Acido). 20% 10% 0% 0. 1. 2. 3. 4. 5. Intensidad. Figura 36. Intensidad del aroma ácido vs porcentaje de rechazo.. bdigital.ula.ve. Cálculo de las constantes de velocidad de reacción (K). Al ubicar el punto de corte (intensidad 1,054) en la gráfica que contrasta la intensidad del “aroma ácido” con el tiempo (Figura 9) se revela que aproximadamente a los 14 días de almacenamiento es que el 45% de los panelistas rechazan el producto por presencia de este defecto a 8°C, lo cual significa el final de la vida útil del producto; posteriormente se repitió el procedimiento a 14°C haciendo enfoque en los aromas, percibiéndose el aroma acido desagradable en un menor tiempo y con mayor intensidad que en las muestras a 8°C (Figura 37).. 50.

(54) 5. Intensidad. 4 3. A. Acido (8 C). 2. A. Acido (14 C). 1 0. 0. 2. 4. 6. 8 10 12 Tiempo (dias). 14. 16. 18. Figura 37. Intensidad del aroma ácido a las temperaturas de almacenamiento.. bdigital.ula.ve. Una vez determinados los tiempos de finalizaciones de vida útil (expresados en días) a cada temperatura de estudio, se procedió a calcular la velocidad a la cual el aroma ácido alcanzó una intensidad de 1,054, según el panel entrenado, aplicando la Ecuación 2.. …Ecuación 2. Dónde: A = calidad del factor medido, t = tiempo, k = constante de la velocidad de reacción, dependiente de la temperatura, n = exponente indicativo del orden de reacción, = la proporción del cambio de A en función del tiempo.. 51.

(55) Tomando en cuenta que se trata de una variable de primer orden (n=1) por su conducta no lineal, la ecuación anterior se adapta de forma lineal incorporando logaritmos naturales de la siguiente manera:. Ln(A) = Ln(A0) –kt. ...Ecuación 3.. Los resultados fueron: k a 8°C = 0,003817 -día k a 14°C = 0,01131 -día. Calculo de la energía de activación Al obtener las constantes de velocidad de reacción a 8°C y 14°C, se pudo. bdigital.ula.ve. representar gráficamente la ecuación de Arrhenius linealizada mediante logaritmos (Ecuación 4). En la Figura 37, resultante del cruce de la inversa de la temperatura (1/T) y los logaritmos naturales de k (Ln (k)), la pendiente será igual a la energía de activación (m=EA/R) (Tabla 2). ...Ecuación 4.. Finalmente, mediante la fórmula de la recta, visible en la Figura 38, puede hallarse las constantes de velocidad a otras temperaturas diferentes a las del estudio (Ecuación 5). Conociendo este dato es posible hacer estimaciones de la vida útil (Tabla 3), determinando la variable tiempo (t) al despejarse la Ecuación 3 (Ecuación 6). ...Ecuación 5.. 52.

(56) Tabla 2. Datos para la construcción de la Figura 38. T(°C). T(°K). 1/T. k. Ln(k). 8. 281. 0,00356. 0,003817. -5,5684. 14. 287. 0,00348. 0,01131. -4,48205. 1/T 0 0,00348. 0,00350. 0,00352. 0,00354. 0,00356. 0,00358. -1. Ln(K). -2. bdigital.ula.ve. y = -14602x + 46,395. -3 -4. Energia de Activacion. -5 -6. Figura 38. Logaritmo de la constante de velocidad de reacción (k) vs. la inversa de la temperatura (1/T).. …Ecuación 6.. 53.

(57) Tabla 3. Tiempo de vida útil de la bebida achocolatada a otras temperaturas. T(°C) T(°K) 1/T Ln (k) k 5 278 0,00360 -6,129552 0,00217756 7 280 0,00357 -5,7543767 0,00316888 9 282 0,00355 -5,3845229 0,00458703 11 284 0,00352 -5,0198784 0,00660533 13 286 0,00350 -4,6603338 0,0094633 15 288 0,00347 -4,3057829 0,01349032 *t V.U.: tiempo aproximado de vida útil expresado en días.. tV.U.* (días). bdigital.ula.ve. 54. 24 17 11 8 6 4.

(58) CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Conclusiones De acuerdo a los objetivos propuestos se pueden destacar las siguientes conclusiones: El resultado de mayor interés para el fabricante fue la disminución de la vida útil del producto con la nueva formulación (según los datos de la empresa. el producto. tenía. una. vida. media. de. 18. días. bdigital.ula.ve. a. 8°C. aproximadamente). Lo que llevó a plantearse la idea de un nuevo rotulado para el producto con ajuste de la fecha de vencimiento.. Para el análisis sensorial se seleccionaron 15 atributos que fueron evaluados por 9 panelistas entrenados y familiarizados con el producto, utilizando dos tipos de escalas. Este panel arrojó los datos más importantes para la investigación, determinando que el principal motivo de rechazo es la aparición de un aroma ácido desagradable (R²=0,98) que comienza a ser perceptible a partir del día 14 después del envasado del producto, y que continúa aumentando paulatinamente hasta hacerse totalmente inaceptable. Esta percepción es sucedida por un sabor ácido y fermentado junto a la disminución del aroma a chocolate característico. Los resultados del seguimiento de las variables fisicoquímicas, °Brix y densidad, no fueron relevantes puesto que no se observaron variaciones a lo largo de la vida útil del producto. A diferencia de las anteriores, el pH sufrió una disminución notoria (hasta 6,13), siendo de utilidad para reforzar los. 55.

(59) resultados del análisis sensorial al comprobar la existencia de un proceso de acidificación de la bebida. Al aplicar los análisis microbiológicos se buscó identificar los posibles microorganismos. vinculados. a. las. percepciones. desagradables. que. ocasionan el rechazo del alimento. Aunque se encontró actividad de los tres grupos de microorganismos estudiados, no pudo asociarse con certeza un tipo específico de estos al proceso de deterioro. Las levaduras fueron encontradas hacia el final de la vida útil a 8ºC pero no se observaron en las muestras a 14ºC. La presencia de coliformes fue muy irregular entre las muestras por lo que solo pudieron hacerse conjeturas al respecto. La proliferación de aerobios mesófilos tuvo una alta correlación con el rechazo (R²=0,85), sin embargo se presentaron concentraciones peligrosas mucho antes de aparecer los primeros aspectos negativos.. bdigital.ula.ve. Después de estudiar el comportamiento de la bebida achocolatada comercial reformulada a través de los diferentes métodos de análisis fisicoquímicos,. sensoriales. comportamiento a. y. microbiológicos. se. pudo. observar. el. 8°C y comprobar una aceleración significativa del. deterioro a 14°C. Conociendo que la vida útil a 8°C fue de 14 días y a 14°C fue de 5 días, pudo calcularse la constante de velocidad de reacción “k”, que fue igual a 0,003817 -día y 0,01131 –día respectivamente. Al graficar las constantes, se pudo encontrar la energía de activación (Ea= -14602); este valor permitió la construcción de una ecuación para calcular la velocidad de reacción a numerosas posibles temperaturas de almacenamiento (neveras, cuartos fríos, cavas transportadoras).. 56.

(60) La ecuación final consiste en la relación de la concentración del indicador de deterioro (según el punto de corte) y la constante de velocidad de reacción estimada a otra temperatura para hallar el tiempo de vida útil. Dicho método no solo puede ser aplicado para el estudio de la bebida achocolatada, sino de una gran variedad de alimentos a nivel industrial, o aquellos desarrollados por investigadores y estudiantes universitarios, ya que es económico y requiere de poco tiempo.. Recomendaciones. Se recomienda ampliamente el uso del método de estimación de vida útil. bdigital.ula.ve. acelerada por temperatura para cualquier tipo de producto alimentario, en especial los no perecederos, ya que es un método práctico que permite obtener resultados en un corto periodo de tiempo.. Se recomienda a todo fabricante de alimentos que rotule los empaques con una fecha de vencimiento lo más precisa posible para satisfacer los estándares del consumidor y cumplir con las normativas nacionales e internacionales que regulan este campo. Es importante resaltar que a mayor número de temperaturas de estudio menor será el margen de error haciendo más precisas las estimaciones, por lo que se recomienda manejar más de dos temperaturas. Para futuras investigaciones de esta índole se recomienda preferir las técnicas de análisis sensorial sobre las fisicoquímicas y microbiológicas por ser mas económicas y suministrar una precisión aceptable. Para mejores. 57.

(61) resultados se deben incluir tanto panelistas entrenados como consumidores no entrenados en las pruebas. Se recomienda a la empresa fabricante de la bebida achocolatada reforzar las medidas higiénicas durante el proceso productivo para evitar la contaminación de los alimentos con microorganismos patógenos como los coliformes fecales encontrados en algunas muestras. Puesto que en este estudio no pudo definirse el microorganismo o grupo de microorganismos responsable del deterioro y el proceso de acidificación que sufre el producto, se recomienda profundizar el análisis microbiológico con pruebas más especializadas. Conociendo la importancia de conocer la vida útil de los alimentos, se recomienda la incorporación de prácticas de este tema en el programa académico del departamento de tecnología de alimentos de la escuela de. bdigital.ula.ve. nutrición y dietética de la Universidad de Los Andes.. 58.

(62) REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. Baldizón, C., Chacón, G., & Molina, M. (2011). Evaluación de la vida útil de una pasta de tomate mediante pruebas aceleradas por temperatura. Ingeniería. , 21 (2), 31-38. Cabeza, E. (2011). Aplicación de la microbiología predictiva para la determinación de la vida útil de los alimentos. Pamplona: Departamento de Microbiología, Facultad de Ciencias Básicas, Universidad de Pamplona. Canales, M., Hernandez, T., Meraz, S., & Peñalosa, I. (1999). Fisicoquimica, Volumen I: Teoria. Mexico: Universidad Nacional Autonoma de Mexico. COVENIN. (1987). Norma venezolana 902-87. Alimentos. Método para el recuento de colonias de bacterias aerobias en placas de petri. Caracas.. bdigital.ula.ve. COVENIN. (1989). Norma venezolana 1126-89. Alimentos. Identificacion y preparacion de muestras para el analisis microbiologico. Caracas. COVENIN. (1990). Norma Venezolana 137-90. Alimentos. Método para el recuento de mohos y levaduras. Caracas: Fondonorma. COVENIN. (1997a). Norma Venezolana 3339:1997. Productos lácteos. Recuento de coliformes totales. Metodo de placas con películas secas rehidratables de alta sensibilidad (Petrifilm). Caracas: FONDONORMA. COVENIN. (1997b). Norma Venezolana 3276:97. Alimentos. Recuento de coliformes y de Escherichia Coli. Método en placas con peliculas secas rehidratables (Petrifilm). Caracas: FONDONORMA. COVENIN. (1997c). Norma Venezolana 3338:1997. Alimentos. Recuento de aerobios. Método de placas con películas secas rehidratables. Caracas: FONDONORMA..