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ii
MEJORAR SU VALOR PROTEICO, EN LA UTE SANTO DOMINGO."
Ing. Roberto Campos
DIRECTOR DE TESIS ________________________________
APROBADO
Ing. Daniel Anzúles
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL ________________________________
Ing. Elsa Burbano
MIEMBRO DEL TRIBUNAL ________________________________
Dr. Xavier Caisaguano
MIEMBRO DEL TRIBUNAL ________________________________
iii
El contenido del presente trabajo, esta bajo la responsabilidad del autor.
___________________________
Cueva Jácome Katherine Tatiana C.I. 1720654324 Autor: Cueva Jácome Katherine Tatiana
Institución: Universidad Tecnológica Equinoccial.
Título de Tesis: “Elaboración de galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas (Eisenia foétida) para mejorar su valor proteico, en la UTESanto Domingo
iv
INFORME DEL DIRECTOR DE TESIS
Santo Domingo…....de………del 2012
Ing. Daniel Anzules
COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL UTE SANTO DOMINGO
Estimado Ingeniero
Yo, Roberto Campos, en calidad de director de tesis, informo que el presente tema investigativo“ELABORACIÓNDE GALLETAS CON LA ADICIÓN DEL CONCENTRADO PROTEICO A BASE DE LOMBRICES ROJAS (EISENIA FOÉTIDA) PARA MEJORAR SU VALOR PROTEICO, EN LA UTE SANTO DOMINGO.", se realizó en la cuidad de Santo Domingo, bajo la ejecución de la Srta. Cueva Jácome Katherine Tatiana, egresada de la Escuela de Ingeniería Agroindustrial. El presente trabajo de investigación ha sido dirigido y revisado en todos sus partes, bajo los parámetros programados y cumple con las normas legales de la Universidad, de lo cual doy fe y autorizo su respectiva presentación.
Atentamente.
v
Dedico éste proyecto de tesis a Dios y a la persona más especial, mi madre Narcisa Jácome. A Dios, quien está presente en cada paso que doy cuidándome y dándome fortaleza para continuar; a mi madre, que a lo largo de mi vida ha velado por mi bienestar y educación siendo mí apoyo en todo momento. Depositando su entera confianza en cada reto que se presenta, sin dudar un solo momento en mí inteligencia, responsabilidad y capacidad. Es por ti mami lo que soy ahora.
vi
Para poder realizar mi tema de investigación de la mejor manera posible fue necesario el apoyo de muchas personas a las cuales quiero agradecer. A DIOS que sin él nada de esto fuera posible.
A mi MAMI, Narcisa Jácome, porque ha estado en todo momento conmigo apoyándome para culminar con éxito este reto que me propuse, sin su apoyo nada de esto fuera posible. Como olvidarme de las palabras de motivación de mi única y querida TIA; gracias tía porque cuando necesité nunca encontré una respuesta negativa.
A mis hermanos MÓNICA, ESTEFANIA Y ANDRÉS; gracias por encontrar un SI cuando lo necesite. A mis sobrinas NICOLE Y VALENTINA; gracias por ser mi fortaleza.
vii
TEMA PAG.
Portada………....i
Sustentación y Aprobación de los Integrantes del Tribunal.………..……..….ii
Responsabilidad del Autor………..………..…………...…...iii
Aprobación del Director de Tesis……….………...……...iv
Dedicatoria……….……….………...v Agradecimiento………...……...vi Índice………..……….vii Resumen Ejecutivo.………...………...xvii Executive Summary………...………….……….……xviii CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN 1.1 Antecedentes...1
1.1.1 Antecedentes históricos………..……….…...……..1
1.1.2 Antecedentes científicos………..……….………....2
1.1.3 Antecedentes prácticos………...………...…...2
1.1.4 Importancia del estudio……….……….…….………….…….2
1.1.5 Situación actual del problema………...2
1.2 Limitaciones del estudio……….………....3
1.3 Alcance del trabajo………...……….3
1.4 Objeto de estudio………...3
1.5 Objetivos del estudio...3
1.5.1 Objetivo general...3
1.5.2 Objetivos específicos...4
viii
1.7.2 Hipótesis nula...5
1.8 Población y muestra…...6
1.8.1 Población...6
1.8.2 Muestra………...6
CAPÍTULO II MARCO DE REFERENCIA 2.1 La lombriz (Eisenia foétida)...7
2.1.1 Características de la lombriz roja californiana (Eisenia foétida)...8
2.1.2 Morfología de la lombriz roja (Eisenia foétida)...8
2.1.3 Composición bioquímica de la lombriz...9
2.1.4 Condiciones ambientales para su desarrollo...9
2.1.5 Alimentación de la lombriz roja californiana...9
2.1.6 Utilización de la lombriz roja...10
2.2 Concentrado proteico de lombriz roja (Eisenia foétida).…...10
2.2.1 Beneficios del concentrado proteico de lombriz...10
2.2.2 Principales países productores del concentrado proteico de lombriz...11
2.2.3 Niveles proteicos del concentrado de lombriz roja...11
2.2.4 Aminoácidos esenciales y vitaminas en el concentrado proteico de lombriz roja……….….12
2.3 Harina...13
2.3.1 Tipos de harina...13
2.4 Galletas...14
2.4.1 Tipos de galletas...15
2.5 Ingredientes y aditivos………...16
ix
2.5.3 Mantequilla...17
2.6 Operaciones unitarias...18
2.6.1 Secado…………...18
2.6.2 Tipos de secadores...18
2.6.2.1 Secador de cabinas...19
2.6.2.2 Secador de platos...20
2.6.3 Balance de materia y energía...20
2.6.4 Transmisión de calor...21
2.7 Molienda…………...21
2.7.1 Molinos de discos...22
2.8 Tamizado………...23
2.9 Granulometría……...23
2.10 Diseño experimental...24
2.10.1 Diseño completamente aleatorio de un factor (DCA)...24
2.10.2 Esquema del ADEVA...24
CAPÍTULO III METODOLOGÍA 3.1 Aspectos metodológicos de estudio...25
3.1.1 Ubicación...25
3.1.2 Ubicación geográfica...25
3.1.3 Tipo de Investigación...25
3.1.3.1 Experimental...25
3.1.3.2 Relacional……...26
3.1.3.3 No observacional………...26
x
3.2.3 Método de análisis...26
3.2.4 Método de laboratorio o experimental...26
3.3 Técnicas e instrumentos de investigación…...27
3.4 Variables...27
3.4.1 Variables para la obtención del concentrado proteico...27
3.4.2 Variables para la formulación de las galletas...27
3.4.3 Tratamientos de los datos...28
3.4.4 Obtención del concentrado proteico a base de lombrices rojas californianas...28
3.4.4.1 Interacciones...29
3.4.4.2 Total de tratamientos...29
3.4.4.3 Repeticiones...29
3.4.4.4 Diseño experimental...29
3.4.4.5 Pruebas de significación...29
3.4.5 Datos porcentuales para la formulación de las galletas...30
3.5 Obtención del concentrado proteico con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas (Eisenia foétida) a nivel de laboratorio...30
3.6 Materiales, equipos, reactivos y materia prima...31
3.6.1 Materiales…………...30
3.6.2 Equipos………...31
3.6.3 Reactivos...31
3.6.4 Materia prima...31
3.7 Diagrama de flujo cualitativo para la obtención del concentrado proteico……….32
3.7.1 Memoria técnica...33
3.7.1.1 Recepción………...33
3.7.1.2 Lavado 1………...34
3.7.1.3 Sacrificio...34
xi
3.7.1.7 Pesado...35
3.7.1.8 Molido…...35
3.7.1.9 Tamizado...35
3.7.1.10 Pesado...36
3.7.1.11 Control de calidad...36
3.7.1.12 Almacenado...36
3.8 Diseño estadístico para la prueba de hipótesis y determinar el mejor tratamiento en la obtención del concentrado proteico...37
3.8.1 Grasa...37
3.8.1.1 Tabulación numérica de las interacciones...37
3.8.1.2 Análisis de variancia para la variable grasa…...37
3.8.2. Proteína...40
3.8.2.1 Análisis de variancia para la variable proteína...40
3.9 Elaboración de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de las lombrices rojas californianas (Eisenia foétida)...43
3.9.1 Materiales, equipos y materia primas para la obtención de la galleta…..43
3.9.1.1 Materiales………...43
3.9.1.2 Equipos………...43
3.9.1.3 Materia prima………...43
3.10 Diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de galletas con la adición del concentrado proteico de lombrices rojas californianas (Eisenia foétida)...44
3.10.1 Memoria técnica………...45
3.10.1.1 Recepción………...……...45
3.10.1.2 Pesado………...45
3.10.1.3 Mezcla1……...45
3.10.1.4 Mezcla 2...46
xii
3.10.1.10 Almacenado………...47
3.11. Control de calidad de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas ………...47
3.11.1 Análisis físico o sensorial de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas...48
3.11.2 Análisis microbiológico de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas………...49
3.11.2.1 Discusión del Análisis Microbiológico a los 0 días de almacenamiento...49
3.11.2.2 Discusión del Análisis Microbiológico a los 15 días de almacenamiento...50
3.12 Población...50
3.12.1 Muestra...51
3.12.1.1 Cálculo de la muestra………...51
3.13 Análisis de encuestas…………...51
3.13.1 Tabulación y gráfica de los datos de las encuestas...51
3.13.1.1 Análisis del olor...52
3.13.1.2 Análisis del color...53
3.13.1.3 Análisis del sabor...54
3.13.1.4 Análisis de la textura...55
CAPÍTULO IV BALANCE DE MATERIA Y ENERGÍA 4.1 Diagrama de flujo cuantitativo para la obtención del concentrado proteico a nivel de laboratorio...56
xiii
4.2.1.2 Cálculo del calor de paredes verticales...62
4.2.1.3 Cálculo del calor de las paredes horizontales...65
4.2.1.4 Calor perdido por las paredes del secador...68
4.2.1.5 Cálculo del calor de la fuente de energía...68
4.2.1.6 Calor práctico del producto...69
4.2.1.7. Calor teórico del producto...69
4.2.1.8 Calor total teórico del producto...70
4.2.1.9 Porcentaje de eficiencia del secador...70
4.2.1.10 Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor...71
4.2.1.11 Calor en la superficie de las bandejas...71
4.3 Balance de materia para la elaboración de galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas...71
4.4 Balance de energía para la obtención de las galletas a nivel laboratorio...73
4.4.1 Cálculo del calor de paredes frontal y posterior...73
4.4.2 Cálculo del calor de paredes verticales...77
4.4.3 Cálculo del calor de las paredes horizontales...80
4.4.4. Calor perdido por las paredes del secado...83
4.4.5. Calculo del calor de la fuente de energía...83
4.4.6. Calor práctico del producto...84
4.4.7. Calor teórico del producto...84
4.4.8. Calor total teórico del producto...85
4.4.9. Porcentaje de eficiencia del secador...85
4.4.10. Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor...85
4.4.11. Calor en la superficie de las bandejas...86
4.5. Balance de materia para la obtención del concentrado proteico a nivel piloto...86
xiv
4.7.1.1. Calor teórico del producto...101
4.7.1.2. Calor total teórico del producto...102
4.7.1.3. Determinación del área de transferencia...103
4.8. Dimensionamiento del horno ...105
4.8.1. Determinación del área de transferencia...105
4.8.2. Calor teórico del producto...106
4.8.3. Calor total teórico del producto...107
4.8.4. Determinación del área de transferencia...107
4.9. Rendimiento del concentrado proteico de lombriz roja californiana...110
4.10. Costos...110
4.10.1. Costos de concentrado proteico...110
4.10.2. Costos de la galleta...111
CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 Conclusiones...112
5.2 Recomendaciones...114
BIBLIOGRAFÍA...116
ANEXOS...118
ÍNDICE DE CUADROS Cuadro Nº 1 Composición bioquímica de la lombriz (bromatológico)...9
Cuadro Nº 2 Niveles proteicos del concentrado y carne de lombriz roja...11
xv
Cuadro Nº 5 Tipos de secadores...19
Cuadro Nº 6 Esquema del ADEVA...24
Cuadro Nº 7 Tratamientos de Datos...28
Cuadro Nº 8 Combinaciones experimentales...29
Cuadro Nº 9 Esquema del ADEVA para el secado...30
Cuadro Nº 10 Descripción de tratamientos para la elaboración de galletas...30
Cuadro Nº 11 Composición bromatológica de la lombriz...33
Cuadro Nº 12 Composición bromatológica de las lombrices...36
Cuadro Nº 13 Porcentaje de grasa en las lombrices...37
Cuadro Nº 14 Porcentaje de proteína en las lombrices...40
Cuadro Nº 15 Porcentajes de los ingredientes para las galletas...45
Cuadro Nº 16 Composición bromatológica de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas...47
Cuadro Nº 17 Análisis organoléptico de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas a los 0 días de almacenamiento...48
Cuadro Nº 18 Análisis organoléptico de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas a los 15 días de almacenamiento...48
Cuadro Nº 19 Análisis microbiológico de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas a los 0 días de almacenamiento...49
Cuadro Nº 20 Análisis microbiológico de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas a los 15 días de almacenamiento...50
Cuadro Nº 21 Olor de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas...52
Cuadro Nº 22 Color de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas...53
xvi
Cuadro Nº 24 Textura de las galletas con la adición del concentrado proteico a
base de lombrices rojas...55
Cuadro Nº 25 Rendimiento del concentrado proteico...110
Cuadro Nº 26 Costos de producción del concentrado proteico...110
Cuadro Nº 27 Costos de producción de las galletas...111
ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico Nº 1 Lombriz roja californiana...8
Gráfico Nº 2 Partes del grano de trigo...13
Gráfico Nº 3 Harina de trigo...14
Gráfico Nº 4 Galletas...15
Gráfico Nº 5 Azúcar blanca...16
Gráfico Nº 6 Chocolate en polvo...17
Gráfico Nº 7 Mantequilla...18
Gráfico Nº 8 Ilustración de un secador de platos...20
Gráfico Nº 9 Molinos de disco...22
Gráfico Nº 10 Tamices...23
Grafico Nº 11 Recepción de las lombrices...34
Gráfico Nº 12 Sacrificio de las lombrices...33
Gráfico Nº 13 Olor de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas...52
Gráfico Nº 14 Color de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas...53
Gráfico Nº 15 Sabor de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas...54
Gráfico Nº 16 Textura de las galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas...55
Gráfico Nº 17 Secador de laboratorio...58
xvii
Gráfico Nº 21 Bandejas para el horno a nivel piloto...108 Gráfico Nº 22 Horno a nivel piloto...109
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO Nº 1 Fotografiase de la obtención del concentrado proteico de lombriz roja californiana...119 ANEXO Nº 2 Fotografías de la elaboración de galletas con la adición del
concentrado proteico de lombrices rojas californianas...120 ANEXO Nº 3 Resultado del análisis bromatológico de la lombriz...121 ANEXO Nº 4 Resultado del análisis bromatológico de las galletas...122 ANEXO Nº 5 Resultado del análisis microbiológico de las galletas a los 0
días...123 ANEXO Nº 6 Resultado del análisis microbiológico de las galletas a los 15
días...124 ANEXO Nº 7 Tabla B-1 Propiedades del vapor saturado (Unidades SI)...125 ANEXO Nº 8 Cuadro de lectura de Nusselt...126 ANEXO Nº 9 Propiedades útiles del aire para la transferencia de calor por
convección...127 ANEXO Nº 10 Encuesta...128
108 109
119
120 121 122
123
124 125 126
xviii
La presente investigación se realizó en la ciudad de Santo Domingo, que constó de dos etapas: la de laboratorio que permitió determinar la mejor temperatura y tiempo de secado de las lombrices y una investigación que a través de pruebas de catación en base a las características organolépticas se determinó la mejor fórmula para la elaboración de galletas. Las etapas experimentales se lo realizó en el Laboratorio de Química Agrolab, ubicado en la calle Río Chambira y Zamora. Tiene como finalidad aportar nuevas alternativas, tanto nutricionales y comerciales de la lombriz roja californiana (Eisenia foétida). Por tal razón este trabajo describe el proceso de obtención del concentrado proteico para su utilización en la industria galletera.
Para la obtención del concentrado proteico las lombrices fueron separadas del lombricompuesto por medio de una malla y luego a baños para eliminar bacterias y hongos. Posteriormente son secadas y molidas. El resultado es un polvo amarillento que contiene de 60 – 82% de proteína animal.
A nivel de laboratorio se inició con la caracterización de la materia prima y para determinar la temperatura adecuada de secado, se empleó un diseño experimental (A x B) implementando un DCA siendo las variables: temperatura de secado (70ºC, 80ºC y 90ºC), tiempo de secado (30, 36, 42) hrs. con tres repeticiones, obteniendo como mejor tratamiento la interacción 70ºC * 30 hrs.
xix
This research was conducted in the province of Santo Domingo, that constas a laboratory stage and a stage that allowed the comparison tasting through organoleptic characteristics the best formula for making biscuits. The experimental phases were conducted at the Laboratory of Chemistry of the joint venture, located on the road Chone Km 4½. Is intended to provide new alternatives, both nutritional and commercial Californian red worm (Eisenia foétida). For this reason, this paper describes the process for obtaining aprote in concentrate for use in the biscuit industry.
To obtain the protein concentrate worms are separated from the vermicompost through a mesh and then baths to remove bacteria and fungi. They are then dried and ground. The result is a yellowish powder containing from 60 to 82% of animal protein.
A laboratory level begins with the characterization of the raw material and to determine the proper temperature of drying, use an experimental design (A x B) implementing a DCA being the variables: Drying temperature (70 ° C, 80 ° C and 90 ° C), time drying (30, 36, 42) hrs. with three replications, obtaining as best treatment interaction 70 ° C * 30hrs.
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
1.1. Antecedentes
1.1.1. Antecedentes históricos
La lombriz roja “californiana” originaria de California (Eisenia foétida), es el resultado
de más de 20 años de selecciones realizadas por los americanos, especialmente en zonas
de California (EEUU). No tiene nada que ver con la lombriz común, cuya vida media es
de 4 años. La explotación técnica de la lombriz adquiere relevancia en los últimos años,
como medio de descontaminación ambiental, al utilizar materiales biodegradables que
transforma el lombricompuesto, agregando valor para la utilización como mejorador
de suelo.
De allí pasa a Japón y Europa en los años 70, pero fue en Europa donde se introdujo a
escala comercial, principalmente en Italia donde adquiere un desarrollo importante.
Esta industria necesita solo un mínimo de inversión e infraestructura y significa un
gran avance contra la contaminación y el problema de los residuos orgánicos.
El concentrado proteico de lombriz se lo obtiene mediante la selección de lombrices y
bañado para eliminar bacterias y hongos perjudiciales en la alimentación de animales y
humanos; posteriormente son secadas y molidas obteniendo un polvo amarillento con
1.1.2. Antecedentes científicos
Filipinas es uno de los mayores productores de concentrado proteico de lombriz para
consumo humano, ya que la ausencia de olor y sabor la hace competitiva con otro tipo
de harinas tanto en calidad como en precio. Es utilizada por el alto contenido de
proteína, aminoácidos y vitaminas.
1.1.3. Antecedentes prácticos
En la actualidad, la lombriz roja californiana es utilizada en el mejoramiento de las
características del suelo, debido a la producción de humus que otorga gran cantidad de
nutrientes al mismo. A nivel industrias se utiliza para la fabricación de cremas,
sustancias proteicas como antibióticos y en la cosmetología. En el lejano oriente desde
hace muchos años se ha utilizado la carne de lombriz como un plato especial.
1.1.4. Importancia del estudio
Su importancia radica que a nivel industrial se propone en esta investigación la
utilización de lombrices rojas californianas, para la obtención de un concentrado
proteico, que servirá como materia prima en la elaboración de galletas, dando una
nueva alternativa a los panificadores.
1.1.5. Situación actual del problema
En la actualidad no existen empresas alimenticias en nuestro país que utilicen el
concentrado proteico de lombriz roja californiana como materia prima en la elaboración
de alimentos de consumo humano, a diferencia con otros países que si aprovechan sus
1.2. Limitaciones del estudio
No existen limitaciones para la investigación, ya que es experimental. La materia prima
utilizada esta disponible todo el año por lo que no existe problema al momento de
elaborar el concentrado proteico. El equipo a utilizar para la elaboración del
concentrado proviene de la Universidad por lo que no se considera un inconveniente ya
que está a disposición el tiempo que se lo requiera.
1.3. Alcance del trabajo
Con la aplicación de esta investigación, se logró crear una aceptación positiva en el uso
del concentrado proteico de la lombriz roja californiana en la elaboración de galletas
con excelente composición nutricional (proteína), idónea para la alimentación de las
personas.
1.4. Objeto de estudio
El objeto de estudio del trabajo investigativo fue la elaboración de galletas con la
adición del concentrado proteico a base de las lombrices rojas (Eisenia foétida) para
mejorar su valor proteico.
1.5. Objetivo general del estudio
1.5.1. Objetivo general
Elaborar galletas con la adición del concentrado proteico a base de lombrices rojas
1.5.2. Objetivos específicos
• Realizar los análisis bromatológicos (proteína) de la lombriz Californiana (Eisenia
foétida), para determinar su composición antes de ser sometido al secado.
• Determinar la temperatura y el tiempo de secado de la lombriz Californiana (Eisenia
foétida), para obtener el concentrado y ser utilizada en la elaboración de galletas.
• Realizar los análisis bromatológicos (proteína) al concentrado proteico de lombriz Californiana (Eisenia foétida), para determinar su composición.
• Determinar el porcentaje de harina de trigo y de concentrado de lombriz Californiana (Eisenia foétida), para mejorar las características organolépticas de las
galletas.
• Realizar los análisis bromatológicos (proteína) y para determinar la composición de las galletas.
1.6. Justificación
En nuestro país la utilización de la lombriz roja californiana (Eisenia foétida), esta
enfocada a la descomposición de la materia orgánica para transformarla en abonos de
excelente componentes minerales, pero no como ingrediente en las raciones alimenticia
para personas. Por lo tanto el presente trabajo investigativo propone la obtención y
utilización de un concentrado proteico de lombriz en la elaboración de galletas.
La utilización y distribución del concentrado proteico permitirá obtener una fuente de
proteína de excelente calidad nutricional fundamental para combatir la desnutrición que
La investigación consta con una etapa de laboratorio que permitió determinar la
temperatura y tiempo de se secado de las lombrices. También se determinó la relación
harina de trigo y concentrado proteico de lombriz para la elaboración de galletas, que
posteriormente se determinaría la mejor relación por medio de encuestas de
degustación.
La ciencia a la cual pertenece esta investigación es a la tecnología de panificación, ya
que permite incorporar una materia prima de excelente calidad proteica en la industria
de las galletas. La elaboración de galletas con el concentrado proteico a base de las
lombrices rojas californiana (Eisenia foétida) va a ayudar a mejorar las características
organolépticas del producto terminado y por ende se va a lograr incrementar la
producción en pequeñas y grandes industrias panificadoras.
1.7. Hipótesis
1.7.1. Hipótesis alternativa
HA1.- La temperatura y el tiempo de secado están influenciando en la calidad del
concentrado proteico de lombriz roja.
HA2.- El porcentaje de concentrado proteico de lombriz roja está influenciado en las
características organolépticas de las galletas.
1.7.2. Hipótesis nula
HO1.- La temperatura y el tiempo de secado no están influenciando en la calidad del
HO2.- El porcentaje de concentrado proteico de lombriz roja no está influenciado en las
características organolépticas de las galletas.
1.8. Población y muestra
1.8.1. Población
Para la presente investigación se utilizaron encuestas, con la finalidad de evaluar las
características organolépticas al producto final. Se tomó como catadores a los
estudiantes de la Escuela de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Tecnológica
Equinoccial, Campus Arturo Ruiz Mora, la cual cuenta con 170 estudiantes.
1.8.2. Muestra
Mediante la aplicación de la fórmula
Donde:
n = Tamaño de la muestra.
N = Tamaño de la población.
Z = Margen de confiabilidad o número de unidades de desviación estándar en la
distribución normal que producirá el nivel deseado de confianza.
S2 = Varianza conservadora (0.5) (0.5) o desviación estándar de la población.
e = margen de error o diferencia máxima entre la media muestra y la media de
población que se está dispuesto a aceptar con el nivel de confianza que se ha definido.
( )( ) ( )
(
)
2 2 22 2
)
(
)
(
)
(
1
e
Z
S
CAPÍTULO II
MARCO DE REFERENCIA
2.1. La lombriz (Eisenia foétida)
La lombriz de tierra, es un anélido invertebrado, que tiene el cuerpo formado por
numerosos anillos. Es un animal con un organismo adecuado para biodegradar desechos
orgánicos. Es muy voraz, prolífico y dócil, capaz de vivir en grandes concentraciones
y adaptable a distintos climas.
Existe una amplia gama de especies de lombrices de tierra <aproximadamente 8000>,
de las cuales se emplean con fines industriales y comerciales, las lombrices mejoradas
por selección genética: la variedad Eisenia foétida Andrei o lombriz roja de California,
y la Lumbricus Rubellus. Ello, debido a que estas especies pueden ser criadas en
cautiverio.
La importancia de la crianza de la lombriz de tierra, radica particularmente en el sector
agroindustrial y en el de la alimentación.
En el sector alimenticio, la lombriz es empleada básicamente como alimento directo
para animales de crianza, como aves, peces y otros, o como parte integrante de la dieta
alimentaria de estos animales. Sin embargo, debido al alto contenido proteico de este
tipo de carne, es una fuente de alimentación alternativa o complementaria del ser
humano procesándola y convirtiéndola en harina, la cual, contiene un alto contenido
proteico y los aminoácidos esenciales para la nutrición humana.1
Gráfico Nº 1
Lombriz roja californiana
Fuente: http://www.bioagro.com.uy/lrojas.htm
2.1.1. Características de la lombriz roja californiana (Eisenia foétida)
La (Eisenia foétida) habita en los primeros 50 cm del suelo, la cual lo hace susceptible
a los cambios del clima. La lombriz roja come diariamente el equivalente a su peso. Se
alimenta de una gran cantidad de desechos, respiran por la piel y no poseen dientes
razón por la cual el alimento debe poseer una humedad entre 70 y 80% para poder
succionarlo.
Las lombrices nacen incoloras y con un tamaño de 5mm. Pocos días después adoptan un
color obscuro característico de su especie. Las condiciones óptimas para su desarrollo
están entre 18 y 25ºC y viven aproximadamente 16 años. Los excrementos de la lombriz
son mucho más ricos en nitrógeno, calcio, potasio y fósforo que los desechos que
ingiere. El 55% del alimento ingerido por la lombriz se convierte en abono.
2.1.2. Morfología de la lombriz roja (Eisenia foétida)
Tiene un cuerpo en forma de un cilindro con una gran cantidad de anillos. La cabeza no
se puede diferenciar del cuerpo. Tiene 6 riñones y 5 corazones. Su cuerpo esta
compuesto de un 70% de agua y 30% de proteína. Esta constituida por 2 tubos, la pared
2.1.3. Composición bioquímica de la lombriz
Cuadro Nº1
Composición bioquímica de la lombriz (bromatológico)
Peso Húmedo %
Peso Seco %
Proteínas. 7.025 58.875
Ceniza. 1.616 13.53
Humedad. 88.07 0
Grasa. 0.94 7.94
Fuente: http://www.humusina.com/cblrc.html
2.1.4. Condiciones ambientales para su desarrollo
• Humedad: Para la supervivencia de las lombrices la humedad debe ser entre el 70
y 80%, si es menor puede morir ya que necesita de un alimento húmedo para poder
succionar el alimento.
• Temperatura: Entre el 12 – 25ºC, si el medio es muy caliente se debe regar
frecuentemente para evitar la emigración a lugares mas frescos.
• pH: La lombriz vive en un pH de 7.
• Aireación: Es fundamental para la correcta respiración y desarrollo de las
lombrices, Si la aireación no es la adecuada el consumo de alimentación se reduce;
además del apareamiento y reproducción.
2.1.5. Alimentación de la lombriz roja californiana
Los alimentos mas utilizados para la alimentación de las lombrices son:
• Residuos orgánicos vegetales.
Dosificación de alimentación: Se añaden entre 40 y 50kg de alimento dependiendo de
los lechos, en una capa de 5 – 10cm cada 15 días.
2.1.6. Utilización de la lombriz roja
La lombriz roja puede ser utilizada para:
• Mejorar los suelos
• Producción de humus
• Carnada de pesca
• Alimentación humana
• Alimentación animal
• A nivel industrial.
2.2. Concentrado proteico de lombriz roja (Eisenia foétida)
Las lombrices son separadas del lombricompuesto por medio de una malla y luego a
baños para eliminar bacterias y hongos. Posteriormente son secadas y molidas. El
resultado es un polvo amarillento que contiene de 60 – 82% de proteína animal. Es
necesario tener aproximadamente de 8 a 10 kg. de lombrices vivas para producir 1kg. de
concentrado proteico.
2.2.1. Beneficios del concentrado proteico de lombriz
• Fortalecer los órganos musculares (el corazón).
• Mejorar la capacidad de las masas musculares.
• Proporciona alivio a fatigas físicas y mentales.
• Asiste positivamente al sistema inmunológico.
• Regenera el pelo y la epidermis.
• Eficaz en los tratamientos contra el párkinson.
• Ayuda a las terapias contra la obesidad.
• Recuperar tejidos lesionados, inflamados (histamina)
• Elimina toxinas (urea)
2.2.2. Principales países productores del concentrado proteico de lombriz
Los principales países productores de América Latina son Chile, Brasil, Colombia,
Argentina y Ecuador. Estos países cuentan con grandes explotaciones industriales de
lombriz roja californiana. Filipinas es uno de los mayores productores de concentrado
proteico de lombriz para consumo humano ya que la ausencia de olor y sabor la hace
competitiva con otro tipo de harinas tanto en calidad como en precio.
2.2.3. Niveles proteicos del concentrado de lombriz roja
El contenido proteico del concentrado de lombriz roja californiana varía según reportan
algunos autores:
Cuadro Nº 2
Niveles proteicos del concentrado y carne de lombriz roja
Reporte % de Proteína
Italia y Japón 54 – 64
Ferruzi (1987) 68
Laissus (1985) 62 – 64
Paredes 80 - 82
Fuente:www.agroinformación.com/abonos/lombricultura.asp
Cuadro Nº3
Composición del concentrado proteico de lombriz
Autor Humedad Ceniza Grasa Proteína Fibra Carbohidrato
BASE HUMEDA
Laissus ---- 8 – 10 7 - 10 62 – 64 ---- ----
Paredes 82.82 --- 1.55 5.36 0 9.39
BASE SECA
Sabac 7.3 8.4 8.8 66.8 1.3 1.2
Banco Agrario
8.6 8.4 8.8 66.8 1.3 1.2
Fuente: www.bioagro.com.uy/lrojas.htm
2.2.4. Aminoácidos esenciales y vitaminas en el concentrado proteico de lombriz roja
“El concentrado proteico de lombriz roja californiana (Eisenia foétida) contiene 6
aminoácidos esenciales como la Lisina, Cistina, Metionina, Fenilamina, Isoleucina,
Leucinay vitaminas como Niacina o B3, Riboflavina o B2, Tiamina o B1, Ácido
Pantoteico o Complejo B, Pirodoxina B6, Vitamina B12, Ácido Fólico B9”2, los
mismos siguen por la ruta sanguínea hasta el hígado, que entrega a otros órganos
realizando mezclas debidamente balanceadas y adecuadas a las funciones de los
diversos órganos y músculos que los nutrirán y fortalecerán.
Cuadro Nº 4
Los alimentos con mayos cantidad proteica son la carne, el pescado los huevos y
productos derivados de la leche
Con. de lombriz Soya
Carne
magra Are nque s Alme ndraHue vos
Pan
inte gral Leche
Proteina (%) 84 35 21 19 18 11 10 3,5
Prote ína de algunos alime ntos (e n porcne taje aproximado)
Fuente: http://www.alimentos-proteinas.com/alimentos-ricos-proteinas.html
2.3. Harina
“La harina (término proveniente del latín farina, que a su vez proviene de far y de
farris, nombre antiguo del farro), es el polvo fino que se obtiene del cereal molido y de
otros alimentos ricos en almidón.
Se puede obtener harina de distintos cereales. Aunque la más habitual es harina de trigo
también se hace harina de centeno, de cebada, de avena, de maíz o de arroz. Existen
harinas de leguminosas (garbanzos, judías) e incluso en Australia se elaboran harinas a
partir de semillas de varias especies de acacias. El denominador común de las harinas
vegetales es el almidón, que es un carbohidrato complejo”.3
2.3.1. Tipos de harina
• La harina blanca o refinada resulta de moler el endospermo del grano de trigo (la parte central). El grano de trigo está formado por tres partes: cáscara o salvado
(14%), endospermo (83%) y germen (3%).
Gráfico Nº 2
Partes del grano de trigo
Fuente: http://www.nmwic.org/employees/Nutrition/Wellness/
• La harina integral se obtiene de moler el grano entero de trigo (aunque a menudo nos vendan como tales, harinas refinadas a las que se añade el salvado molido, en
cantidades variables; en la práctica el germen no es añadido porque, además de ser
un producto caro, al ser una grasa altamente polinsaturada, pronto se enrancia y, en
consecuencia, las harinas o sus derivados duran menos).La harina integral tiene más
fibra y algunos micronutrientes (como vitaminas del grupo B) que la harina blanca,
pero no es como a veces se cree, más light”.4
Gráfico Nº 3
Harina de Trigo
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=harina+de+trigo&um
2.4. Galletas
“Son productos alimenticios elaborados con una mezcla de harina, grasa comestible y
agua, con adición de azúcar, aromas, huevos y especias, sometida a un proceso de
amasado y posterior tratamiento térmico, caracterizado por su contenido de humedad de
aproximadamente 6 % y como fuente de energía”.5
4 http://cocinamycook.foroactivo.net/t1418-tipos-de-harina-de-trigo
Gráfico Nº 4
Galletas
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres
2.4.1. Tipos de galletas
Hay dos tipos principales de galletas:
Dulces: Se dividen en dos variedades, la más importante ocupa el 67% de su volumen,
y corresponde a productos básicos para el desayuno como son galletas rellenas, con
chocolate, pastas artesanas y suelen consumirse a la hora de la merienda y entre horas.
Otro segmento son las galletas 'saludables', idóneas para tomar en cualquier momento
del día y que se caracterizan por su funcionalidad; son productos con fibra que aportan
muchos nutrientes, como vitaminas, minerales, ácidos grasos.
Saladas: "Este mercado ha crecido en los últimos años en volumen y en valor. Las
marcas blancas presentan los mayores crecimientos, aunque algunas compañías
apuestan por nuevos lanzamientos”. Hay galletas clásicas diferenciadas por la forma y
las de mayor valor añadido
En Ecuador, en 1985 en una investigación realizada por el Instituto Nacional de Pesca
se adicionó carne molida y cocinada de tiburón y harina de soya a una formulación de
1750 niños, la aceptación fue alta y el sabor de pescado fue poco advertido. Análisis
químicos indican valores de proteína de 18 a 20% (Bostock et al., 1985).6
2.5. Ingredientes y aditivos
2.5.1. Azúcar
Se denomina azúcar a la sacarosa, cuya fórmula química es C12H22O11, también llamado
azúcar común o azúcar de mesa. La sacarosa es un disacárido formado por una molécula
de glucosa y una de fructosa, que se obtiene principalmente de la caña de azúcar o de la
remolacha.”7
Gráfico Nº 5
Azúcar blanca
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=azucar&um
2.5.2. Chocolate
“El chocolate es el alimento que se obtiene mezclando azúcar con dos productos
derivados de la manipulación de las semillas del cacao; una materia sólida (la pasta de
6
http://es.scribd.com/doc/58130255/GALLETAS-HARINA-PESCADO
cacao) y una materia grasa (la manteca de cacao). A partir de esta combinación básica,
se elaboran los distintos tipos de chocolate.”8
2.5.2.1. Chocolate en polvo
“El cacao en polvo se elabora por medio de la reducción de la manteca mediante el uso
de prensas hidráulicas y disolventes alimentarios especiales (que en este caso suelen ser
Álcalis) hasta lograr una textura pulverulenta. El cacao en polvo suele tener contenidos
grasos por debajo del 20% de manteca de cacao.”9
Gráfico Nº 6
Chocolate en Polvo
Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Cacao_en_polvo
2.5.3. Mantequilla
“Mantequilla es la sustancia grasa que se saca de la leche de vaca mediante el
procedimiento de agitación, resultando una crema de color amarillo claro. La
mantequilla clarificada es aquella que se calienta a fuego lento, obteniendo un líquido
espeso translucido, luego de retirar la espuma que se forma en la superficie y el lecho
sólido que se asienta.”10
8http://es.wikipedia.org/wiki/Chocolate 9http://es.wikipedia.org/wiki/Cacao_en_polvo
Gráfico Nº 7
Mantequilla
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=mantequilla
2.6. Operaciones unitarias
2.6.1. Secado
“El secado es un proceso en el cual se elimina la humedad de un producto alimenticio
para reforzar su estabilidad, transportabilidad, sabor y textura.”11
El secado es considerado uno de los procesos más importantes porque al eliminar agua
esta garantizando la conservación y alargando la vida útil del producto. El secado es
fundamental para la elaboración del concentrado proteico ya que se necesita de una
temperatura y tiempo óptimo para mayor aprovechamiento de la proteína.
2.6.2. Tipos de secadores
Los secadores van a depender del tipo de alimento que se va a utilizar a continuación
los tipos de secadores.
11Batty J, Clair/ Fundamentos de la Ingeniería de Alimentos. Compañía Editorial Continental México,
Cuadro Nº 5
Tipos de secadores
Fuente: DESROSIER (1997). Conservación de alimentos
2.6.2.1. Secador de cabinas
Los secadores de cabina o compartimiento son semejantes a los de plato , túnel y
banda consisten en que “utilizan una corriente circulante de aire caliente para
proporcionar la energía necesaria para el secado del producto que durante el proceso no
se mueve o lo hace a una velocidad muy baja, comparada con la velocidad del aire
circulante.
SECADORES PRODUCTO
Secador de tambor Leche, ciertos jugos de hortalizas,
arándanos y plátanos.
Cámara de secado al vacío Producción limitada a ciertos tipos de
alimentos.
Secado al vacío continúo. Frutas y hortalizas.
Secador de banda continúa. Hortalizas y otros productos.
Secador congelado. Carnes.
Secadores de espera. Huevos enteros, yemas de huevos,
albumina de la sangre y leche.
Secadores rotatorios Algunos productos de la carne pero por
lo general no se utiliza para productos
alimenticios.
Secadores de cabina o compartimiento. Pastas, lodos o tortas de filtros .
Secador de horno o estufa. Frutas, forrajes verdes, lúpulos.
2.6.2.2. Secador de platos
Para el secador de plato, el producto que se va a secar es colocado en platos en el
compartimiento de secado por lo que “el aire se calienta por combustión directa de un
combustible, por vapor o por una bomba eléctrica. Se instalan reguladores para
controlar la cantidad de aire que entra y sale del secador, regulando así la humedad
dentro del secador.”12
Gráfico Nº 8
Ilustración de un secador de platos
Fuente: Batty, J. Clair. Fundamentos de la ingeniería de los alimentos
2.6.3. Balance de materia y energía
La primera ley de la termodinámica sugiere que la energía es una propiedad de la
materia y en los sistemas normales, en los cuales los efectos relativistas no son
importantes, la energía se conserva. La energía no aparece ni desaparece súbita e
inesperadamente, no se crea ni se destruye. Así, durante un periodo.
12Batty J, Clair/ Fundamentos de la Ingeniería de Alimentos. Compañía Editorial Continental México,
1990
Entrada de aire
Escape del aire
Reguladores Quemadores o bobinas
Energía Energía
que entra en = que sale + El cambio de energía en el sistema
el sistema del sistema
Ei = Ee + ∆Esistema
2.6.4. Trasmisión de calor
Es el proceso por medio del cual se intercambia energía (calor) entre cuerpos que
poseen diferentes temperaturas. La transferencia de calor se puede encontrar en dos
categorías, transferencia de calor en estado estacionario significa que las propiedades
del sistema no cambian con el tiempo, y transferencia de calor transitoria denota una
situación donde las propiedades cambian con el tiempo. El calor se puede transmitir por
conducción, convección y radiación, aunque existen casos en que estos procesos pueden
tener lugar simultáneamente.
Q = A x Ux ∆T
Dónde:
A = Es el área de transferencia de calor en m2 o pie2
U = Coeficiente de transferencia de calor global en W/M2ºK
∆T = Es la diferencia de temperatura en ºC o ºF, y el calor esta en W o BTU
2.7. Molienda
El termino molienda se refiere a la pulverización y desintegración del material sólido.
Específicamente la desintegración se refiere a la reducción del tamaño de agregados de
partículas blandas débilmente ligadas entre sí. Es decir, que no se produce ningún
su parte, implica la reducción del tamaño de las partículas fundamentales de las
sustancias.”13
2.7.1. Molinos de discos
“El molino está diseñado para hacer la molienda gruesa de los cereales y productos
parecidos. Los discos tienen en su superficie un material fuerte corrugado y la distancia
entre los discos se puede variar y en si se puede controlar el grado de molienda del
material.”14
El control de la distancia se puede realizar manual o automáticamente. Tiene un diseño
compacto y un consumo menor de energía lo que implica menores costos de instalación
y mantenimiento del molino. Es más fácil mantener limpio en su lugar. Viene con motor
de15 o de 22 KW. La capacidad nominal es de 5 t/h pero puede cambiar según la
materia que entra y el grado de molienda.
Gráfico Nº 9
Molinos de discos
Fuente: http://www.elprisma.com/apuntes/agronomia/manejodegranosbasicos
13http:// www.geocities.com/CollegePark/Library/6086/molienda.html
2.8. Tamizado
La tamización o tamizado es un método físico para separar mezclas. “Consiste en
hacer pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz, cedazo o
cualquier cosa con la que se pueda colar. Las partículas de menor tamaño pasan por los
poros del tamiz o colador atravesándolo y las grandes quedan retenidas por el mismo.”15
Para aplicar el método de la tamización es necesario que las fases se presenten al estado
sólido. Se utilizan tamices de metal o plástico, que retienen las partículas de mayor
tamaño y dejan pasar las de menor diámetro
Gráfico Nº 10
Tamices
Fuente: http://www.slideshare.net/UCGcertificacionvial/granulometria
2.9. Granulometría
Se denomina clasificación granulométrica o granulometría, a la medición que se lleva
acabo de los granos que se separan por tamaños, así como de los suelos, con fines de
análisis, tanto de su origen como de sus propiedades mecánicas, y el cálculo de la
abundancia de los correspondientes a cada uno de los tamaños previstos por una escala
granulométrica.
2.10. Diseño Experimental
El diseño experimental proporciona los principios del diseño, manejo y análisis de
experimentos y elementos para el desenvolvimiento de la investigación científica. “En
si el Diseño Experimental, apegado al método científico, constituye un conjunto de
técnicas y normas, para el planteamiento y conducción de la investigación, así como
para los análisis e interpretación de los resultados experimentales”16
2.10.1. Diseño completamente aleatorio de un factor (DCA)
Es un diseño básico del cual se originan los demás diseños conforme se adicionen otras
restricciones o fuentes de variación. Se lo considera el más sencillo para sus cálculos
estadísticos y fácil de planificar, si se pierden unidades experimentales no hay problema
dado que puede ser analizado como un DCA con muestras de diferente tamaño.
2.10.2. Esquema del ADEVA
Cuadro Nº 6
Esquema del ADEVA
F de V gl
Total n- 1
Tratamientos (a * b) - 1
A a - 1
B b -1
A * B (a -1) (b – 1)
Repeticiones r - 1
Error experimental diferencia
Fuente: SÁNCHEZ, Otero Julio “Introducción al Diseño Experimental Impreso en Ecuador 2006.
16
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
3.1. Aspectos metodológicos del estudio
3.1.1. Ubicación
La presente investigación se realizó en la Provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas,
Cantón Santo Domingo de los Colorados, en las Instalaciones de la Universidad
Tecnológica Equinoccial, Campus Arturo Ruiz Mora, Km 4 1/2en la vía Chone y
avenida Italia.
3.1.2. Ubicación geográfica
Altitud: 550 metros.
Longitud: 79010' O
Latitud: 000 14' ' S
3.1.3. Tipo de Investigación
Se aplica un diseño de investigación: Experimental, Relacional, No observacional.
3.1.3.1. Experimental: Se aplicó diferentes pruebas que permitirán aceptar, rechazar o
modificar las hipótesis teóricas que se emplean para lograr el objetivo deseado como
son la temperatura y tiempo se secado, el porcentaje de mezcla de concentrado proteico
y harina de trigo. Manipulando cuidadosamente las variables independientes con el fin
3.1.3.2. Relacional: Las variables se relacionan directa o inversamente entre ellas,
donde sólo a través del diseño experimental se determinó la relación causa – efecto.
3.1.3.3. No observacional: Se modificaron variables en juego hasta obtener resultados
deseados. Se empleó este tipo de investigación no observacional ya que se modificaron
las variables independientes de manera que se estableció diferentes porcentajes de
concentrado proteico y de harina de trigo, evaluando su aceptabilidad mediante pruebas
degustativas.
3.2. Método de investigación
3.2.1. Método Inductivo – Deductivo: La siguiente investigación parte de un problema
a una posible solución, permitiendo determinar la tecnología apropiada para utilizar y
las características para elaborar las galletas.
3.2.2. Método Estadístico: Permitió la cuantificación de resultados mediante un
análisis utilizando el diseño experimental
3.2.3. Método de Análisis: Se utilizó el método de análisis ya que se pudo analizar las
relaciones: porcentajes de harina de trigo y concentrado proteico en la elaboración de
galletas, nutricional y organolépticamente aceptable.
Este método permitió analizar y determinar el mejor tratamiento para la obtención de las
galletas.
3.2.4. Método de laboratorio o experimental
Este método es importante para determinar la calidad del producto y sus condiciones
3.3. Técnicas e instrumentos de investigación
Las técnicas e instrumentos de investigación que se emplearon para la recolección de
información en el desarrollo y cumplimiento de los objetivos propuestos son:
• Revisión de documentos, libros y folletos.
• Encuestas.
• Entrevistas.
• Consulta a expertos.
• Recopilación de información en Internet.
3.4. Variables
3.4.1. Variables para la obtención del concentrado proteico
Variables independientes
• Tiempo
• Temperatura de secado
Variables dependientes
• Características bromatológicas (% proteína)
3.4.2. Variables para la formulación de las galletas
Variable independiente
• Porcentaje del concentrado proteico a base de lombriz roja californiana (Eisenia
foétida).
Variables dependientes
• Composición organoléptica (Sabor, textura, olor)
3.4.3. Tratamientos de datos
Los datos obtenidos serán analizados en forma cualitativa y cuantitativa y serán
tabulados y representados en gráficas estadísticas para una mejor comprensión.
3.4.4. Obtención del concentrado proteico a base de lombrices rojas californianas
Cuadro N0 7
Tratamientos de Datos
FACTORES NIVELES
A= Temperatura A1 = 70ºC
A2 = 80ºC
A3 = 90ºC
B= Tiempo B1 = 30hrs
B2 = 36hrs
B3 = 42hrs
3.4.4.1. Interacciones
Cuadro N0 8
Combinaciones experimentales
TRATAMIENTOS COMBINACIONES
EXPERIMENTALES
A1B1
A1B2
A1B3
A2B1
A2B2
A2B3
A3B1
A3B2
A3B3
70 0C * 30 horas
70 0C * 36 horas
70 0C * 42 horas
80 0C * 30 horas
80 0C * 36 horas
80 0C * 42 horas
90 0C * 30 horas
90 0C * 36 horas
90 0C * 42 horas
Elaborado por: Cueva. Katherine /2011
3.4.4.2. Total de tratamientos: 9
3.4.4.3. Repeticiones: 3 repeticiones por tratamiento.
3.4.4.4. Diseño Experimental: Se aplicó un diseño completamente al azar (DCA) con
arreglos factoriales (A*B) y tres repeticiones.
Cuadro Nº 9
Esquema del ADEVA para el secado
Fuente de variación Grado de libertad
Total 26
Tratamientos 8
A 2
B 2
A x B 4
Repeticiones 3
Error experimental 15
Elaborado por: Cueva. Katherine /2011
3.4.5. Datos porcentuales para la formulación de las galletas
Cuadro Nº 10
Descripción de tratamientos para la elaboración de galletas
Elaborado por: Cueva. Katherine /2011
HT = Harina de trigo CP = Concentrado proteico
3.5. Obtención del concentrado proteico a base de lombrices rojas (Eisenia Foétida)
a nivel de laboratorio.
El concentrado proteico es un producto con alto contenido principalmente de proteínas
y de otros nutrientes que se obtiene a partir de la deshidratación de la lombriz roja
californiana, por lo que en países como Japón e Inglaterra ya se han incluido en bajos
niveles en dietas alimenticias.
FACTOR NIVELES
Porcentajes de harina y concentrado proteico.
HT : CP
3.6. Materiales, equipos, reactivos y materia prima
3.6.1. Materiales
• Algodón
• Bandejas resistentes al calor
• Cucharas
• Desecador
• Erlenmeyer de 250 ml
• Espátula
• Pala de mano
• Papel filtro
• Peras
• Pinzas
• Pipetas
• Tamiz
• Tubos de ensayo
• Vasos de precipitación
3.6.2. Equipos
• Balanza Analítica
• Equipo de Kjeldahl
• Equipo de soxhlet completo
• Equipo de titulación
• Estufa
• Molino
3.6.3. Reactivos
• Ácido bórico al 2%
• Ácido sulfúrico 0.1 N
• Éter de petróleo
• Hidróxido de sodio al 1.25 %
• Hidróxido de sodio al 40%
• Indicador de proteína.
3.6.4. Materia prima
• Lombrices
3.7. Diagrama de flujo cualitativo para la obtención del concentrado proteico
Residuos
Agua + salmuera
Residuos Agua + residuos orgánicos Lombrices limpias
Lombrices muertas
ALMACENADO LAVADO 2
PESADO
SECADO
PESADO
MOLIDO Agua limpia
Agua evaporada Lombrices
Lombrices secas
Lombrices
Concentrado proteico Lombrices
TAMIZADO
Concentrado proteico
Concentrado proteico PESADO
Lombrices
RECEPCIÓN
LAVADO 1 Agua
limpia
Lombrice s
SACRIFICIO Salmuera
3.7.1. Memoria técnica
3.7.1.1. Recepción
Esta etapa es muy importante ya que consistió en la llegada de la materia prima donde
se revisó que este en óptimas condiciones de calidad (buena color, sin lesiones físicas y
libres de hongos) sin ningún tipo de alteración, para asegurar un producto de buenas
cualidades nutricionales.
Gráfico Nº 11
Recepción de las lombrices
Elaborado por: Cueva. Katherine /2011
Se realizó un análisis bromatológico a la materia prima para determinar la
composición de la misma. Los resultados fueron los siguientes:
Cuadro No 11
Composición bromatológica de la lombriz
COMPOSICIÓN BROMATOLÓGICA DE LA LOMBRIZ ROJA CALIFORNIANA
BASE
HUMEDAD PROTEÍNA EXT.
ETEREO CENIZA FIBRA
E.L.N.N OTROS
% % % Grasa % % %
Húmeda 81.01 16.13 2.76 0.83 0.00 0.00
Seca 0.00 84.92 14.52 4.39 0.00 0.00
3.7.1.2. Lavado 1
A las lombrices se les sometió a un lavado ya que contienen residuos de materias
extrañas como son palos, tierra, desechos vegetales los cuales podrían alterar el
producto final. El lavado se lo realizó con agua potable hasta que las lombrices se
encuentren totalmente limpias. Se utilizó aproximadamente 4litros de agua por cada 1kg
de lombriz.
3.7.1.3. Sacrificio
Lavadas las lombrices se procede a la preparación de la solución de salmuera al 3%. Las
lombrices son introducidas a la solución por el lapso de 10 – 20 minutos hasta que se
encuentren completamente muertas.
Gráfico Nº 12
Sacrificio de las lombrices
Elaborado por: Cueva. Katherine /2011
3.7.1.4. Lavado 2
Se procede a realizar un segundo lavado para eliminar los residuos de sal que quedaron
al momento del sacrificio. El lavado se lo realiza con agua limpia (potable).
3.7.1.5. Pesado
Se realizó con la finalidad de saber con que cantidad se cuenta para el ingreso al proceso
y poder llevar un control del rendimiento antes de que las lombrices ingresen al secado.
3.7.1.6. Secado
Consiste en eliminar parte del agua presente en las lombrices, para lo cual se utilizó una
estufa con aire recirculatorio a diferentes temperaturas y tiempos de secado, que a través
de un diseño experimental se determinó el mejor tratamiento.
3.7.1.7. Pesado
Una vez seca la lombriz se procedió a pesar para poder determinar su rendimiento.
3.7.1.8. Molido
El molido se lo realizó colocando las lombrices secas en la tolva del molino con la
finalidad de obtener partículas pequeñas, esta operación se la puede realizar en molinos
eléctrico o manual.
3.7.1.9. Tamizado
Se procedió a realizar el tamizado para obtener partículas de concentrado más finas
similar a la de harina, por lo que es necesario hacer pasar el concentrado molido por el
tamiz. Se emplea el tamiz de 0.25 mm para obtener la granulometría optima del
3.7.1.10. Pesado
Una vez tamizada la lombriz se procedió a pesar para poder determinar su
rendimiento.
3.7.1.11. Control de Calidad
El control de calidad consistió en la realización de análisis bromatológicos (humedad,
proteína, grasa, fibra y ceniza.) en el producto terminado y así poder determinar la
composición final del concentrado proteico.
Cuadro No 12
Composición bromatológica de las lombrices
Elaborado por: Agrolab/Laboratorio de Análisis Químico Agropecuario/ 2012
3.7.1.12. Almacenado
Al concentrado proteico se procede almacenar en fundas herméticas a temperatura
ambiente en un lugar fresco y seco.
COMPOSICIÓN BROMATOLÓGICA DE LAS LOMBRICES ROJAS.
BASE
HUMEDAD PROTEÍNA EXT.
ETEREO CENIZA FIBRA
E.L.N.N OTROS
% % % Grasa % % %
Húmeda 81.01 16.13 2.76 0.83 0.00 0.73
3.8. Diseño estadístico para la prueba de hipótesis y determinar el mejor
tratamiento en la obtención del mejor tratamiento
Para la selección de los mejores tratamientos en la obtención del concentrado proteico,
se aplicó un diseño experimental de arreglo factorial A x B implementando un DCA
(Diseño de bloques completamente al azar) con 3 repeticiones.
3.8.1. Grasa
Contenido de grasa de acuerdo a la temperatura y tiempo de secado de las lombrices.
Cuadro Nº 13
Porcentaje de grasa en las lombrices
% DE GRASA DEL CONCENTRADO PROTEICO
TRATAMIENTO S
REPETICIONES
PROMEDIO
R1 R2 R3
A1B1 14.56 14.02 14.92 14.48
A1B2 16.80 16.48 17.02 16.76
A1B3 16.92 16.53 17.37 16.94
A2B1 11.54 12.18 12.35 12.02
A2B2 11.98 12.78 12.73 12.49
A2B3 10.73 10.75 10.66 10.71
A3B1 13.60 13.90 13.33 13.61
A3B2 13.17 15.58 14.02 14.25
A3B3 14.36 14.59 14.24 14.39
Elaborado por: Cueva. Katherine /2011
3.8.1.1. Tabulación numérica de las interacciones
3.8.1.2. Análisis de varianza para la variable grasa
Cuadro de Análisis de la Varianza (SC tipo III)
F.V SC gl CM F p-valor
Réplicas 0,72 10 0,36 1,37 0,2821ns
Temp. 84,18 2 42,09 161,24 <0,0001**
Tiemp. 5,82 2 2,91 11,14 0,0009**
Temp. * Tiemp 11,61 4 2,9 11,12 0,0002**
Error 4,18 16 0,26
Total 106,5 26
Para la variable porcentaje de grasa la tabla de ADEVA con un F calculado al 5%,
resalta los siguientes resultados; todos los factores e interacciones son altamente
significativos, por lo tanto se rechaza la hipótesis nula de igualdad de tratamientos y se
acepta la alternativa. En este estudio la temperatura y tiempo de secado afecta en el
contenido de grasa del concentrado proteico.
Prueba de tukey para la variable temperatura
Test: Tukey Alfa = 0,05 DMS = 0,62148
Error: 0,2610gl: 16
Temp. °C Medias n E.E.
1 16,06 9 0,17 A
3 14,09 9 0,17 B
2 11,74 9 0,17 C
En la prueba de Tukey al 5%, se obtienen tres rangos de significación. En el primer
rango como mejor tratamiento se logra al utilizar 70° C, con un promedio 16.06% de
grasa. Para este estudio temperaturas mayores a esta se obtiene menor porcentaje de
