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Sede Santo Domingo
PortadaFACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Y SISTEMAS DE GESTIÓN
Tesis de grado previa a la obtención del título de:
INGENIERO AGROINDUSTRIAL, MENCIÓN EN ALIMENTOS
“INFLUENCIA DE LOS PARÁMETROS, TIEMPO Y TEMPERATURA DE SECADO DE LA HARINA DE CHOCHO (Lupinus Mutabilis Sweet), EN LAS CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS Y NUTRICIONALES DE LAS GALLETAS INTEGRALES EN LA UTE, EXTENSIÓN SANTO DOMINGO.”
Estudiante: MAURICIO LUIGGI MATUTE ROMÁN
Director de Tesis:
ING. ALEJANDRO BERMÚDEZ
ii
“INFLUENCIA DE LOS PARÁMETROS, TIEMPO Y TEMPERATURA DE
SECADO DE LA HARINA DE CHOCHO (Lupinus Mutabilis Sweet), EN LAS
CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS Y NUTRICIONALES DE LAS GALLETAS INTEGRALES EN LA UTE, EXTENSIÓN SANTO DOMINGO”
Sustentación y aprobación de los integrantes del Tribunal
Ing. Alejandro Bermúdez
DIRECTOR DE TESIS
APROBADO
Ing. Daniel Anzules
PRESIDENTE DEL TRIBUNAL
Ing. María Gutiérrez
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Ing. Juan Crespín
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
iii
Responsabilidad del Autor
El contenido del presente trabajo está bajo la responsabilidad de la autor.
Mauricio Luiggi Matute Román C.I. 172412040-5
Autor: MAURICIO LUIGGI MATUTE ROMÁN
Institución: UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Título de tesis: “INFLUENCIA DE LOS PARÁMETROS, TIEMPO
Y TEMPERATURA DE SECADO DE LA HARINA DE CHOCHO (Lupinus Mutabilis Sweet), EN LAS CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS Y NUTRICIONALES DE LAS GALLETAS
INTEGRALES EN LA UTE, EXTENSIÓN SANTO DOMINGO”
iv
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Sede Santo Domingo
INFORME DEL DIRECTOR DE TESIS
Santo Domingo,………. de……….del 2014.
Ing. Daniel Anzúles
COORDINADOR DE LA CARRERA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
Estimado Ingeniero
Mediante la presente tengo a bien informar que el trabajo investigativo realizado por el señor: MAURICIO LUIGGI MATUTE ROMÁN, cuyo tema es: “INFLUENCIA DE LOS PARÁMETROS, TIEMPO Y TEMPERATURA DE SECADO DE LA
HARINA DE CHOCHO (Lupinus Mutabilis Sweet), EN LAS
CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS Y NUTRICIONALES DE LAS
GALLETAS INTEGRALES EN LA UTE, EXTENSIÓN SANTO DOMINGO”;
ha sido elaborado bajo mi supervisión y revisado en todas sus partes, por lo cual autorizo su respectiva presentación.
Particular que informo para los fines pertinentes.
Aprobación del Director de Tesis
Atentamente,
Ing. Alejandro Bermúdez
v
DEDICATORIA
Dedicatoria
La vida es un camino donde se va aprendiendo el valor del esfuerzo, es un
camino de preparación y constancia, donde las personas buscan los éxitos
día a día y para conseguirlos necesitamos de la bendición de Dios y de las
personas a quienes amamos, por eso dedico con mucho cariño este trabajo a
Dios, a mis padres Maura Román y Luis Matute por darme la motivación y
la confianza necesaria para contribuir con la sociedad, a mis hermanos Liz
Mádelyn y Luis Reysbin por el empuje que me dieron en el transcurso de mi
carrera.
Dios los bendiga siempre.
vi
AGRADECIMIENTO
Agradecimiento
Mis más sinceros agradecimientos a mi tía Julia Román por el apoyo dado
durante toda mi carrera ayudándome a cumplir una de mis metas más
importantes.
Agradezco a los docentes de la carrera de Ingeniería Agroindustrial por los
conocimientos dados en las aulas de la institución.
Dios los bendiga siempre.
vii
ÍNDICE DE CONTENIDOS
Índice
TEMA PÁG.
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 ... xiv
Executive Summary ... xv
CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN 1.1. Planteamiento del problema ... 1
1.2. Justificación de la investigación ... 2
1.3. Objetivos ... 3
1.3.1. Objetivo general ... 3
1.3.2. Objetivos específicos ... 4
1.4. Hipótesis ... 4
CAPÍTULO II REVISIÓN DE LITERATURA 2.1. Antecedentes ... 5
viii
2.2.1. Leguminosas ... 6
2.2.2. El chocho ... 7
2.2.2.1. Nominación del chocho ... 8
2.2.2.2. Clasificación y selección del chocho... 8
2.2.2.3. Desamargado de chocho ... 9
2.2.2.3.1. Hidratación ... 9
2.2.2.3.2. Cocción ... 10
2.2.2.3.3. Lavado ... 11
2.2.2.3.4. Grano Desamargado ... 12
2.2.2.3.5. Conservación ... 12
2.2.2.3.6. Almacenamiento ... 13
2.2.2.4. Mercado y comercialización ... 13
2.2.2.4.1. El producto en el mercado ... 13
2.2.2.4.2. Producto principal y subproductos ... 14
2.2.2.4.3. Productos sustitutos del chocho ... 16
2.2.2.4.4. Productos complementarios ... 16
2.2.2.5. Secadores utilizados en la industria alimenticia: clasificación ... 16
2.2.2.5.1. Secadores directos o convectivos ... 18
2.2.3. Harinas en la panificación ... 19
2.2.3.1. Definición ... 19
2.2.3.2. Características organolépticas ... 19
2.2.3.3. Harinas especiales ... 20
2.2.3.3.1. Harina integral ... 20
2.2.4. Galletas ... 21
2.2.4.1. Clasificación ... 22
2.2.4.2. Componentes básicos de la galleta ... 22
2.2.4.2.1. Azúcar ... 22
2.2.4.2.2. Grasas ... 23
2.2.4.2.3. Huevos ... 23
2.2.4.2.4. Avena ... 23
2.2.4.2.5. Salvado de trigo ... 24
2.2.4.2.6. Esencias ... 24
ix
2.2.6. Molinos ... 25
2.2.7. Transferencia de calor ... 27
2.2.7.1. Transferencia de calor por convección ... 28
2.2.8. Balance de materia ... 28
2.2.9. Balance de energía... 29
2.2.10. Diseño experimental ... 29
2.2.10.1. Diseño completamente al azar ... 30
CAPÍTULO III MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. Sitio del estudio ... 31
3.2. Tipo y nivel de investigación ... 31
3.3. Métodos de investigación ... 31
3.4. Fuentes y técnicas de investigación... 32
3.5. Materiales, equipos e ingrediente para la elaboración de harina de chocho 32 3.5.1. Materiales ... 32
3.5.2. Equipos ... 33
3.5.3. Ingredientes ... 33
3.6. Diseño experimental ... 33
3.6.1. Variables ... 33
3.6.2. Tratamientos ... 34
3.6.3. Unidad experimental ... 35
3.6.4. Método estadístico ... 35
3.6.5. Factores y niveles de estudio ... 35
3.7. Manejo del experimento ... 36
3.7.1. Diagrama de flujo cualitativo para elaboración de harina de chocho (Lab) 36 3.7.1.1. Descripción del diagrama de flujo cualitativo, harina de chocho (Lab) ... 39
3.7.2. Diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de galletas ... 43
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CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. Resultados de la harina de chocho ... 49
4.1.1. Resultados del diseño experimental de la harina de chocho ... 49
4.1.1.1. Contenido de humedad en relación al tiempo y la temperatura de secado ... 49
4.1.1.2. Contenido de proteína en relación al tiempo y la temperatura de secado .... 50
4.1.1.3. Contenido de grasa en relación al tiempo y la temperatura de secado ... 51
4.1.1.4. Discusión del diseño experimental ... 52
4.1.2. Control de calidad de la harina de chocho ... 53
4.1.2.1. Análisis bromatológico de la harina de chocho... 53
4.1.2.2. Análisis de macro y micro minerales de la harina de chocho ... 53
4.1.2.3. Análisis microbiológico de la harina de chocho ... 54
4.1.2.4. Granulometría de la harina de chocho ... 55
4.1.3. Caracterización de la harina de chocho ... 55
4.1.4. Curva de secado... 56
4.1.5. Rendimiento de la harina de chocho ... 60
4.1.6. Costos de la harina de chocho ... 61
4.2. Resultados de las galletas integrales ... 61
4.2.1. Tabulación y gráficas de información de las encuestas ... 61
4.2.2. Control de calidad a las galletas ... 66
4.2.2.1. Análisis bromatológico de la galleta con harina de chocho ... 66
4.2.2.2. Análisis de macro y micro minerales ... 66
4.2.2.3. Análisis microbiológico de la galleta ... 66
4.2.3. Cuadros comparativos con otras galletas ... 67
4.2.4. Rendimiento de las galletas integrales con harina de chocho ... 70
4.2.5. Costo de las galletas integrales con harina de chocho ... 71
4.3. Diagrama de flujo cuantitativo para la elaboración de harina (Lab) ... 72
4.4. Balance de energía del secado del chocho para obtención de harina (Lab) . 76 4.4.1. Dimensionamiento de las bandejas ... 93
xi
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. Conclusiones ... 96
5.2. Recomendaciones ... 98
BIBLIOGRAFÍA ... 99
ANEXOS ... 101
ÍNDICE DE CUADROS Cuadro N° 1. Concentración de nutrientes en el tejido vegetal del cultivo de chocho. ... 14
Cuadro N° 2. Composición de valor nutritivo del chocho y otros granos ... 15
Cuadro N° 3. Contenido de aminoácidos esenciales y otros granos ... 15
Cuadro N° 4. Contenido de ácidos grasos del chocho comparados con otros granos ... 16
Cuadro Nº 5. Esquema del ADEVA ... 30
Cuadro N° 6. Combinación de tratamientos ... 34
Cuadro N° 7. Análisis de varianza ... 35
Cuadro N° 8. Factores y niveles de estudio del chocho ... 35
Cuadro N° 9. Análisis bromatológico del chocho desamargado. ... 40
Cuadro N° 10. Tiempos y temperaturas aplicados en la obtención de harina de chocho ... 41
Cuadro N° 11. Granulometría de la harina de chocho ... 41
Cuadro N° 12. Análisis bromatológico de la harina de chocho ... 42
Cuadro N° 13. Características de la materia prima para galletas integrales ... 46
Cuadro N° 14. Formulación de las galletas integrales con harina de chocho ... 47
Cuadro N° 15. Control de calidad de la harina de chocho ... 53
Cuadro N° 16. Análisis de macro y micro minerales de la harina de chocho ... 53
Cuadro N° 17. Análisis microbiológico de la harina ... 54
Cuadro N° 18. Granulometría de la harina ... 55
Cuadro N° 19. Datos obtenidos para la gráfica de la curva de secado del chocho... 56
Cuadro N° 20. Datos obtenidos para gráfica de velocidad de secado del chocho ... 58
xii
Cuadro N° 22. Costos de la harina de chocho ... 61
Cuadro N° 23. Puntuación del olor de la galleta ... 62
Cuadro N° 24. Puntuación del color de la galleta ... 63
Cuadro N° 25. Puntuación del sabor de la galleta ... 64
Cuadro N° 26. Puntuación de la textura de la galleta ... 65
Cuadro N° 27. Análisis bromatológico de las galletas ... 66
Cuadro N° 28. Análisis bromatológico de minerales en las galletas ... 66
Cuadro N° 29. Análisis microbiológico de la galleta ... 66
Cuadro N° 30. Análisis comparativo de galletas de otras investigaciones ... 67
Cuadro N° 31. Análisis comparativo con galletas comercializadas ... 69
Cuadro N° 32. Rendimiento de las galletas con harina de chocho ... 70
Cuadro N° 33. Costo de las galletas integrales con harina de chocho ... 71
ÍNDICE DE GRÁFICOS Gráfico N° 1. Leguminosas ... 6
Gráfico N° 2. Chocho ... 7
Gráfico N° 3. Harina ... 19
Gráfico N° 4. Galletas ... 21
Gráfico N° 5. Tipos de molinos ... 25
Gráfico N° 6. Modos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación ... 27
Gráfico N° 7. Influencia del tiempo y temperatura en la humedad del chocho ... 50
Gráfico N° 8. Influencia del tiempo y temperatura en la proteína del chocho ... 51
Gráfico N° 9. Influencia del tiempo y temperatura en la grasa del chocho ... 52
Gráfico N° 10. Curva de secado del chocho ... 57
Gráfico N° 11. Velocidad de secado del chocho ... 59
Gráfico N° 12. Aceptación de las galletas integrales con harina de chocho por su olor ... 62
Gráfico N° 13. Aceptación de las galletas integrales con harina de chocho por su color .... 63
Gráfico N° 14. Aceptación de las galletas integrales con harina de chocho por su sabor .... 64
Gráfico N° 15. Aceptación de las galletas integrales con harina de chocho por su textura . 65 Gráfico N° 16. Análisis comparativo de galletas de otras investigaciones ... 68
xiii
Gráfico N° 18. Balance de energía del secador ... 76
Gráfico N° 19. Área de las paredes verticales del secador ... 80
Gráfico N° 20. Área de las paredes Frontal y posterior del secador ... 84
Gráfico N° 21. Área de las paredes horizontales ... 88
Gráfico N° 22. Área de las bandejas del secador ... 93
ÍNDICE DE ANEXOS Anexo N° 1. Cuadros de resultados bromatológicos de la harina de chocho ... 102
Anexo N° 2. Análisis de varianza ... 104
Anexo N° 3. Obtención de datos para la curva de secado del chocho ... 106
Anexo N° 4. Pérdida de humedad (XT) del chocho ... 109
Anexo N° 5. Velocidad de secado ... 110
Anexo N° 6. Balance de materia para la obtención de harina de chocho (Piloto) ... 112
Anexo N° 7. Balance de energía para la obtención de harina de chocho (Piloto) ... 134
Anexo N° 8. Diagrama de flujo cuantitativo de las galletas integrales (Lab) ... 139
Anexo N° 9. Balance de materia de galletas integrales con harina de chocho (Lab) ... 143
Anexo N° 10. Diseño de la planta en 3D del proceso de obtención de harina de chocho . 153 Anexo N° 11. Diseño de la planta en 2D del proceso de obtención de harina de chocho . 154 Anexo N° 12. Vista frontal del equipo ... 155
Anexo N° 13. Vista lateral del equipo ... 156
Anexo N° 14. Vista superior del equipo ... 157
Anexo N° 15. Fotos del proceso ... 158
Anexo N° 16. Resultado de los análisis microbiológicos de la harina de chocho ... 160
Anexo N° 17. Resultado de los análisis microbiológicos de las galletas integrales ... 162
Anexo N° 18. Hoja de encuesta ... 164
Anexo N° 19. Etiqueta de la harina de chocho ... 165
xiv
RESUMEN
Resumen Ejecutivo
El presente trabajo describe el proceso de obtención de harina de chocho implementándola en galletas integrales sustituyendo de esta manera a la harina de trigo, cuyo fin es incrementar el contenido nutricional de dichas galletas. De esta manera estamos industrializando al chocho, dándole valor agregado y una nueva forma de consumo.
En la obtención de harina de chocho se aplicó el diseño experimental completamente al azar, con las variables de tiempo de secado (20, 24, 28 horas) y la temperatura de secado (60, 70, 80 °C), obteniendo mediante análisis bromatológicos como mejor tratamiento la muestra expuesta por 20 horas a 80°C, que contiene el 55.11 % de proteína, y 26.23 % de grasa. Posteriormente al saber el mejor tratamiento, a éste se lo sometió a análisis microbiológicos y de minerales dando como resultado una harina apta para el consumo humano y puede ser considerada como materia prima para la elaboración de galletas.
Para la catación se utilizó los 3 mejores tratamientos en la obtención de la harina de chocho en una formulación base de galleta integral la cual dio con mejor porcentaje de aceptación la galleta integral que utilizó la harina de chocho secada por 20 horas a 80°C.
La elaboración de harina de chocho, tiene un rendimiento del 80.79 % y el costo por cada 100 gramos de producto es de $ 0.56 ctv.
xv
SUMMARY
Executive Summary
The present work describes the obtaining process implementing of chocho flour implementing in whole grain crackers thus replacing to the wheat flour, which aims to increase the nutritional content of the biscuits. In this manner we are industrializing to the chocho, giving aggregate value and a new way of consumption.
In obtaining the chocho flour the experimental design was applied completely random variables with drying time (20, 24, 28 hours) and drying temperature (60, 70, 80 ° C), obtaining by means bromatológicos analysis as best treatment the exposed sample for 20 hours at 80.degree ° C, containing 55.11% protein, and 26.23% fat. Subsequent to know the best treatment, this was subjected to microbiological analysis and minerals resulting fit for human consumption flour and can be considered as raw material for the production of biscuits.
For the coffee cupping it was used the three best three best treatments in obtaining chocho flour in a base formulation which gave whole grain cracker with better percentage for the acceptance integral biscuit chocho flour used dried for 20 hours at 80 ° C.
The elaboration of lupine flour has a yield of 80.79% and the cost per 100 grams of product is $ 0.56 cents.
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
1.1. Planteamiento del problema
1.1.1. Diagnóstico
El chocho es un producto agrícola de alto contenido nutricional que por lo general es consumido en su forma original (grano), mas no es común en harina. Por lo que a pesar de que el cultivo se da en el área andina, el consumo de esta leguminosa ha tenido gran aceptación en otras regiones por su sabor y contenido nutricional, abriendo la posibilidad de crear una nueva presentación al chocho, como es en forma de harina, para que el consumidor tenga nuevas alternativas de nutrición. Por lo tanto es necesario hacer harina de chocho para de esta manera aumentar el valor de nutricional de los alimentos.
1.1.2. Pronóstico
1.1.3. Control del pronóstico
Si se promueve la utilización de harina de chocho, se estaría ganando no sólo en lo económico, sino también en el área nutricional. Dándole un valor nutritivo más alto a las comidas habituales con la harina de chocho, estaríamos aportando a la salud de la población consumidora debido a que tiene un considerable contenido de proteína, calcio, fósforo; y por otra parte también estaríamos incrementando la economía andina de donde es originario el chocho. La creación de la harina de chocho que tiene un buen contenido de nutrientes trae beneficios en la alimentación y además se aprovecha la materia prima producida en nuestro país.
1.2. Justificación de la investigación
1.2.1. Impacto teórico
Este trabajo utiliza las cátedras de: tecnología de cereales, balance de materia y energía, para de esta manera tener el mejor aprovechamiento de las propiedades nutritivas del chocho.
1.2.2. Impacto práctico
Esta investigación tiene como objetivo aumentar la utilización del chocho en forma de harina aprovechando sus nutrientes de una forma diferente a la tradicional.
1.2.3. Impacto metodológico
1.2.4. Impacto social
Las personas tendrán una nueva opción de nutrición ya que el chocho es rico en proteína, calcio y fósforo el cual es un aporte positivo a la comunidad dentro de la industria alimenticia.
1.2.5. Factibilidad
La investigación se encuentra dentro de las líneas de estudio, la cual está financiada por el autor.
1.2.6. Limitante
La limitación del estudio es la falta de información o investigación acerca de la industrialización y usos del chocho. Y la falta de literatura actualizada sobre el tema.
1.2.7. Alcance
La presente investigación propone aprovechar el chocho en una presentación nueva como es en harina, dando al consumidor una alternativa nueva de nutrición.
1.3.Objetivos
1.3.1. Objetivo general
1.3.2. Objetivos específicos
Realizar análisis bromatológico al chocho desamargado para la determinación del porcentaje de proteína y grasa.
Realizar un estudio de tiempo y temperatura de secado del chocho para determinación de los parámetros óptimos en la obtención de harina.
Realizar análisis bromatológico a la harina chocho para la determinación del porcentaje de humedad, proteína y grasa.
Realizar análisis organoléptico a las galletas integrales con harina de chocho para determinar el nivel de aceptación del producto.
Realizar análisis químico a las galletas integrales con harina de chocho para la determinación de calcio, fósforo, proteína y fibra.
1.4. Hipótesis
1.4.1. Hipótesis Alternativa (Ha)
Los parámetros de secado (tiempo y temperatura) en la obtención de harina de chocho, están influyendo significativamente en las características organolépticas y nutricionales, de las galletas integrales.
1.4.2. Hipótesis Nula (Ho)
CAPÍTULO II
REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. Antecedentes
Según la FAO. (1990). “El tarwi es una leguminosa anual, de la cual se utiliza en la alimentación el grano, conocido como chocho.
Esta especie es pariente de los lupinos o altramuces originarios del viejo mundo que aún hoy son cultivados en Europa mediterránea, especialmente en España e Italia, pero que tiene un número cromosómico diferente.
Restos de semillas de tarwi se han encontrado en tumbas de Nazca (100 – 500 años AC). Algunas pinturas estilizadas de esta planta están representadas en cerámicas taiwanaquenses (500 – 1000 DC) de las regiones altoandinas.
Durante la época colonial, la primera referencia sobre el tarwi proviene del Padre Valverde quién, en una carta al rey de España en 1539, sugiere que se paguen los impuestos con este grano.”
En la antigüedad las personas de la región andina usaban el chocho como fuente nutritiva de consumo familiar y para aprovecharlo necesitaban desamargar el chocho, su proceso consistía en hervir el chocho y los colocaban en recipientes permeables, para luego lavarlo con la corriente del agua de río, en una noche el chocho quedaba completamente desamargado por la gran cantidad de agua utilizada en el proceso.
Según M. Moraes R., B. Øllgaard, L. P. Kvist, F. Borchsenius& H. Balslev. (2006). “Los conocimientos y saberes andinos de los agricultores que cultivan el tarwi por la cultura Aymara en Puno, señalan que este grano andino es medicinal y controla diferentes enfermedades como la diabetes, males renales, alivia la resaca y los parásitos externos de animales.”
También es utilizado como forraje y como mejorador del suelo ya que el chocho ayuda a fijar el nitrógeno en el suelo.
2.2. Fundamento teórico
2.2.1. Leguminosas
Gráfico N° 1
Leguminosas
Fuente: Vive Sanamente/2012
Según Gil, A. (2010). “La composición química de las legumbres varía ligeramente entre los distintos tipos de semillas, aunque, en general, se caracteriza por tener un alto contenido de proteínas e hidratos de carbono complejos (fibra dietética y almidón).”
2.2.2. El chocho
Gráfico N° 2
Chocho
Fuente: Proyecto de Adaptación Basada en la Comunidad/2012
Según Jacobsen, S. Sherwood, S. (2002). “El chocho o tarwi (Lupinus mutabilis Sweet) es originario de la zona andina de Sudamérica. Es la única especie americana del género Lupinus domesticada y cultivada como una leguminosa (Blanco, 1982). Su distribución comprende desde Colombia hasta el norte de Argentina, aunque actualmente es de importancia sólo en Ecuador, Perú y Bolivia”.
A mediados del siglo XVII, los indios del Obispado de Quito contaban entre sus alimentos a los chochos.
En el Ecuador la producción y superficie de chocho ha disminuido de manera drástica, aun cuando la tendencia de los últimos años es la de incrementar dichas áreas. El género Lupinus es bastante numeroso con alrededor de 300 a 400 especies. De acuerdo a las evidencias históricas, estas especies tendrían dos centros de origen.”
2.2.2.1. Nominación del chocho
Según. Moraes, M. Øllgaard, L. Kvist, P. Borchsenius, F. & H. Balslev. (2006). “Se lo conoce como chocho o chuchis muti.
Nombre común: Aymara: tauri (Bolivia)
Quechua: tarwi, tarhui (Bolivia, Perú), chuchusmuti (Bolivia), chocho, chochito (Ecuador y Norte del Perú), chuchus (Bolivia), ccequella (Azangaro Perú)
Castellano: altramuz, lupino,chocho
Inglés: Andean lupine, pearl lupin.
2.2.2.2. Clasificación y selección del chocho
Acopio de materia prima
Según INIAP. (2001). “El acopio de materia prima se realiza una vez que se compra a los productores. Las características aceptables del grano son las siguientes:
Porcentaje de humedad: entre 13 y 15
Eliminación de alcaloides
Según Lara, A. (1999). “Los principales alcaloides encontrados en el chocho son:
Lupanina (46%), esparteína (14%), 4-hidroxilupanina (10%), isolupanina (3%), n-metilangustifolina (3%), 13-hidroxilupanina (1%).
Poseen propiedades alcalinas, debido a la presencia del nitrógeno básico formando por lo general núcleos heterocíclicos. Estos en forma libre son insolubles en agua, poco solubles en alcohol y solubles en éter y cloroformo; la mayoría poseen oxígeno en su estructura y son sólidos no volátiles, sin embrago algunos no contienen oxígeno como la esparteína, siendo líquida a temperatura ambiente.”
Se realiza tres procesos: hidratación (14 horas), cocción (40 minutos) y desamargado (4 días). En los procesos se recomienda utilizar agua limpia y siempre hervir por 10 minutos el grano antes de consumir (sistema tradicional).
2.2.2.3. Desamargado de chocho
El procesamiento mejorado se fundamenta en un estudio inicial realizado a nivel de laboratorio y luego en pruebas en un prototipo en planta piloto experimental, lo cual permitió realizar reajuste para la optimización del proceso.
A continuación se detalla los factores que deben considerarse en las fases de hidratación, cocción, lavado, conservación y comercialización, para una planta de desamargado con capacidad de 7000 kg por año.
2.2.2.3.1. Hidratación
Volumen de agua
La capacidad de cada tanque de hidratación de 2500 lts, de tal forma que cubra a la funda que está conteniendo el grano. El agua debe estar limpia. El volumen de agua necesario para cubrir la funda conteniendo el grano es de 45 lts. Esta agua debe ser potable.
Calentamiento de agua
El calentamiento de agua se realiza en 2 modalidades: mediante energía solar y energía eléctrica. La primera a través de paneles (50 %) y la segunda del sistema eléctrico público (50 %). La temperatura apropiada para el inicio de la hidratación es de 40 ºC debe ser al menos de 95 %.
Equipos utilizados
En esta fase de hidratación se requiere los siguientes equipos y materiales: dos tecles, tres sistemas de transporte, seis resistencias.
2.2.2.3.2. Cocción
Martínez, G., González M., Covadonga, M. (2002). “Cocer significa preparar los alimentos crudos, ya sean animales o vegetales, con la ayuda del calor. Así son más fáciles de digerir y además la cocción desarrolla, transforma o refuerza sabores, mejora o retiene colores y texturas, y destruye microorganismos patógenos, enzimas y sustancias tóxicas.”
Tiempo y dureza
Equipos utilizados
Para la cocción se requieren los siguientes equipos y materiales: una cocina semi – industrial: cuatro cilindros de gas, cuatro ollas de 50 lts de capacidad, dos bandejas para manipulación del producto, un sistema de transporte y un tecle.
2.2.2.3.3. Lavado
Según García, I. (2011). “Los alimentos que suelen lavarse antes de cortarlos o cocinarlos son los alimentos vegetales frescos (frutas y verduras, incluidos los ecológicos), y el lavado tiene como finalidad eliminar residuos de plaguicidas, suciedades y restos de tierra que pueden aportar al alimento: bacterias, virus, parásitos y contaminantes, como el plomo.”
Calentamiento del agua
Se requiere agua a 40 °C, lo cual se logra con energía solar mediante paneles que aportan 50 % de la energía total. La energía eléctrica de la red pública contribuye con el 50 % restante de la energía.
Clorinación
Según Baird, C. (2001). “El agente más común para la purificación del agua en América del Norte es el ácido hipocloroso, HOCl. Este compuesto covalente y neutro, mata a los microorganismos, atravesando fácilmente las membranas de sus células.”
Enjuagues
Este proceso consiste en mantener el agua en contacto con el grano. En esta etapa se controla el calentamiento, clorinación y agitación del agua. Se realiza tres lavados hasta obtener el grano de chocho desamargado listo para el consumo. Se debe controlar la temperatura (40°C) del agua de lavado por 1 hora después de realizado el cambio, este se realiza cada ocho horas en el día y a las 16 horas del día siguiente.
Agitación
Este sistema ayuda a la eliminación de alcaloides y funciona las 72 horas mientras se lava el grano.
2.2.2.3.4. Grano Desamargado
El contenido de alcaloides residuales en el grano desamargado debe fluctuar entre 0.02 – 0.07 %, la dureza no debe sobrepasar los 8.2 mm de penetración. El reporte microbiológico debe indicar ausencia de Escherichiacoli y el contenido de aerobios totales no debe ser mayor a 10000.
2.2.2.3.5. Conservación
En agua
Terminando el lavado del chocho, es recomendable mantenerlos en agua fría y limpia antes del empacado. Aún en refrigeración, es recomendable mantener el grano sumergido en agua limpia.
Temperatura ambiental y refrigeración
La temperatura ambiente en el área de pesado, empacado y sellado no deberá pasar de los 22 °C. El grano empacado, a temperatura ambiente, se mantiene sin alteración por dos días y sumergido en agua ocho días. En refrigeración y sumergido en agua el grano es estable por tres semanas.
2.2.2.3.6. Almacenamiento
Según Acosta, R. (2008). “Los alimentos secos, refrigerados o congelados deben ser almacenados en los sectores destinados a tal fin en la planta industrial. Un almacenamiento correcto debe procurar que los alimentos no sufran alteraciones anormales y tampoco reciban ningún tipo de contaminación.”
El mantenimiento del gano sumergido en agua y en refrigeración es el sistema más adecuado para prolongar la vida útil del producto (10 °C). Se puede también congelar el grano, en este caso se produce una ligera modificación de la textura.
2.2.2.4. Mercado y comercialización
2.2.2.4.1. El producto en el mercado
embargo en los últimos años ha tomado mayor importancia especialmente por su valor nutritivo, por el contenido de proteína, grasas no saturadas, fibra y minerales; por lo que en los últimos años instituciones públicas y privadas se han interesado en producir y procesar chocho no sólo para el mercado nacional sino también para el internacional. En los cuadros 2, 3, y 4 se presenta la composición del valor nutritivo, el contenido de aminoácidos esenciales y de ácidos grasos del chocho.
2.2.2.4.2. Producto principal y subproductos
El producto principal es chocho desamargado de alta calidad. Es decir, que el grano seco amargo es sometido a los tres procesos, antes de su consumo: hidratación, cocción y lavado. Este producto es de calidad porque proviene de una producción inicial de tipo agroecológico y posteriormente orgánico y porque en su procesamiento no se utilizan insumos químicos.”
Cuadro N° 1
Concentración de nutrientes en el tejido vegetal del cultivo de chocho (Lupinus mutabilis Sweet) de planta abastecida con todos los nutrientes requeridos y restricción de nutrientes
respectivos. EESC – Pichincha, 1998.
Elementos Sin deficiencia Con deficiencia Nitrógeno 6.66% 3.29%
Fósforo 1.58% 0.22%
Potasio 3.75% 0.35%
Calcio 1.68% 0.53%
Magnesio 0.40% 0.08%
Azufre 0.94% 0.41%
Zinc 280 ppm 28 ppm
Cobre 69 ppm 8 ppm
Hierro 810 ppm 173 ppm Manganeso 366 ppm 47 ppm
Boro 78 ppm 17 ppm
Molibdeno ---- ---
Cuadro N° 2
Composición de valor nutritivo del chocho y otros granosa Chocho
amargo
Chocho desamargado
Soya Fréjol Maní Humedad 9.00 77.05 8.00 12.00 12.00 Proteína 51.07 54.05 40.00 22.00 27.00 Grasa 20.44 21.22 18.00 1.60 42.00 Fibra 7.35 10.37 4.00 4.30 2.00 Ceniza 2.38 2.54 5.00 3.60 2.00 E.L.N 18.75 11.82 17.00 68.50 19.00
Fuente:Villacrés, E; Caicedo, C; Peralta, E. 1998
Cuadro N° 3
Contenido de aminoácidos esenciales y otros granos (mg/g de N total) Aminoácidos Chocho Soya Fréjol Maní
Isoleucina 274 284 262 211
Leucina 449 486 476 400
Lisina 331 399 450 221
Metionina 47 79 66 72
Cistina 87 83 53 78
Fenilalanina 231 309 326 311
Tirosina 221 196 158 244
Treonina 228 241 248 163
Triptófano 110 80 --- 65
Valina 252 300 287 261
Arginina 594 452 355 697
Histidina 163 158 177 148
Alanina 221 266 262 243
Ácido Aspártico 685 731 748 712 Ácido Glutámico 1372 1169 924 1141
Glicina 259 261 237 349
Prolina 257 343 223 272
Serina 317 320 347 299
Total aminoácidos 6051 6157 5662 5887 Total aminoácidos Esenciales 2183 2457 2389 2016
Cuadro N° 4
Contenido de ácidos grasos del chocho comparados con otros granos* Ácidos Grasos Lupinus mutabilis Sweet Maní Soya
Desamargado1 Amargo1 Semidulce
Mirístico Trazas 0.60 0.30 0.10 --- Palmítico 11.28 13.40 9.80 11.00 11.00 Palmitoleico 0.16 0.20 0.40 --- --- Esteárico 7.30 8.52 7.80 3.0 4.00 Oleico 52.53 54 53.90 55.00 22.00 Linoleico 28.40 37.10 25.90 28.00 55.00 Linolénico 2.98 3.03 2.60 1.00 8.00 Araquídico --- 0.20 0.60 1.50 0.40 Behémico --- 0.20 0.50 3.50 0.30 Cuociente P/Sa --- 2.00 1.5 --- ---
Fuente:Villacrés, E; Caicedo, C; Peralta, E. 1998 a
P/S: Poliinsaturados/saturados * % de ácidos grasos totales
1 Variedad ANDINO 450
2.2.2.4.3. Productos sustitutos del chocho
Según el INIAP (2011). “El chocho es un buen sustituto de productos de origen animal como carne, leche, huevos y pueden ser sustituido con productos de origen vegetal como las leguminosas de grano comestible, además de otros granos como el maíz , trigo, cebada, avena, centeno, quinua, a pesar que ninguno de estos alimentos presenta un contenido de proteína similar al chocho.
2.2.2.4.4. Productos complementarios
El producto complementario por su alto contenido de lisina es el maíz, sin embargo para la elaboración de recetas diversificadas a base de chocho se incorporan varios productos de origen animal y vegetal.”
2.2.2.5. Secadores utilizados en la industria alimenticia: clasificación
Las características y propiedades físicas del producto húmedo. Procedimiento apropiado para la selección de un grupo de secaderos para su estudio preliminar en un problema dado.
El procedimiento para trasmitir el calor al sólido húmedo. Más interesante industrialmente y revela diferencias en el diseño y funcionamiento de los secadores.
De acuerdo con este segundo criterio se distinguen los secadores directos, que se utilizan gases calientes en contacto con el sólido húmedo para suministrar el calor y arrastrar líquido vaporizado, los secadores indirectos en los que el calor se transmite al sólido húmedo a través de la pared que lo contiene, eliminándose el líquido vaporizado independientemente del medio calefactor, secadores dieléctricos y secadores por radiación.
Según Maupoey, P. Grau , A. Ana, M. Albors, A. Barat, J. (2001).“Los tipos de secadores utilizados en las industrias agroalimentarias se clasifican en:
Secadores directos o convectivos
Secadores de horno o estufa Secadores e bandejas o de armario Secadores de túnel
Secadores de cinta transportadora
Secadores de torre o de bandejas giratorias Secadores de cascada
Secadores rotatorios
Secadores de lecho fluidizado Secadores por arrastre neumático Secadores por atomización
Secadores por conducción o indirectos
Secadores de bandejas a vacío
Secadores de rodillo
Secadores por radiación
Secadores dieléctricos
2.2.2.5.1. Secadores directos o convectivos
Se caracterizan por utilizar gases calientes que entran en contacto directo con el sólido húmedo al que transmiten calor por convección fundamentalmente y que arrastra fuera del secador los vapores producidos.
Los gases pueden ser:
Aire calentado por vapor de agua
Productos de la combustión
Gases inertes
Vapor recalentado
Aire calentado por radiación solar
En este tipo de secadores el consumo de combustible es tanto mayor cuando más bajo es el contenido de humedad residual del producto final.
2.2.3. Harinas en la panificación
Gráfico N° 3
Harina
Fuente: Huevos fritos/2009
2.2.3.1. Definición
Según Calaveras, J. (2004). “Deberá entenderse por harina, sin otro calificativo, el producto finalmente triturado, obtenido de la molturación del grano de trigo maduro, sano y seco e industrialmente limpio. Los productos finalmente triturados de otros cereales (o granos) deberán llevar añadido, el nombre genérico de la harina del grano del cual procede.
2.2.3.2. Características organolépticas
No debe tener mohos, ni estar rancia, ya que esto indicaría que son harinas de gran proporción de salvado, que son viejas o que están mal conservadas.
Si una harina tiene sabor amargo, suele contener harina de semillas adventicias, y si tiene sabor dulce.
Por lo tanto, una buena harina debe ser:
Color blanco – amarillento
No debe tener olores anormales
Que sea suave al tacto
Que no tenga acidez, amargor o dulzura
Por lo tanto, las condiciones generales para tener una harina normal son:
Estar en perfectas condiciones (olor, sabor, color...)
Proceder de materias primas que no estén: alteradas, adulteradas y contaminadas
Estar exenta de: gérmenes, toxinas y microorganismos perjudiciales (bacterias, mohos)
No sobrepasar límites de plagas
2.2.3.3. Harinas especiales
2.2.3.3.1. Harina integral
Según Hernández, M., Sastre, A. (1999). “Normalmente, la harina integral contiene en su composición salvado hoja y cuarta remolidos y adicionados. Es decir, en la molienda del trigo siempre se separar la harina blanca de los subproductos y después se reformula la harina «integral» para utilización en panaderías. Así pues, aunque la definición de harina integral indica que es la resultante de la molienda del grano complejo de trigo, por condiciones tecnológicas esto no es así exactamente. En la molienda de trigo se trata de evitar en lo posible la contaminación de la harina con el salvado, y, solo cuando es requerido, éste se mezcla posteriormente con aquella en las proporciones establecidas.
Otras harinas especiales son:
Harina desgerminada
Harina mezclada
Harina acondicionada
Harinas enriquecidas.
Harina de fuerza
Harina preparada
Harina de germen
Harina de centeno
2.2.4. Galletas
Gráfico N° 4
Galletas
Fuente: Mi menú sin leche/2013
2.2.4.1. Clasificación
Galletas tipo María, tostadas o troqueladas: se caracteriza por la formación de una masa elástica como consecuencia del desarrollo del gluten, cortado mediante prensa o rodillo troquelado y posteriormente horneado.
Galletas cracker y de aperitivo: se elaboran con harinas y grasas comestibles, generalmente sin azúcar, y las masas se someten a una ligera fermentación para conseguir su tradicional ligereza.
Barquillos con relleno o sin él: se denomina barquillos, obleas o ambrosias los productos obtenidos de la cocción en planchas metálicas de pastas en estado líquido viscoso, formadas por harinas, féculas, glucosa y sal, adquiriendo diferentes formas. Pueden o no rellenarse con azúcar, glucosa, grasa o aromas.
Biscochos secos y blandos: se elaboran con harinas, azúcares y huevos, batido todo a gran velocidad para conseguir que monte adecuadamente, depositándose en moldes o en chapas lisas para su horneado. La clasificación de secos y blandos obedece al porcentaje de humedad del producto acabado.
Pastas blandas: son galletas obtenidas a base de masas cuya peculiaridad consiste en cremar adecuadamente los componentes (azúcar, grasa y otros productos alimenticios), añadir harina, moldear rápidamente para impedir el desarrollo del gluten y hornear.
Galletones: Una galleta grande individual, generalmente con valor nutritivo agregado.”
2.2.4.2. Componentes básicos de la galleta
2.2.4.2.1. Azúcar
las galletas. La adición de azúcar a la receta reduce la viscosidad de la masa y el tiempo de relajación. Promueve la longitud de las galletas y reduce su grosor y peso”.
2.2.4.2.2. Grasas
Según Cabeza Rodríguez, S. (2009). “Las grasas ocupan el tercer puesto en importancia dentro de los componentes de la industria galletera después de la harina y el azúcar. Las grasas desempeñan una misión antiglutinante en las masas, contribuyen a su plasticidad y su adición suaviza la masa y actúa como lubricante. Además, las grasas juegan un papel importante en la textura de las galletas, ya que las galletas resultan menos duras de lo que serían sin ellas. La grasa contribuye, igualmente, a un aumento de la longitud y una reducción en grosor y peso de las galletas, que se caracterizan por una estructura fragmentable, fácil de romper.”
2.2.4.2.3. Huevos
Según Barriga, X. (2012). “Utiliza siempre huevos frescos, de primera calidad y a temperatura ambiente, ya que así será más fácil que se mezclen y emulsionen con el resto de los ingredientes. La cantidad de huevos agregada a la masa determina de manera muy significativa la textura y el volumen de las galletas, con una mayor cantidad de huevo, obtendremos galletas más blandas y esponjosas, con más volumen y menos crujientes.”
2.2.4.2.4. Avena
2.2.4.2.5. Salvado de trigo
Según Reyes, J. (2012). “El salvado de trigo es un cereal que permite perder peso a través de sus propiedades depurativas. Contiene principios nutritivos que lo convierten en un suplemento ideal en las dietas, así como una buena fuente de energía para tu desayuno.
El salvado de trigo posee características específicas que permiten que adelgaces, dentro de las cuales se puede mencionar su contenido en fibra, principalmente fibra insoluble, de acuerdo con botanical-online.com. Esta fibra actúa sobre la pérdida de peso.”
2.2.4.2.6. Esencias
Según Artacho, A. Artacho, J. Leal, R. (2007). “Son sustancias aromáticas que se utilizan
para reforzar el olor y sabor de una preparación o producto alimenticio al que se incorpora.
Existen diferentes tipos en función de su origen, aprobadas por el consejo regulador de Europa.
Producto aromáticos naturales: se obtiene a partir de productos tales como frutos, cortezas de frutos, etc.
Preparados aromáticos naturales: se obtiene de forma similar a los anteriores en cuanto a su origen, pero a partir de macerados, destilados o disoluciones de los productos.
Principios activos aromáticos: responde a sustancias químicas de composición definida, de origen natural, sintética o artificial, capaces por sí solas o asociadas de producir sensaciones mixtas de olor y sabor.
2.2.5. Tamizado
Según Jaramillo, J. (2004). “El tamizado se utiliza para separar los componentes de una mezcla cuando éstos son sólidos y el tamaño de las partículas de cada componente es diferente del de los otros. Así, por ejemplo, para separar una mezcla formada por sal común y harina, pasamos dicha mezcla por un tamiz cuyas perforaciones permitan el paso de las partículas de harina pero no las de sal; la harina pasará a través de las perforaciones quedando la sal en el tamiz.
Si la mezcla está constituida por más de dos componentes, habrá que pasarla sucesivamente por distintos tamices con perforaciones del tamaño adecuado a las partículas de cada uno de ellos. De esta manera los distintos componentes se van separando uno a uno en cada tamizado.”
2.2.6. Molinos
Gráfico N° 5
Tipos de molinos
Fuente: Ortiz Cañavate, J. /2003
Según Ortiz, J. (2003). “Existen cinco tipos de molinos trituradores de granos:
estos últimos de mayor rendimiento. Su efecto es producir una presión aplastante tan intensa entre las dos superficies de las muelas o piedras, que las envueltas de los granos revienten, destruyéndose la estructura interna. El diámetro de las piedras oscila entre 20 y 50 cm, y la velocidad de giro entre 250 y 1000 r/min.
Los molinos de disco son similares a los de piedras, pudiendo asimismo ser de eje horizontal o vertical. Están formados por unos discos estriados o provistos de dientes, cuyo diámetro es de 20 a 25 cm, y su velocidad de giro de 500 a 800 r/min.
Los molinos de cilindros o rodillos estriados están formados por dos cilindros rugosos de eje horizontal de fundición dura, que pueden girar a la misma o a diferente velocidad. El diámetro de los cilindros es de 15 a 25 cm y la anchura de 20 a 35 cm según el rendimiento de la molienda que se desee.
Los molinos de rodillos lisos se utilizan para aplastar avena. Uno de los rodillos es accionado y el otro gira libremente, sirviendo la avena aplastada de embrague de rozamiento, haciendo que ambos cilindros marchen a la misma velocidad. El diámetro de los cilindros es de 15 a 40 cm. Su rendimiento es pequeño, de orden de 300 a 500 kg/hora.
2.2.7. Transferencia de calor
Según Frank P. (1999). “Transferencia de calor (o calor) es la energía en tránsito debido a una diferencia de temperaturas.
Siempre que exista una diferencia de temperaturas en un cuerpo o entre cuerpos, debe ocurrir una transferencia de calor.
Según se muestra en la figura 1.1, nos referimos a los diferentes tipos de procesos de transferencia de calor como modos. Cuando existe un gradiente de temperatura en un medio estacionario- que puede ser un sólido o un líquido- utilizamos el término
conducción para referirnos a la transferencia de calor que se producirá a través del medio. En cambio, el término convección se refiere a la transferencia de calor que ocurrirá entre una superficie y un fluido cuando están a diferentes temperaturas. El tercer modo de transferencia de calor se denomina radiación térmica. Todas las superficies con temperatura finita emiten una transferencia de ondas electromagnéticas. Por tanto, en ausencia de un medio, existe una transferencia neta de calor por radiación entre dos superficies a diferentes temperaturas.”
Gráfico N° 6
Modos de transferencia de calor: conducción, convección y radiación
2.2.7.1. Transferencia de calor por convección
Según Esplugas, S., Chamarro, M. (2005). “Cuando la transferencia de calor involucra fluidos, la convección de calor es un mecanismo de transmisión muy importante. Aunque existe conducción, ésta queda “enmascarada” dentro de la convección o del desplazamiento del fluido, de una zona a otra, causado por agentes externos, como bombas y compresores, o por la presencia de gradientes de densidad que, a su vez, son provocados por diferencias de temperatura.”
2.2.8. Balance de materia
Según Ragatz, A. (1982). “Un balance de materia de un proceso industrial, es una contabilidad exacta de todos los materiales que entran, salen, se acumulan o se agotan en el curso de un intervalo de tiempo de operación dado. Un balance de materia es de este modo una expresión de la ley de conservación de la masa teniendo en cuenta aquellos términos.
Si se hiciesen medidas directas del peso y composición de cada corriente que entra o sale de un proceso durante un intervalo de tiempo dado y de variación en el intervalo de material dentro del sistema durante aquel intervalo de tiempo, no sería necesario ningún cálculo. Pocas veces esto es factible, y de ahí que se hace indispensable el cálculo de las incógnitas.
El principio general de los cálculos de balance de materia es establecer un número de ecuaciones independientes igual al número de incógnitas de composición y masa.”
Según Batty, C. Folkman, S. (1983). “La materia se determina mediante la siguiente ecuación:
En donde:
ƩMi = suma de todas las velocidades de flujo de masa que entran ƩMe = suma de todas las velocidades de flujo de masa que salen 23
Δt = intervalo de tiempo durante el cual la masa dentro del volumen de control cambia en ΔMvc
ΔMvc = diferencia de masa a volumen constante.”
2.2.9. Balance de energía
Según Batty, C. Folkman, S. (1983). “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.”
2.2.10.Diseño experimental
Según Serrano, R. (2003). “El término diseño experimental describe las siguientes fases del experimento:
Identificación de factores que afectan a los resultados de un experimento. Se entiende que nos referimos a factores conocidos y controlables.
Minimizar el efecto de factores desconocidos o incontrolables. La energía
que entra en el sistema
La energía que sale del sistema
= + El cambio de energía en el sistema
Análisis estadístico para separar los efectos de cada factor y descubrir el de otros no conocidos, obteniendo así la máxima cantidad de información relevante.
Un diseño experimental adecuado conseguirá en muchos casos que los datos obtenidos cumplan con las premisas paramétricas y permitirá la aplicación de pruebas estadísticas muy potentes y útiles para la interpretación de resultados experimentales.”
2.2.10.1. Diseño completamente al azar
Según Aa.vv. (2008). “Cuando las parcelas experimentales son homogéneas o no se es capaz de anticipar respuestas diferenciales de cada una de ellas, la mejor opción desde el punto de vista del diseño de experimentos es asignar los tratamientos, de manera completamente al azar.”
Cuadro Nº 5
Esquema del ADEVA
CV%= (√) *100
Fuente: Aa.vv. /2008
Leyenda:
F.C. = factor de corrección F.C. = (Ʃ total)2 / n
xi= tratamientos o= observaciones
CV%= coeficiente de variación
CAPÍTULO III
MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Sitio del estudio
En las instalaciones de la Universidad Tecnológica Equinoccial ubicada en la ciudad de Santo Domingo.
3.2. Tipo y nivel de investigación
La investigación es experimental, no observacional y relacional.
Experimental: Al no haber este producto, es necesario experimentar para su obtención.
No observacional: Es necesaria la manipulación durante el proceso realizando los cambios necesarios.
Relacional: debido a que las variables no se relacionan inversamente.
3.3. Métodos de investigación
Método inductivo: La presente investigación estudiará los cambios que ocurren en la elaboración, con el objetivo de conseguir un producto nuevo para el consumo humano, aplicando diferentes procesos y técnicas.
Método deductivo: Al concluir la presente investigación y teniendo ya al alcance la información suficiente se podrá llegar a las conclusiones definitivas sobre el proceso.
3.4. Fuentes y técnicas de investigación
Fuentes primarias
Investigación directamente dirigida a especialistas relacionados con el tema de la presente investigación.
Fuentes secundarias
Libros
Tesis
Revistas
Periódicos
Técnicas
Encuestas
Revisión de literatura
Internet
Determinación del nitrógeno (método Kjendahl)
Extracción de grasa (método Soxhlet)
Determinación de agua (desecación)
3.5. Materiales, equipos e ingrediente utilizados en la elaboración de harina de chocho
3.5.1. Materiales
Ollas
Fundas ziploc
3.5.2. Equipos
Balanza analítica
Molino
Cocina industrial
Estufa
3.5.3. Ingredientes
Chocho amargo
3.6. Diseño experimental
3.6.1. Variables
Variable independiente
Tiempo de secado
Temperatura de secado
Variable dependiente
Características organolépticas de la harina de chocho y de las galletas de harina de chocho
Color
Olor
Textura
Características microbiológicas de la harina de chocho y de las galletas de harina de chocho
Coliformes
Escherichia Coli
Aerobios mesófilos totales
Mohos y levaduras
Estafilococcus Aureus
Características nutricionales de la harina de chocho y de las galletas de harina de chocho
% Proteína
% Grasa
3.6.2. Tratamientos
Con 3 niveles de tiempo de secado de la harina y 3 niveles de temperatura de secado de la
harina
Cuadro N° 6
Combinación de tratamientos
Interrelaciones Tratamientos
A1B1 A1B2 A1B3 A2B1 A2B2 A2B3 A3B1 A3B2 A3B3
20 hrs * 60°C 20 hrs * 70°C 20 hrs * 80°C 24 hrs * 60°C 24 hrs * 70°C 24 hrs * 80°C 28 hrs * 60°C 28 hrs * 70°C 28 hrs * 80°C
3.6.3. Unidad experimental
Chocho amargo.
3.6.4. Método estadístico
En la presente investigación se aplicó el Diseño Completamente al Azar (DCA), con arreglos factoriales A*B, con 3 repeticiones. Con prueba Tukey al 0.05
Cuadro N° 7
Análisis de varianza
Fuente de variación (F de V). Grados de libertad (g.l).
Total 26
A 2
B 2
A x B 4
Error experimental 18
Fuente: Matute Mauricio
3.6.5. Factores y niveles de estudio
Cuadro N° 8
Factores y niveles de estudio del chocho
Factores Niveles
A= Tiempo de secado
A1 = 20hrs A2 = 24hrs A3 = 28hrs
B = Temperatura de secado
B1 = 60 ºC B2 = 70 ºC B3 = 80 ºC
3.7. Manejo del experimento
3.7.1. Diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de harina de chocho a nivel de laboratorio
COCCIÓN HIDRATACIÓN
RECEPCIÓN
Chocho amargo
Agua Vapor
LAVADO 1
Chocho amargo
Agua
Chocho amargo
Chocho amargo
Agua Agua
Chocho desamargándose 40 min
Agua Materias Extrañas
LAVADO 2
Agua Agua
LAVADO 3
Agua Agua
1
Chocho desamargándose
LAVADO 4
Agua Agua
LAVADO 5
Agua Agua
LAVADO 6
Agua Agua
LAVADO 7
Agua Agua
LAVADO 8
Agua Agua
LAVADO 9
Agua Agua
Chocho desamargado 1
U= Chocho desamargándose
Chocho desamargándose
Chocho desamargándose
Chocho desamargándose
2
SEMI TRITURADO
PESADO
MOLIDO SECADO
DESPERDICIOS
TAMIZADO
Chocho semi triturado
Chocho semi triturado pesado
Vapor
Chocho seco
Harina de chocho
DESPERDICIOS
DESPERDICIOS
Harina de chocho 20 H * 80°C
SELECCIÓN
Chocho seleccionado
DESPERDICIO
2
3
3.7.1.1. Descripción del diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de harina de chocho a nivel de laboratorio
3.7.1.1.1. Recepción
Se receptan los chochos amargos los cuales deben estar generalmente en buen estado, de color blanco y con una humedad que no supere el 12 %. El porcentaje de materias extrañas deben tener un máximo del 0.05 %.
3.7.1.1.2. Hidratación
En este proceso se coloca agua en un recipiente en relación 4.5:1 a una temperatura de 25 °C. Luego se coloca el chocho en el recipiente con agua. La hidratación se la realiza durante 14 horas.
ALMACENADO PESADO
Harina de chocho
Harina de chocho 25°C
3
3.7.1.1.3. Cocción
Se coloca agua en una olla en relación 1.5: 1 con respecto al peso del chocho hidratado. Luego se coloca el chocho a la olla procediéndola hacer hervir (100 °C) en una cocina industrial durante 45min con un gasto de GLP de 2 kg.
3.7.1.1.4. Lavado
El proceso de lavado se lo realiza en tinas que contienen agua en relación 5:1 con respecto al peso del grano de chocho hidratado a una temperatura de 25 °C. El chocho es colocado en estas tinas durante 8 horas luego se procede a cambiar en agua. El cambio de agua se lo realiza 9 veces.
3.7.1.1.5. Selección
Ya con el chocho desamargado se procede a separar el chocho que este de color verde claro o de color café y solo pasa al proceso el que este de un color amarillo claro.
Cuadro N° 9
Análisis bromatológico del chocho desamargado.
HUMEDAD PROTEÍNA GRASA CENIZA FIBRA ELNN
% % % % % %
75,22 10,16 5,96 0,39 2,28 5,98
0 41,00 24,07 1,56 9,22 24,15
Fuente: Agrolab
3.7.1.1.6. Semi triturado
3.7.1.1.7. Pesado
Se realiza el pesado con el objetivo de saber cuánto entra al proceso de secado y no haya exceso de materia prima dentro del secador. El pesado se lo realiza a 25 °C y con un tiempo estimado de 3 minutos.
3.7.1.1.8. Secado
Se precalienta la estufa 15 minutos antes, estableciendo los parámetros a secar (tiempo - temperatura) en base al diseño experimental. Se coloca al chocho en 3 bandejas disponibles de la estufa y se esparce en toda la superficie, posteriormente se introduce a la cámara.
Cuadro N° 10
Tiempos y temperaturas aplicados en el proceso de obtención de harina de chocho Tiempo (h) Temperatura (°C)
20 60
24 70
28 80
Fuente: Matute Mauricio
3.7.1.1.9. Molido
El chocho seco se lo coloca en un molino éste puede ser manual o industrial facilitando la obtención de la harina teniendo muy en cuenta el tamaño de las partículas.
Cuadro N° 11
Granulometría de la harina de chocho TAMIZ P. CHOCHO
SECO
P.
DESPERDICIOS
P. DE LA HARINA
%
RENDIMIENTO TAMIZ N°
1 mm 85.17gr 12.67gr 72.51gr 85.13 TAMIZ N°
0.5 mm 95.24gr 22.44gr 72.80gr 76.43 P. Final 180.41gr 35.11gr 145.31gr
3.7.1.1.10.Tamizado
Este proceso ayuda a separar las partículas más grandes de las más pequeñas. Lo óptimo es utilizar un tamiz de 0.5 mm, para obtener partículas más pequeñas. El tamizado se lo realiza en el menor tiempo posible para evitar que el producto se humedezca.
3.7.1.1.11.Pesado
Se pesa la materia tamizada, para proceder a sacar el rendimiento del producto. Se lo realiza a temperatura ambiente con un tiempo estimado de 3 minutos.
3.7.1.1.12.Almacenado
Se almacena el producto final a temperatura ambiente (25 °C) en un lugar seco.
Cuadro N° 12
Análisis bromatológico de la harina de chocho
HUMEDAD PROTEÍNA GRASA CENIZA FIBRA ELNN
% % % % % %
1,38 55,39 25,77 1,25 12,52 3,68
0 56,17 26,13 1,27 12,7 3,73
3.7.2. Diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de galletas integrales con harina de chocho
1 Azúcar
RECEPCIÓN
Recepción
Nuezmoscada
Pesado
H2O=7%
ST=93%
Azúcar
Azúcar
Margarina
Margarina
Margarina
Huevo
Huevo
Huevo
Esencia de vainilla
Esencia de vainilla
Esencia de vainilla
MEZCLADO 1 PESADO
RECEPCIÓN
PESADO
RECEPCIÓN
PESADO
RECEPCIÓN
2
RECEPCIÓN
Recepción
Nuezmoscada
Pesado
H2O=7%
AMASADO
1 2
Desperdicio de masa
REPOSO
MOLDEADO
HORNEADO
ENFRIADO
EMPACADO
ALMACENADO
Mezcla amasada
Masa Reposada
Masa Moldeada
Galletas
Galletas Enfriadas
Galletas Empacadas
3.7.2.1. Descripción del diagrama de flujo cualitativo para la elaboración de galletas integrales con harina de chocho a nivel de laboratorio
3.7.2.1.1. Recepción
Se receptan todos los ingredientes utilizados para la elaboración de las galletas y se verifica que los ingredientes estén cerrados garantizando la asepsia.
Cuadro N° 13
Características de la materia prima para galletas integrales con harina de chocho
Materiales Descripción
Harina de chocho Secada a 80°C por 20horas
Avena Tipo hojuelas simples
Azúcar Morena
Huevo Fresco de tamaño mediano
Mantequilla Fresca con omega 3, 6, 9
Salvado Seco que no exceda el 12% de humedad Polvo de Hornear Royal para repostería
Esencia de vainilla Industrializada color caramelo
Elaborado por: Matute Mauricio
3.7.2.1.2. Pesado
Cuadro N° 14
Formulación de las galletas integrales con harina de chocho
Materiales Cantidad (kg) Porcentaje (%)
Harina de chocho 0,125 22,3
Avena 0,125 22,3
Azúcar 0,125 22,3
Huevo 0,065 11,6
Mantequilla 0,100 17,9
Salvado 0,013 2,3
Polvo de Hornear 0,005 0,9
Esencia de vainilla 0,002 0,4
Total 0,56 100,0
Elaborado por: Matute Mauricio
3.7.2.1.3. Mezclado
En este punto se realizan 2 mezclas debido a la naturaleza de los ingredientes. La primera mezcla contiene el azúcar, la margarina, huevos y la esencia de vainilla, posteriormente se procede a batir, lo que formará una masa pastosa. En la segunda mezcla se unen en un recipiente la harina de chocho, avena, salvado de trigo y polvo de hornear, por ser ingredientes con baja humedad no forman masa.
3.7.2.1.4. Amasado
La mezcla 1 se coloca sobre la mezcla 2 lentamente y se amasa constantemente para evitar la formación de grumos y conseguir una masa homogénea. El amasado se lo realiza durante 15 minutos.
3.7.2.1.5. Reposo
3.7.2.1.6. Moldeado
La masa es dividida en pequeñas partes con ayuda de moldes, dando la forma que se desee. Para realizar el moldeado se requiere de un rodillo y una tabla de picar.
3.7.2.1.7. Horneado
El horneado se lo realiza a 200 °C por 40 minutos, para que las masas moldeadas tomen las características organolépticas propias de las galletas.
3.7.2.1.8. Enfriado
A las galletas se las deja enfriar a temperatura ambiente (25 °C) durante 15 min.
3.7.2.1.9. Empacado
Se empacan en fundas de polipropileno porque son las adecuadas para este tipo de alimento ya que no permite que ingrese la humedad pero también se pueden usar fundas de polietileno utilizadas también en procesos alimenticios.
3.7.2.1.10. Almacenado
