Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle
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Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería
1-1-2000
Aprovechamiento de la harina de soya desengrasada en la
Aprovechamiento de la harina de soya desengrasada en la
industria galletera
industria galletera
Angela Marcela Serrato C. Universidad de La Salle, Bogotá Diana Marcela Bernal A. Universidad de La Salle, Bogotá
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Citación recomendada Citación recomendada
Serrato C., A. M., & Bernal A., D. M. (2000). Aprovechamiento de la harina de soya desengrasada en la industria galletera. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_alimentos/669
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APROVECHAMIENTO DE LA HARINA DE SOYA DESENGRASADA EN LA INDUSTRIA GALLETERA
ANGELA MARCELA SERRATO C.
DIANA MARCELA BERNAL A.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS SANTAFÉ DE BOGOTA
APROVECHAMIENTO DE LA HARINA DE SOYA DESENGRASADA EN LA INDUSTRIA GALLETERA
ANGELA MARCELA SERRATO C.
DIANA MARCELA BERNAL A.
Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero de Alimentos
Director RAFAEL GUZMAN
Químico
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS SANTAFÉ DE BOGOTA, D.C.
________ Nota de aceptación
Presidente del jurado
Jurado
Jurado
Hoy que culmino con éxito mi carrera, dedico este proyecto reflejo de mi esfuerzo a Dios, pues sin su ayuda espiritual no lo habría logrado. A mis padres y a mis hermanos personas tan maravillosas que con su amor, ternura, apoyo, comprensión y alegría, lograron en mí subir el ánimo en momentos difíciles y me llenaron de fortaleza y de energía positiva. A mis amigas Marce, Nizma, Sandra y Diana por su amistad y ayuda desinterezada. Estoy segura que en esta nueva etapa que comienza en mi vida seguiré contando con ellos.
Diana Marcela
A Dios, por estar a mi lado en cada momento, por darme la fortaleza de emprender cada nuevo día y seguir adelante.
A mi Mamá por ser padre y madre al mismo tiempo, por enseñarme a vivir, a crecer y a emprender cada nuevo día con la esperanza de que será mejor que el anterior.
A Néstor, por ser el mejor hermano y por soportar mis malos momentos.
A mi tío Arturo, por ser el hombre más maravilloso del mundo, por ser mi apoyo y por estar desde siempre y para siempre.
A mis Abuelos y Tíos, por sus consejos, por creer en mí y por estar siempre dispuestos a ayudarme. A Weimar, por su amor, comprensión y por ser la motivación de cada nuevo día.
A Marce, a Nizma, Sandra y Diana por aguantarme, comprenderme y enseñarme que la verdadera amistad existe.
ANGELA MARCELA
AGRADECIMIENTOS
Los autores expresan sus agradecimientos a:
Rafael Guzmán, Químico y Director de la investigación, por sus valiosas orientaciones, colaboración y apoyo durante el desarrollo del proyecto.
Camilo Rozo Bernal, Decano de la facultad de Ingeniería de Alimentos, por su constante motivación, por sus orientaciones y por brindarnos su tiempo en los momentos que lo necesitabamos.
Gloria Velazco Velosa, Jefe de la división de molineria y panadería de Deltagen LTDA., por su valiosa orientación acerca del uso de los emulsificantes en la industria galletera.
Deltagen LTDA, por facilitarnos los emulsificantes adecuados para el desarrollo del proyecto.
Antonio José Soto, Gerente Financiero de Lloreda Grasas S.A., por su colaboración, pues sin su ayuda no hubiese sido posible desarrollar con éxito el proyecto.
Y a todas aquellas personas que de una u otra forma colaboraron desinteresadamente en el desarrollo del proyecto.
CONTENIDO Pág. INTRODUCCION OBJETIVOS 1. REVISION BIBLIOGRAFICA 1.1 DEFINICIONES 1 1.1.1 Soya 1 1.1.2 Harina de soya 4 1.1.3 Harina de trigo 4 1.1.4 Emulsificante 5 1.1.5 Galleta 7 1.1.6 Galleta dulce 7 1.1.7 Proteínas 7
1.1.8 Indice de solubilidad de nitrógeno 7
1.1.9 Indice de dispersibilidad de la proteína 8
1.2 GENERALIDADES 8
1.2.1 Soya 8
1.2.1.1 Posibilidades de aprovechamiento de la soya 9
1.2.1.2 Composición fisicoquímica 10
1.2.1.3 Efecto del tratamiento térmico 12
1.2.1.4 Beneficios a la salud 13
1.2.1.5 Beneficios a los infantes 14
1.2.2 Harina de Soya 15
1.2.2.2 Composición fisicoquímica 17 1.2.2.3 Aspectos funcionales 17 1.2.3 Galleta Dulce 20 1.2.3.1 Obtención 21 1.2.3.2 Composición fisicoquímica 22 1.3 EMBALAJE 22 1.3.1 Empaque 23
1.3.1.1 Funciones del Empaque 23
1.3.1.2 Tipos de Empaques Primarios 24
1.4 EQUIPOS 27 1.4.1 Hornos 27 1.4.2 Amasadoras 28 1.4.2.1 Amasadoras Continuas 28 1.4.2.2 Amasadoras Discontinuas 28 1.4.3 Laminadores 30 1.4.4 Cortadoras 30 2. MATERIALES Y METODOS 32 2.1 MATERIAS PRIMAS 32 2.1.1 Harina de Trigo 32 2.1.2 Harina de Soya 32 2.1.3 Almidón de Maíz 32 2.1.4 Azúcar 33 2.1.5 Grasa 33 2.1.6 Sal 33 2.1.7 Monoglicéridos 33 2.1.8 Polvo de Hornear 33 2.1.9 Huevo 33 2.1.10 Sabor 33 2.1.11 Agua 33 2.2 ELABORACION DE GALLETA 34
2.2.2 Cremado 34 2.2.3 Amasado 34 2.2.4 Laminación y corte 35 2.2.5 Horneado 36 2.2.6 Enfriamiento 38 2.2.7 Empaque 38 2.2.8 Almacenamiento 38 2.3 FORMULACION 40 2.4 DISEÑO EXPERIMENTAL 41 2.5 PRUEBAS FISICOQUIMICAS 41 2.6 PRUEBAS MICROBIOLOGICAS 42
2.6.1 Recuento total de mesófilos 42
2.6.2 Recuento total de coliformes fecales 42
2.6.3 Recuento total de coliformes totales 42
2.6.4 Recuento de hongos y levaduras 43
2.6.5 Estafilococos coagulasa positiva 43
2.6.6 Salmonella 43
3. ANALISIS Y DISCUSION 45
3.1 ANALISIS DE LAS FORMULACIONES 45
3.2 BALANCE DE MATERIA 47
3.2.1 Muestra patrón 47
3.2.1.1 Amasado 47
3.2.1.2 Laminado y cortado 48
3.2.1.3 Horneado 49
3.2.2 Resumen de pérdidas de las 4 formulaciones 50
3.3 ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS 50 3.3.1 Proteína 50 3.3.2 Grasa 52 3.3.3 Humedad 54 3.3.4 Fibra 56 3.3.5 Cenizas 58
3.4 ANÁLISIS ESTADÍSTICOS 60
3.5 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS 65
3.6 ANÁLISIS SENSORIAL 66
3.7 VIDA UTIL DEL PRODUCTO 71
3.7.1 Galletas empacadas sin exposición a la luz 72
3.7.2 Galletas expuestas al ambiente 72
3.8 Evaluación de costos 74 4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5 BIBLIOGRAFIA 6. ANEXOS
LISTA DE CUADROS
Pág
Cuadro 1. Contenido de vitaminas y minerales de la soya. 3
entera y de la harina de soya (por 100 mg). Cuadro 2. Participación sobre la producción nacional 9
Cuadro 3. Composición del frijol – soya. 10
Cuadro 4. Contenido de aminoácidos esenciales de algunos alimentos (mg de aminoácido) 11
Cuadro 5. Composición física de la harina de soya con grasa 17
Cuadro 6. Formulaciones. 40
Cuadro 7. Significado y cantidad del balance de materia en el amasado. 48
Cuadro 8. Significado y cantidad del balance de materia en el laminado y cortado. 49
Cuadro 9. Significado y cantidad del balance de materia en el horneado. 49
Cuadro 10. Pérdidas de las 4 formulaciones. 50
Cuadro 11. Porcentaje de proteína de la galleta. 51
Cuadro 13. Porcentaje de humedad de la galleta. 55
Cuadro 14. Porcentaje de fibra de la galleta. 57
Cuadro 15. Porcentaje de cenizas de la galleta. 59
Cuadro 16. Proteína 61
Cuadro 17. Grasa. 61
Cuadro 18. Humedad. 62
Cuadro 19. Cenizas. 62
Cuadro 20. Fibra. 63
Cuadro 21. Proteína (ANAVA). 63
Cuadro 22. Grasa (ANAVA). 64
Cuadro 23. Humedad (ANAVA). 64
Cuadro 24. Cenizas (ANAVA). 64
Cuadro 25. Fibra (ANAVA). 64
Cuadro 26. Muestra 1 (10% inclusión de harina desengrasada de soya). 67
Cuadro 27. Muestra 2 (7.5% inclusión de harina desengrasada
de soya). 67
Cuadro 28. Muestra 3 (5% inclusión de harina desengrasada de soya) 68
Cuadro 29. Muestra 4 (Patrón- sin inclusión de harina desengrasada de soya). 69
Cuadro 30. Características organolépticas de las galletas empacadas. 72
Cuadro 31. Características organolépticas de las galletas expuestas al ambiente 73
Cuadro 32. Cantidad en gramos de las 4 formulaciones 74
Cuadro 33. Costos de la materia prima 75
Cuadro 34. Costo total de producción 76
LISTA DE FIGURAS
Pág.
Figura 1. Empaques primarios 26
Figura 2. Batidora 35
Figura 3. Horno 37
Figura 4. Bolas de masa de las 4 formulaciones 46
Figura 5. Galletas horneadas de las 4 formulaciones 46
LISTA DE GRAFICOS
Pág .
Gráfico 1. Proteína vs Harina de soya 52
Gráfico 2. Grasa vs Harina de soya 54
Gráfico 3. Humedad vs Harina de soya 56
Gráfico 4. Fibra vs Harina de soya 58
Gráfico 5. Cenizas vs Harina de soya 60
Gráfico 6. Escala vs porcentaje de la muestra 1 67
Gráfico 7. Escala vs porcentaje de la muestra 2 68
Gráfico 8. Escala vs porcentaje de la muestra 3 69
LISTA DE ANEXOS
Pág.
Anexo A. Norma ICONTEC para galletas NTC 1241 84
Anexo B. Norma ICONTEC para la harina de trigo NTC 267 86
Anexo C. Norma de calidad de compra de la harina desengrasada de soya 90
Anexo D. Norma ICONTEC para la fécula de maíz NTC 1055 93
Anexo E. Norma ICONTEC para el azúcar NTC 778 95
Anexo F. Norma ICONTEC para la margarina NTC 250 97
Anexo G. Norma ICONTEC para la sal NTC 1254 100
Anexo H. Norma ICONTEC para los monoglicéridos NTC 1582 102
Anexo I. Norma ICONTEC para el huevo NTC 1240 104
Anexo J. Norma ICONTEC para el agua NTC 813 105
Anexo K. Fichas técnicas Equipos 108
Anexo L. Cálculos de los análisis fisicoquímicos 110
Anexo M. Equipos para la determinación de proteína, grasa, humedad, cenizas, y fibra 112
Anexo N Cálculos de los análisis estadísticos 117
Anexo Ñ. Resultados de las pruebas microbiológicas 118
LISTA DE DIAGRAMAS
Pág.
Diagrama 1. Proceso de obtención de la harina de soya 16 Diagrama 2. Proceso de manufactura de la galleta dulce 21 Diagrama 3. Elaboración galletas de soya 39
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue elaborar una galleta dulce con sustitución parcial de harina de trigo por harina de soya desengrasada. Se realizaron tres formulaciones con tres distintos porcentajes de adición de soya desengrasada y se compararon con una muestra patrón sin soya, para evaluar las distintas variaciones que se pueden presentar. A nivel fisicoquímico se realizaron análisis de: proteína, cenizas, humedad, grasa y fibra, en donde se encontró que la variación más notoria la presentó el contenido de proteína, cuyo porcentaje aumentó a medida que se incrementó la cantidad de soya adicionada. Se realizaron también análisis microbiológicos como: recuentos de Mesófilos, Coliformes totales, fecales, Hongos y Levaduras, investigación de Stafilococos cuagulasa positiva y Salmonella, los cuales se hicieron en producto fresco y quince días después de su elaboración, determinandose así una calidad bacteriológica la cual fue buena. Se realizó un seguimiento sensorial con la cual se estableció la calidad en cuanto sabor, textura, olor y color que junto con los resultados arrojados en las pruebas microbiológicas, se determinó que el producto presentó vida útil de quince días. Además se analizaron costos de materia prima para saber el precio que el producto tendrá en caso de ser comercializado.
Debido a que las galletas están dirigidas en su mayoría a los niños , se realizó un panel sensorial con ellos, arrojando como resultado que los diferentes porcentajes de inclusión de soya desengrasada en galletas no presentó diferencias significativas a nivel sensorial, siendo de esta forma aceptadas por los panelistas.
INTRODUCCION
Los alimentos dirigidos en su mayor parte a los niños pueden ser objeto de fortificaciones. La fabricación industrial de estos productos, especialmente los que son a base de cereales ofrecen una oportunidad para un enriquecimiento en proteína. El alimento enriquecido tiene por definición, un contenido superior al alimento de partida; el objetivo nutritivo intentado es la corrección de una carencia reconocida ó a la cobertura de una necesidad proteíca. La tasa de fortificación contenida en un alimento dado debe tener en cuenta:
- El objetivo nutricional
- El nivel de consumo del alimento - El nivel de fortificación del alimento
Debido a la composición de aminoácidos esenciales de la proteína de soya, el resultado es que no solamente se aumenta el nivel de proteína, sino que adicionalmente hay una mejoría en la calidad de la proteína de la mezcla de harinas desde el punto de vista nutricional.
OBJETIVOS
GENERAL
Elaborar una galleta dulce con sustitución parcial de harina de trigo por harina de soya desengrasada.
ESPECIFICOS
4 Caracterizar la harina de soya como materia prima para la elaboración de la galleta
4 Establecer el porcentaje de sustitución de harina de soya desengrasada más adecuado para obtener una galleta con las condiciones sensoriales y fisicoquímicas requeridas
4 Evaluar las diferentes variaciones que se puedan presentar en el desarrollo y obtención del producto para optimizar las condiciones del proceso
4 Realizar los respectivos balances de materia para el proceso
4 Evaluar las características fisicoquímicas y microbiológicas del producto 4 Establecer la calidad sensorial del producto por medio de análisis sensoriales
1. REVISION BIBLIOGRAFICA
En el desarrollo del proyecto se pretende elaborar un producto fortificado con harina de soya, el cual se conoce como galleta que se define como un producto compuesto por harina de trigo, azúcar, y grasa principalmente, esta se divide en trozos pequeños, que son moldeados y horneados.
1.1 DEFINICIONES
1.1.1 Soya: es una leguminosa considerada como una de las más importantes
de China y una de las cinco semillas sagradas que llegó al Japón en el siglo VII a.C. y actualmente es un producto básico en la comida Japonesa. En 1908 llegó la primera carga de soya a occidente. Allí fue procesada para obtener aceite y harina, esta última fue usada como alimento animal (1). En Colombia se hicieron las primeras siembras experimentales de soya en la Estación Agrícola Experimental de Palmira en el año de 1928. Investigaciones posteriores en esta estación formaron las bases para el desarrollo de la producción comercial en el Valle del Cauca. A pesar de los resultados satisfactorios de la investigación, la soya, no logró establecerse como cultivo comercial sino a mediados de la década del 50 cuando comenzó a funcionar la fábrica Grasas S.A. de Buga (2).
La soya (Glycine max), es una planta que se cultiva principalmente como cosecha productora de aceite, pero la tecnología más reciente ha encontrado que la harina rica en proteína que queda después de la extracción del aceite, constituye un material importante y valioso como base para la alimentación. Por ejemplo, mediante un proceso de reforma y texturización de la proteína de soya, se han
elaborado productos análogos a la carne que ofrecen alimentos con un alto contenido proteico y mucho más baratos que la carne de los grandes mamíferos (3). En cuanto al valor nutritivo la soya, esta se caracteriza por su alto contenido en proteína y adicionalmente contiene minerales como: potasio, fósforo, azufre, magnesio, hierro, cloro, manganeso, sodio, zinc, cobre y yodo(1). Ver cuadro 1
Cuadro 1. Contenido de vitaminas y minerales de la soya entera y de la harina de soya (por 100 g)
VITAMINAS FRIJOL – SOYA HARINA DESGRASADA
HUMEDAD 10 10 PROTEINA 40 48 GRASA 20 1.0 CENIZA 5 7.0 Tiamina mg 1.1 - 1.75 1.1 - 1.5 Beta caroteno UI 20-40 Riboflavina mg 0.2 - 0.23 0.4 - 0.44 Niacina mg 2 - 2.590 2.030 - 2.910 Acido pantoténico mg 1.2 4.7 - 5.060 Piridoxina mg 0.64 Biotina µ g 60 Acido fólico µ g 230 80-90 Inositol mg 190-260 Colina mg 340 Acido ascórbico mg 20 MINERALES Calcio mg 160-470 420-640 Fósforo mg 420-820 600 Magnesio mg 220-240 Zinc mg 4.9 Hierro mg 9-15 11-16 Manganeso mg 320 Cobre mg 120
1.1.2 Harina de soya: se elabora a partir de las hojuelas desgrasadas de soya
después de ser removido el aceite de soya. El contenido de proteína de estos productos oscila entre el 40 y 55%. Típicamente las harinas están hechas a partir de las hojuelas las cuales han sido tratadas térmicamente (tostadas) para optimizar el sabor, nutrición y absorción de agua (1).
1.1.3 Harina de trigo: el trigo es un cereal que constituye la mayor cosecha del
mundo, seguido por el arroz; crece en cualquier tierra arable, con excepción de las regiones árticas. De todas las gramíneas cultivadas, la harina de trigo se distingue de los demás y es casi única por su dotación proteica la cual forma una masa gomosa y pegajosa cuando es mezclada con agua, cuya sustancia recibe el nombre de gluten. Hay otras harinas con esta propiedad y por cierto, de ninguna manera en el mismo grado y cantidad: son los obtenidos del Centeno y el Triticale. Existe un gran número de especies y variedades del género Triticum (trigo), pero es de exclusivo interés las variedades de Triticum aestivum, conocido como trigo pan. En lugares con estaciones donde el clima es extremado, y particularmente donde los inviernos, por lo regular no son demasiado fríos, se siembra trigo de invierno, la sementera (siembra) se realiza en otoño y antes de que el terreno se hiele, se inicia ya algo de crecimiento. Sin embargo, en áreas más continentales, con temperaturas invernales extremadas, se siembra el trigo generalmente en primavera y se llama trigo de primavera. La diferencia en calidad es importante dado que las variedades de invierno, tienden a producir un grano más blando con menor contenido de proteína que las variedades de primavera. El trigo para la molienda se clasifica en: duro, medio o blando, según sea el carácter físico del grano. Los tipos duros tienden a ser más ricos en proteína, como los de primavera y tienen endospermo vítreo (parte central blanca, harinosa que produce la harina). Al moler, se deshace el grano y los gránulos de almidón se pueden lesionar fácilmente o con severidad cuya consecuencia puede ser de alta absorción de agua al formarse la masa. En contraposición, los trigos blandos al molturarlos producen un tipo de harina plumoso (polvosa) con almidón menos lesionado y con
inferior poder de absorción acuosa. Los niveles de proteína son típicamente bajos o muy bajos y la proteína rinde un gluten que es menos resistente y más extensible. El trigo medio esta en posición intermedia. Los trigos duros rojos de primavera canadienses y americanos cuya sigla en inglés es HRS, son buenos ejemplos de trigos duros. Los trigos europeos, algunos australianos y el blando rojo de invierno americano cuya sigla corresponde en inglés SRW, son ejemplos de trigos blandos. Los trigos duro rojo americano de invierno, plata (América del Sur), de la URSS y algunos australianos se encuentran en la categoría media, según su índice de dureza(3). La producción de harina de trigo se hace por molienda seca del grano, la cual es un proceso mecánico y dispendioso destinado a la separación anatómica de los tres componentes. En primer lugar, se debe acondicionar el grano de forma que el contenido de humedad inicial sea del 15%, para trigos blandos buscando que las capas de salvado deben estar ligeramente más húmedas que el conjunto pues así se ponen más correosas y se evita su pulverización con la harina. Luego se tritura el grano con rodillos estriados que giran a velocidades diferentes. Se trata de conservar el salvado en trozos del mayor tamaño posible y hacer salir el endospermo, que es separado en forma de partículas gruesas. Con una combinación de cribados y aspiraciones se separan los trozos mayores y más ligeros de salvado, y después se reducen de tamaño progresivamente los trozos del endospermo hasta el polvo que se llama harina. Dependiendo de la naturaleza del trigo y de la experiencia del molinero, se obtienen harinas más o menos contaminadas o no con salvado. El germen es blando y más rico en lípidos que el resto de las otras partes y durante la reducción del endospermo a harina se transforma en escamas planas más grandes, facilitándose su eliminación por tamizado. De todas formas, algunas partículas de germen, pasan junto con harina(4).
1.1.4 Emulsificante: los emulsificantes forman un vasto grupo de sustancias
cuya función es estabilizar mezclas de dos líquidos inmiscibles. En el contexto de alimentación, los líquidos inmiscibles son normalmente aceite (grasa) y agua, y se
comprenderá que el efecto de cualquier tipo de emulsificante variará según la proporción de aceite y agua y que estén implicados otros ingredientes como: almidón, proteína y aire. Algunos de los compuestos que funcionan como emulsificantes en alimentación, tiene también propiedades acomplejantes sobre al almidón y las proteínas. Hay muy pocos emulsificantes naturales, y solamente la lecitina, obtenida principalmente de la semilla de soya, ha sido empleada corrientemente. Sin embargo, desde hace unos 40 años se conoce la utilidad de los monoglicéridos especialmente preparados, o compuestos relacionados, y mucho más recientemente se ha producido un rápido desarrollo de otros compuestos, cada uno con sus características particulares tensoactivas y acomplejantes en la industria de la alimentación. Estas sustancias pueden actuar de modos diferentes, entre los que se encuentra:
$ Estabilizando emulsiones de aceite en agua $ Estabilizando emulsiones de agua en aceite $ Modificando la cristalización de la grasa
$ Alterando la consistencia de la masa, adhesividad y gelificación del almidón, proteína y azúcares
$ Lubricando las masas pobres en grasa
Los tipos de emulsificantes son:
. Lecitina
. Mono/diglicéridos . Esteres poliglicéridos
. Derivados ácidos de los monoglicéridos . Esteres del propilenglicol
. Estearil lactatos
1.1.5 Galletas: son productos en su mayoría derivados de cereales (harina de
trigo, avena, etc.) y horneados, con contenidos de humedad final inferiores al 5%. Los principales ingredientes son: harina de trigo, grasa y azúcar, a partir de estos es posible obtener una variedad casi infinita de productos(5).
1.1.6 Galleta dulce: se caracterizan por contener la estructura del gluten bien
desarrollada, pero con el aumento de azúcar y grasa, el gluten se hace menos elástico y más extensible. La característica primordial es la de una galleta con la superficie lisa, que tiene un ligero brillo o lustre y textura abierta, uniforme que la hace delicada al paladar. Esto se consigue con un sutil equilibrio entre las exigencias del amasado y el procesamiento (3).
1.1.7 Proteínas: son nutrientes esenciales, cuya función es la de proteger,
reparar y construir los tejidos del ser humano; además son polímeros formados por aminoácidos de los cuales, existen 22 diferentes, todos se sintetizan en el cuerpo humano, excepto 8. A estos últimos se les denomina esenciales, ya que el hombre debe ingerirlos a través de la dieta y así poder llenar sus necesidades fisiológicas. Durante la digestión las proteínas, se descomponen en sus aminoácidos constituyentes que son absorbidos y pasan a la corriente sanguínea y se convierten en materia (síntesis de proteína) que el organismo necesita para crecer, mantenerse y restablecerse. El organismo utiliza los aminoácidos y no las proteínas tal como son(6).
1.1.8 Indice de solubilidad de nitrógeno (ISN): es un método que se utiliza para
determinar la solubilidad de la proteína, el cual, usa un sistema de agitación lento para hacer el extracto, y el valor ISN es el porcentaje de nitrógeno total de la muestra que se disuelve(6).
1.1.9 Indice de dispersabilidad de la proteína (IDP): método utilizado para
determinar la solubilidad de la proteína, que emplea un agitador de alta velocidad para la extracción de la muestra. El valor de IDP es el porcentaje de proteína total que es dispersado (6).
1.2 GENERALIDADES
1.2.1 Soya: desde su introducción y adopción como cultivo comercial en Colombia
(con variedades introducidas de Estados Unidos como Missoy, Mamoth Yellow, Biloxi, Aksarben y años más tarde Acadian, Hale 3, Hill y Davis) ha ido en progreso tanto en la agroindustria como en el desarrollo tecnológico. La soya tradicionalmente se ha cultivado en la zona templada, sin embargo en Colombia, área tropical se sembraron en 1989 cerca de 111.300 hectáreas con una productividad superior a las 2 ton/ha y cuya producción se destina a la extracción de aceites comestibles y proteína para la industria de concentrados. En 1960, la soya se incorpora al programa de leguminosas del ICA y se comienza la producción y selección de líneas híbridas para dar origen a las primeras variedades desarrolladas en el país que se cultivan comercialmente. A mediados de la década del 70, la empresa privada comenzó el desarrollo de variedades a partir de selecciones dentro de introducciones. La producción de semillas ha presentado una tendencia de crecimiento de 4.479 toneladas en 1982 a 8.553 toneladas en 1991, con algunas fluctuaciones debido a situaciones de mercadeo, en 1985 presentó una disminución en su crecimiento, en 1986 continúa su aumento y se observa una estabilidad en los años 1989-1990-1991; en 1990 disminuye un poco debido a perspectivas de la apertura internacional de mercados y precios de demanda en el producto comercial; las cifras de rendimiento colocan a Colombia a la cabeza los países de mayor rendimiento unitario, la demanda
interna de este producto, los precios remunerativos y la disponibilidad de semillas mejoradas y de asistencia técnica han sido factores importantes en el incremento del cultivo en Colombia(2). La proteína de la soya es de excelente calidad, con un rendimiento promedio de 2 toneladas por hectárea y un contenido de 36% proteína, una hectárea de soya produce 720 kilogramos de proteína por hectárea (7). En el cuadro 1, se puede observar la participación de los departamentos Colombianos en la producción de soya
Cuadro 2. Participación sobre la producción nacional de soya - 1997
DEPARTAMENTO PRODUCCION (Ton) PARTICIPACION %
Caldas 336 0.37 Casanare 2514 2.78 Cauca 1168 1.29 Cesar 240 0.27 Huila 534 0.59 Meta 20280 22.46 Quindio 2344 2.60 Risaralda 122 0.14 Tolima 25036 27.73 Valle 37724 41.78 TOTAL 90298 100
FUENTE: Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural
1.2.1.1 Posibilidades de aprovechamiento de la soya: recientemente la soya
ha ganado aceptación en los países de occidente. Hoy la encontramos en diferentes lugares de la economía, donde es utilizada para hacer velas, esmaltes. pinturas, tintas para imprenta, substitutos de la goma y del jabón, lo mismo que en alimentos como harinas, aceites, leche y sus derivados. En la actualidad se está
utilizando como proteína de soya texturizada en la elaboración de productos cárnicos con el fin de mejorar la retención de agua y las características fisicoquímicas del producto terminado(1).
1.2.1.2 Composición fisicoquímica:
Cuadro 3. Composición del frijol-soya
COMPONENTE % PROTEINA 40 CARBOHIDRATOS 25 GRASA 20 AGUA 10 CENIZAS 5
FUENTE: ASA (American Soybean Association)
- Proteínas: las proteínas del frijol soya se encuentran almacenadas en partículas
esféricas de diámetros que varían entre 2 y 20 micrómetros llamados cuerpos proteínicos o aleuronas, los cuales son casi proteína pura. El aparato digestivo humano rompe las proteínas a través de varios mecanismos en sus aminoácidos constituyentes, los cuales pasan a través del intestino delgado a la sangre y de ahí a cada una de las células del cuerpo. Las proteínas de los alimentos contienen tanto aminoácidos esenciales como no esenciales en diferentes proporciones, pero para que cada célula pueda formar el tipo de proteína específica que necesita, los aminoácidos indispensables deben estar presentes en cantidades y proporciones adecuadas. Dentro de los vegetales existen otros alimentos, muy abundantes y relativamente baratos conocidos como leguminosas. Las proteínas de las leguminosas carecen de ciertos aminoácidos esenciales, pero aquellos aminoácidos en que son deficientes las leguminosas se encuentran
abundantemente en los cereales, por esto las proteínas de los cereales y las leguminosas se complementan, y se recomiendan comer en un mismo plato.
El cuadro siguiente muestra el contenido de aminoácidos esenciales en distintos alimentos, así como los patrones de aminoácidos utilizados para comparar la calidad de las distintas proteínas. De todas las leguminosas, la soya es la que tiene mayor cantidad y mejor calidad de proteína por esto se utiliza para fortificar productos a base de cereales como el maíz y el trigo (4).
Cuadro 4. Contenido de aminoácidos esenciales de algunos alimentos (mg de aminoácido por g de proteína IAA)
ISOLEUCINA LEUCINA LISINA CISTEINA TIROSINA TREONINA TRIPTOFANO VALINA COMPUTO QUIMICO FAO/OMS 40 70 55 35 60 40 10 50 100 HUEVO 54 86 70 57 93 47 17 66 100 CASEINA 64 101 79 34 112 44 14 72 97 ARROZ 52 86 38 36 92 38 10 66 69 H DE MAIZ 47 132 29 32 107 40 6 52 53 H DE TRIGO 42 71 20 31 79 28 11 42 36 GLUTEN DE TRIGO 42 68 17 36 80 24 10 42 31 H DE SOYA 53 77 63 32 82 40 14 52 91 CONCEN. DE SOYA 47 80 65 27 91 43 14 50 77 AISLADO SOYA 48 81 65 27 92 38 14 48 77
Fuente: ASA (Internet) IAA = Indice de aminoácidos
-Hidratos de carbono, vitaminas y minerales de la soya: los principales
azúcares en el frijol de soya maduro son: sacarosa (disacárido), rafinosa (trisacárido) y estaquiosa (tetrasacárido). Un dato interesante es que el frijol soya no contiene almidón, un polisacárido comúnmente presente en muchos cereales. Un área posible de preocupación en el uso de productos de soya, es la flatulencia, la cual es causada principalmente por la rafinosa y la estaquinosa. La harina de soya desengrasada contiene cerca de un 6% de estos azúcares. Puesto que la mucosa intestinal del hombre no posee actividad de la enzima alfa-galactosidasa, estos azúcares no se hidrolizan y por lo tanto no pueden ser absorbidos. Por ello estos azúcares pasan directamente a la parte baja del tracto intestinal, donde son atacados por bacterias anaérobicas que los metabolizan, dando como resultado dos de los gases principales en la flatulencia, bióxido de carbono e hidrógeno. Desde el punto de vista práctico, se considera importante el nivel de consumo de soya, dado que es poco probable que se consuman 100 g de soya, durante una sola comida, además los niveles de estaquinosa y rafinosa en los productos de soya son generalmente tan bajos que no existe prácticamente ningún riesgo de problemas de flatulencia (4). La soya también contiene diferentes cantidades de vitaminas y minerales, dependiendo de su estado de maduración, el contenido de vitaminas y minerales se puede observar en el cuadro 1.
1.2.1.3 Efecto del tratamiento térmico: Un índice ampliamente aceptado como
medida del tratamiento térmico es el porcentaje de proteína soluble el cual indica el bajo tratamiento térmico asociado con buenas características de color, sabor a frijol y alta actividad ureásica. A medida que aumenta la intensidad del tratamiento térmico, el color se hace cada vez más oscuro, se inactiva la ureasa y desaparece el sabor a frijol. Si el tratamiento térmico es muy riguroso aparecerá un sabor a tostado y el índice de solubilidad de proteína será menor del 10% (3). Este tratamiento en los productos de soya sirve para mejorar el sabor, para aumentar el valor nutritivo y para inactivar los sistemas enzimáticos. Es de importancia entender el efecto del calor húmedo sobre las proteínas de la soya pues se
desnaturalizan rápidamente. La desnaturalización de las proteínas por medio del calor las torna insolubles. La máxima insolubilización tiene lugar en 15 a 20 min de tratamiento con vapor a presión atmosférica. Hay dos métodos comunes para medir la desnaturalización de las proteínas, el ISN (Indice de solubilidad de nitrógeno) y el IDP (Indice de dispersibilidad de la proteína). Ambos métodos utilizan la extracción del producto de soya con agua y el análisis de los extractos resultantes por el método Kjeldahl. Los valores IDP son generalmente más altos que los valores ISN debido a un mayor grado de división durante la extracción. Una harina de soya con un mínimo de tratamiento por calor húmedo, tendrá un valor IDP de 90 a 95 mientras que una muestra tostada tendrá un valor IDP de 10 a 20. Por tal razón la harina de soya que se debe utilizar es aquella que tenga un ISN alto, es decir, una harina de baja cocción (1).
1.2.1.4 Beneficios a la salud
- Colesterol y enfermedades del corazón: Con base en un estudio (8) se
encontró que la adición de proteína de soya reemplazando la proteína animal en la dieta, baja el nivel de colesterol en la sangre. Los efectos de la disminución del nivel de colesterol por la soya han sido atribuidos a las proteínas, una clase fitoquímica encontrada en el frijol de soya. La soya contiene naturalmente altos niveles de proteínas que reducen el colesterol total y el LDL (Low Density Lipoprotein) colesterol que es llamado también el colesterol malo. La incidencia de las enfermedades coronarias es bajo en naciones que consumen productos de soya dentro de su dieta. Esta es una buena noticia para aquellas personas que poseen altos niveles de colesterol. El 1% de la reducción del colesterol está asociado con un 2 a 3% de la reducción de los riesgos de enfermedades coronarias; basados en los resultados obtenidos (9) esto puede ser asumido por la ingesta diaria de 20 a 50 g de aislado de soya dando como resultado un 20 a 30% en reducción de riesgo de enfermedades del corazón (10).
- Cáncer: investigadores (11) destacan un punto importante como es el vínculo
entre el consumo de soya y la reducción de diversos tipos de cáncer. Esto fue probado a través de mujeres asiáticas que consumen una dieta basada en soya reduciendo de esta forma la presencia de cáncer de seno.
• La Daidzeina y la Genisteina son dos isoflavonas primarias encontradas en el
frijol soya. Estos compuestos pueden reducir el riesgo de numerosos cánceres incluyendo los de seno, pulmón, colon, recto, estómago y próstata (12).
- Síntomas de menopausia: el estrógeno producido por los ovarios es crucial
para el funcionamiento saludable del sistema reproductivo de la mujer. La disminución en la producción de estrógeno es una señal de menopausia y puede producir una variedad de síntomas incluyendo dificultades en la regulación de la temperatura corporal. Estudios (13) indican el consumo de isoflavonas de soya reducen la frecuencia e intensidad de calores en la mujer menopausica (14).
1.2.1.5 Beneficios a los infantes: se realizaron experimentos (15) para evaluar
la conveniencia del uso de proteína de soya en niños y lactantes llegándose a la conclusión que los productos de soya debidamente procesados, fueron comparables con la leche en cuanto a su calidad proteica para preescolares y niños más grandes. Para lactantes de término se acepta en general que las fórmulas con base en proteína de soya promueven el crecimiento en forma similar a las fórmulas con base en leche de vaca. Además, las fórmulas con soya pueden producir menos alergias que las de leche de vaca. Los niños prematuros que tiene una edad gestacional baja y peso inferior al normal padecen de una absorción diferente de la lactosa y las grasas como síntomas secundarios relacionados con su inmadurez. Las fórmulas con base en soya ofrecen la ventaja de carecer de lactosa y tener grasa más o menos digestible. La proteína de soya puede utilizarse como fuente única de proteína en la dieta humana. La digestibilidad de una proteína se refiere a la capacidad del hombre o de los animales para hidrolizarla
con los ácidos del estómago y con las enzimas proteolíticas para producir péptidos pequeños y aminoácidos libres. Esencialmente, todas las proteínas para consumo, en particular las de origen vegetal, requieren de algún tratamiento térmico con el objeto de desnaturalizar las proteínas lo suficiente para permitir el adecuado desdoblamiento enzimático y la digestión. La digestibilidad puede medirse en el hombre proporcionando cantidades conocidas de proteína y midiendo la pérdida de nitrógeno las heces. En el caso de productos con base en soya adecuadamente procesada, se puede esperar una digestibilidad real del 92-100% (1).
1.2.2 Harina de soya (6)
1.2.2.1 Obtención: la harina de soya es posible obtenerla siguiendo el diagrama
Diagrama 1. Proceso de obtención de la harina de soya
TRATAMIENTO TERMICO (VAPOR) FRIJOL DE SOYA
(GRANO)
RECIBO Y GRADUACION (Soya para consumo animal)
SOYA PARA CONSUMO HUMANO
REMOCION DE MATERIAL EXTRAÑO
ALMACENAMIENTO LIMPIEZA TRITURACION DESCASCARADO CASCARA ACONDICIONAMIENTO LAMINACION
EXTRACCIÓN CON SOLVENTE ACEITE
DESOLVENTIZACION
SOLVENTE HOJUELAS DESGRASADAS
MOLIENDA SECA
HARINA DE SOYA
CRUDA (ALTO ISN) MOLIENDA HUMEDA
HARINA DE SOYA COCIDA (BAJO ISN)
1.2.2.2 Composición fisicoquímica:
Cuadro 5. Composición química de la harina de soya con grasa
COMPONENTE % Humedad Proteína Grasa Cenizas Fibra cruda Extracto libre de nitrógeno 8.4 51.1 1.0 3.9 2.0 33.6 TOTAL 100.0 Fuente: ASA
1.2.2.3 Aspectos funcionales: las harinas de soya desengrasadas utilizadas en
panificación se diferencian por su contenido de proteína, grasa, solubilidad de la proteína, actividad de la ureasa, lipoxidasa y tamaño de partícula, en relación con los provenientes de cerales y otras fuentes posibles de panificación. La solubilidad de la proteína es una medida del porcentaje de proteína soluble en agua bajo condiciones controladas y es una medida del grado de tratamiento térmico al cual ha sido sometida la hojuela de soya. La solubilidad proteínica está íntimamente relacionada con las propiedades funcionales que se requieren para los productos de panificación. Las principales enzimas presentes en la harina de soya son: lipoxidasa. ureasa, amilasa, lipasa y proteasa. La actividad enzimática de la harina de soya está relacionada con la solubilidad proteínica en virtud de que el
tratamiento térmico desnaturaliza la actividad enzimática. Por lo tanto, si se desea una harina de soya con actividad de lipoxidasa se deberá usar una harina de soya con un índice de dispersabilidad de la proteína relativamente alto. El frijol soya contiene factores que deben ser inactivados para obtener el máximo valor nutricional. Un ejemplo de esto es el factor antitrípsina, el cual retarda la acción de la enzima tripsina en el sistema digestivo humano. Estos factores son termolábiles o sea que son destruidos por el calor, por lo que un indicativo de desnaturalización proteínica (bajo IDP, ISP O ISN) también proporciona un indicativo de inactivación de esos factores biológicos (1)
- Harina de soya desengrasada: la harina de soya desengrasada (de color claro
y sabor neutro) se produce moliendo hojuelas desengrasadas hasta un tamaño de partícula similar al de la harina de trigo. Se pueden obtener harinas de soya desengrasadas con un amplio rango de ISP y la aplicación para productos de panificación para cualquier harina depende de las características impartidas por el grado de tratamiento térmico empleado. En galletas el uso de 2 a 5% de harina desengrasada de soya cruda mejora la producción y se obtiene una galleta con características crujientes (4). En la elaboración de productos con soya desengrasada, las hojuelas pueden ser molidas en diferentes grados de finura para producir un producto con tamaño de partícula grande al cual se le denomina sémola, o un producto de tamaño muy pequeño y fino que es la harina. Un sabor a nuez tostada se le puede incorporar a las galletas mediante el uso de sémola tostada (4).
- Harina de soya lecitinada: la lecitina tiene un sin número de propiedades
funcionales que son muy útiles en la elaboración de productos de panificación. Dentro de sus usos está la característica de actuar como emulsificante, como un agente que facilita las mezclas y una ayuda para obtener una mayor facilidad de despegar los productos de sus moldes de fabricación. La lecitina es también un
antioxidante natural y realza la estabilidad de las vitaminas en los productos de panificación. Se recomienda el uso de harina de soya lecitinada para la formulación de donas que tienen niveles bajos de yema de huevo, ya que la lecitina es un emulsificante natural que se encuentra presente en la yema de huevo y lo que se logra es una sustitución natural de ingredientes. En productos de pastelería, como pastas de hojaldre se pueden elaborar más fácilmente y retener sus características de frescura, cuando se utiliza en sus formulaciones harina de soya lecitinada en un nivel del 2 al 4%, en base al peso de la harina (16).
- Sémola de soya: en la elaboración de productos de soya desgrasada, las
hojuelas pueden ser molidas en diferentes grados de finura para producir un producto con tamaño de partícula grande al cual se le denomina sémola, o un producto de tamaño muy pequeño y fino, que es la harina. La sémola de soya tiene la misma composición química que la harina, siendo su única diferencia el tamaño de partícula. La sémola de soya fuertemente tostada, con un IDP de 20-30, se utiliza en la elaboración de pan integral, multigrano y de tipo natural, para adicionar color y un ligero sabor a nuez tostada. En esta aplicación el uso normal es de 2 a 4% de sémola tostada, en base al peso de la harina (4).
- Concentrados de proteínas de soya: los concentrados de proteínas de soya
se elaboran por medio de la extracción de los carbohidratos hidrosolubles, minerales y otros constituyentes menores, así como por inactivación de enzimas que producen sabores desagradables y factores antitripsina. Estos productos tienen características de bajo sabor (insípidos), comparados con el sabor característico asociado con otros productos de soya. Los concentrados varían en color, sabor, tamaño de partícula, absorción de agua y absorción de grasa, estas características son de suma importancia en la industria panificadora (4).
- Harina de soya enzimáticamente activa: la harina de soya enzimáticamente
activa es harina de soya desgrasada que ha sido procesada de tal manera que retenga la actividad de la enzima lipoxidasa. Un segundo tipo de harina de soya enzimáticamente activa se procesa sin eliminar las grasas, obteniéndose una harina de soya integral enzimaticamente activa. Esta harina no se comercializa como tal, sino que se mezcla con otros ingredientes, como harina de maíz. La harina de soya enzimáticamente activa es utilizada principalmente en la elaboración de pan blanco y bisquets (4).
- Harina de soya integral con alto contenido de grasa: la harina de soya
integral se procesa de tal forma que retenga la grasa presente en el frijol de soya; En este caso no se utiliza el proceso de extracción por solventes, aunque si se somete a un tratamiento térmico ligero, con el objetivo de disminuir su actividad enzimática. Las harinas de soya con alto contenido graso (reengrasadas), son harinas desengrasadas a las cuales se les ha adicionado cantidades variables de aceite de soya. Las harinas de soya con alto contenido de grasa más comunes contienen 6% o 15% de aceite de soya agregado (16).
1.2.3 Galleta dulce: los procesos para obtener diferentes tipos de galletas son
muy similares y el que se describe a continuación se puede aplicar para otros tipos de galletas como las semidulces (3).
1.2.3.1 Obtención
Diagrama 2. Proceso de manufactura de la galleta dulce RECEPCION DE MATERIA PRIMA
CREMADO
FORMACION DE LA PIEZA DE MASA (Amasado)
LAMINACION CALIBRACION Y CORTE HORNEADO ENFRIADO EMPAQUE ALMACENAMIENTO
1.2.3.2 Composición fisicoquímica: la composición fisicoquímica para las
galletas está definida en la Norma Icontec 1241. Todas las galletas sin importar si estas son dulces, semidulces, o saladas deben cumplir con los parámetros que la norma establece para este tipo de producto (Ver anexo A). (5)
1.3 EMBALAJE
Los materiales constituyen un factor clave, pues su misión es a la vez proteger y exponer los productos. Hay varios factores implicados en la exposición apropiada, pero la protección es más fácil de definir. Los productos deben estar convenientemente aislados de humedad atmosférica, pues son muy higroscópicos y se reblandecen cuando absorben humedad. También deben ser protegidos de la luz fuerte, y si es posible del oxígeno atmosférico que inducirá al enranciamiento de las grasas produciendo sabores desagradables. La protección al oxígeno, funcionará también como barrera contra la pérdida en el producto, de los saborizantes volátiles. El embalaje debe proteger de daños y fracturas. Por todo esto los materiales utilizados en el envase deben elegirse y utilizarse con cuidado y su utilidad debe ser comprobada y vigilada continuamente por personal bien entrenado y adiestrado en el control de calidad. Para su descripción es conveniente agrupar estos materiales según sus funciones primordiales en:
Z Películas flexibles con propiedades impermeables.
Z Papel, bandejas, cajas de cartón y cartón corrugado, incluidos dentro de la barrera impermeable del paquete.
Z Cartones y cajas en el exterior de la cubierta impermeable. Z Envoltura contráctil.(3)
1.3.1 EMPAQUE
La última operación de la fabricación de galletas es el empaquetado. Las galletas que salen del horno, deben ser de forma y aspecto correctos y, una vez frías, en óptimas condiciones para ser consumidas. El objetivo del empaquetado consiste en reunir las galletas en grupos de tamaño adecuado para la venta y protegerlas de forma que se conserve, durante el periodo más largo posible, su sabor y aspecto (3).
1.3.1.1 Funciones del empaque: un empaque es algo más que el mero medio
conveniente de trasladar las piezas con seguridad hasta el consumidor. También permite la exposición de la información sobre el tipo, peso, contenido, fabricación. precio, edad, etc., que pueda ser exigida por la ley y otros atributos más artísticos asociados con la atracción del cliente incitándole a su adquisición o para permitir su fácil reconocimiento. El empaquetado debe proteger al producto de las maneras siguientes: barrera a la humedad, resistencia por deterioro mecánico, higiene y pantalla a la luz. La barrera que impide a las galletas la absorción de la humedad atmosférica también será adecuada en su aspecto higiénico. Para formar la barrera a la humedad se utiliza el plástico, o diferentes laminados. La propiedad de la barrera es una combinación de la impermeabilidad a la humedad, básica de los materiales utilizados, y de la efectividad de los cierres. Las pruebas de permeabilidad a la humedad constituyen una parte significativa de la comprobación de la vida de almacenamiento. Es típico que las galletas son muy frágiles y pierden mucho de su atractivo si se rompen. Un grupo coherente de galletas aporta mucha autoprotección y ayuda a la rigidez, como ocurre con ciertas bandejas especialmente conformadas, cartulinas en las bases o pliegues de papel ondulado que reducen la ocasión de fractura como resultado de vibraciones o de choques durante la vida del paquete. Algunas galletas tienen bordes agudos o superficies rugosas abrasivas debido al azúcar, etc., y los materiales de empaquetar habrán de ser elegidos para hacer frente a estas eventualidades. Los
envoltorios de plástico y los basados en papel, no son particularmente buenas barreras contra los compuestos aromáticos, por lo tanto, no se deben almacenar la piezas cerca de detergentes, antisépticos o productos perfumados. El cartón, puede comunicar sabor mohoso en contacto con las piezas que están dentro de una barrera impermeable. Se debe utilizar siempre cartón de buena calidad, fabricado con fibra nueva (no de papel reciclado) comprobando siempre cuidadosamente los olores que pueden ser comunicados a los productos. Es permisible utilizar cartón de papel reciclado en las cajas exteriores que no se ponen en contacto con el producto. Es importante tener en cuenta que el papel reciclado puede presentar un peligro de higiene si se coloca en contacto con alimentos (3).
1.3.1.2 Tipos de empaques primarios: el empaque primario es la unidad
impermeable que se ofrece en venta al consumidor. El empaquetado secundario en grupos de 10, 20 o más, en cajas es para facilitar el almacenamiento y transporte, pero como en este empaquetado puede tener un efecto importante en la protección mecánica suministrada a los paquetes primarios, se debe proyectar cuidadosamente. Solamente hay unos cuantos tipos básicos de paquetes primarios. El envoltorio puede ser rígido, en forma de caja metálica o de plástico, pero con mucha mayor frecuencia asume la forma de material flexible. Cuando es flexible, puede tratarse de una bolsa preformada que se sella después de da haber colocado en ella las piezas, o se puede formar rodeando un grupo de galletas y sellando automáticamente por calor. Algunas galletas se apilan y se colocan en bolsas preformadas que se sellan a mano. La forma más común de empaquetar las galletas se hace con máquinas sofisticadas que llevan grupos de galletas o dispositivos que envuelven, forman y sellan a altas velocidades. La agrupación de galletas puede ser en columna, en grupos de columnas o en desorden (ver Fig. 1). Las galletas que van en paquetes con pilas de columnas, generalmente se determinan por el número, los paquetes que las llevan en columnas se determinan por el espesor, y las que van en desorden generalmente se determinan por el
peso. El sellado del empaque se puede hacer con cierres de aleta o con cierre de sobre (ver Fig. 1) Los cierres de aletas necesitan que una sola de las superficies del material de envolver sea sellable térmicamente, pero los cierres de sobre necesitan las dos superficies sellables por calor y habrá que aplicar cierta presión contra el contenido del paquete. A veces se utiliza una combinación de tipos de sellado para conseguir la mayor eficiencia que permite el sellado en aletas, con relación a la protección de humedad en combinación con la limpieza que se consigue con el cierre plegado en cuanto al aspecto del paquete. Los materiales de envolver impresos o sin imprimir, se obtienen generalmente en forma de bobinas, y la acción de la máquina de envolver puede ser intermitente o continua. El sellado en aletas implica la formación de un tubo alrededor del producto, que se sella en forma rizada y se corta con el intervalo apropiado después de haber formado el paquete. Se puede formar el tubo horizontal o verticalmente. El tipo horizontal, permite la introducción de un grupo de galletas en una disposición ya preformada, pero el tipo vertical se utiliza para un conjunto desordenado de galletas que se han pesado previamente. El producto envuelto y sobreenvuelto sellado con cierres plegados, particularmente en los extremos del paquete, permite la alimentación simultánea de más de una empaquetadora (por ejemplo, el papel dentro de una lámina impermeable y sellable térmicamente) y cartulina o materiales corrugados para protección o rigidez adicional (por ejemplo, pliegues ondulados o cartulinas en las bases). Los materiales para envolver los paquetes con cierres plegados, se cortan antes de formar el paquete de forma que el transporte de los materiales por la máquina de empaquetar es mucho más crítico. Dentro de estos métodos generalizados de construcción de paquetes hay mucha sofisticación de diseño mecánico que proporcionan ventajas y características particulares para hacer frente a diferentes exigencias. Las cajas rígidas metálicas y de plástico, se utilizan hoy en día muy raramente para envasar galletas. Aunque estos recipientes ofrecen muchas ventajas, son caros y difíciles de llenar. Se han desarrollado máquinas capaces de apilar y colocar las galletas dentro de las cajas, pero el mecanismo es tan elaborado que el costo solamente se justifica con los tipos más caros de galletas elaboradas en instalaciones especiales (3).
Figura 1. Empaques primarios
Columna
Desorden
Pila de columna
DIVERSOS PAQUETES DE GALLETAS
Cierre de aleta Cierre de sobre
1.4 EQUIPOS
Los principales equipos para la elaboración de galletas, se describen a continuación, y la complejidad o no de los mismos depende del grado de tecnología que se aplique en la elaboración del producto.
1.4.1 Hornos: los hornos para galletas se proyectan para adaptarse al
combustible que han de quemar: gas, productos petrolíferos de calidades diversas, o electricidad (o carbón) y para transmitir el calor, bien directa o indirectamente a la cámara del horno. Solamente el gas, el aceite ligero con bajo contenido de azufre y la electricidad se pueden utilizar para calentar el interior del horno directamente. El calor de los otros aceites, y por supuesto, del carbón, debe ser aplicado indirectamente mediante intercambiadores de calor. Siempre se prevé la posibilidad de variar la cantidad de calor aportado a cada zona del horno y también la relación que se puede distribuir a la parte superior e inferior del producto. Los hornos calentados indirectamente, generalmente tienen unos cuantos quemadores distribuidos en grandes zonas a lo largo de la longitud del horno. Los hornos calentados directamente, generalmente tienen un gran número de pequeños quemadores agrupados por zonas semejantemente grandes por motivo de control. Los hornos de cualquier tipo, se construyen con gran número de mandos que, generalmente van calibrados groseramente y que son variados localmente a lo largo de la longitud del horno. Se debería designar el número de zonas controladas independientemente y la longitud de las mismas para ajustarlas al producto que se está horneando y al tiempo que pasa el producto en cada zona. Sin embargo, la mayoría de los hornos, no son específicos para un producto, por lo que se acepta una solución de compromiso en el número de zonas, su longitud y sus controles. La energía para cada zona está relacionada con el flujo de calor exigido y la cantidad de vapor de agua a evaporar en cada zona. Las zonas primeras son las que necesitan más energía porque es allí donde la banda del horno tiene que ser calentada y se elimina allí la mayor parte de del agua (3).
1.4.2 Amasadoras: las amasadoras varían de tamaño, sofisticación de control,
potencia y peso total según producto y tipo de industria. Se pueden clasificar entre los siguientes tipos:
1.4.2.1 Amasadoras continuas: estas son generalmente de la variedad <<rotor
dentro de un barril>>. Disponiendo diferentes brazos y estatores a lo largo de su longitud, es posible variar las acciones del amasado dentro del marco de mezclar, dispersar, airear y formar la masa. Es posible alimentar todos los ingredientes por la entrada de la amasadora o disponer de entradas sucesivas a lo largo del barril, para poder realizar diferentes adiciones después de intervalos apropiados. Las amasadoras continuas proporcionan las posibilidades mejores y más limpias para obtener masas en condiciones óptimas. Sus rendimientos se pueden acoplar con precisión al resto de la planta de producción, con lo que toda la masa es de la misma edad. Una vez funcionando a régimen, la supervisión que se requiere es mínima. No es fácil de arrancar y parar, lo cual es un problema si se detiene el resto de la planta. Su puesta a régimen es difícil y presupone el conocimiento de las secuencias y condiciones óptimas para el amasado. La medición de los ingredientes ha de ser continua y este equipo y su mantenimiento pueden ser muy costosos. No es fácil medir masa de recortes de manera constante y uniforme. Las amasadoras continuas deben ser consideradas las más adecuadas para instalaciones dedicadas a un solo producto (3).
1.4.2.2 Amasadoras discontinuas: este tipo de amasadora es el más utilizado
en galletas y se pueden encontrar de dos tipos: con artesa desmontable y horizontales con los batidores fijos en relación con la artesa. En el primer tipo, los batidores van montados verticalmente y: o ellos y su mecanismo de transmisión se bajan al interior de una artesa, o se levanta la artesa para que queden situados los batidores y la tapadera. Los ejes del batidor pueden girar en posiciones fijas, en cuyo caso hay generalmente dos o tres batidores que se entrelazan, o hay un eje
único que gira verticalmente y él mismo es conducido de manera circular planetaria. Esta acción permite a un único batidor, alcanzar toda la masa de la artesa sin apenas trasladarla circularmente. Se pueden cargar las artesas con los ingredientes en lugares diferentes de la amasadora, por lo que la carga y descarga no es una particularidad crítica del tiempo del ciclo de amasado. Se pueden conseguir las diferentes acciones del amasado, bien con diferentes amasadoras, bien cambiando los batidores de la misma amasadora. Es fácil cargar la artesa manualmente con ingredientes problemáticos como la masa de recortes o el polvo de galletas. Se pueden trasladar rápidamente las artesas con masa a diferentes lugares para vaciar o para guardar. La acción de amasar a veces no es uniforme entre el fondo y la parte superior de la artesa, con el resultado de mayor o menor actividad en algunas partes de la masa. Es difícil mantener buen control de la temperatura en las artesas porque las camisas refrigerantes han de ser conectadas y desconectadas. Algunos tipos de amasadoras horizontales tienen la artesa fija y una puerta lateral o en el fondo que permite la descarga de la masa; pero más frecuentemente, toda la artesa gira en un eje horizontal para descargar la masa. Los batidores funcionan horizontalmente dentro de la artesa y van fijos a uno o dos ejes. Estas amasadoras son muy poderosas ya que sus ejes tiene cojinetes en sus dos extremos y son, por tanto, capaces de procesar masas duras más rápidamente que las amasadoras de tipo vertical. Si la descarga es eficiente, se puede situar la amasadora directamente sobre la tolva de una laminadora eliminando la necesidad de trasladar la masa con un contenedor. Los batidores tienden arrojar el material hacia el techo de la amasadora, lo que puede traer consigo lugares ciegos donde cuelgan los ingredientes, tapando totalmente la amasadora de forma que no se puede observar fácilmente el progreso de la operación. La limpieza es una operación importante, y como hay algunas áreas de la artesa sin barrer, puede ser necesaria una operación de rascar. Es un gran inconveniente reamasar una masa, ya que la carga de masa desde una artesa es difícil de conseguir. A medida que el tamaño de estas amasadoras aumenta, la eficiencia en la acción de formación, disminuye en relación con el calor desarrollado por fricción entre la masa y la superficie de la artesa (3).
1.4.3 Laminadoras: pueden ser de dos, tres o más raramente cuatro rodillos. Los
de dos rodillos se usan generalmente como prelamimadoras; es decir, suministran la masa medida de una tolva, en forma de lámina basta o incompleta, a otra máquina, como una moldeadora rotatoria o a otra laminadora el comienzo del dispositivo de formación. El funcionamiento de las prelaminadoras, no suele ser crítico pues no están previstas para producir una lámina de masa perfecta. También se encuentran los laminadores de tres rodillos con descarga trasera y delantera. Se prefiere la descarga trasera con todas las masas extensibles, pero es necesaria la descarga frontal cuando la masa es débil y antiglutinante y necesita quedar bien apoyada al abandonar la laminadora (3).
1.4.4 Cortadoras: las instalaciones antiguas de galletas empleaban siempre
máquinas de cortar basculantes. Estas funcionan con bloques macizos de cortadores, que estampan una o más filas de piezas de cada vez. El equipo tiene que ser robusto e incorpora un mecanismo de balanceo, de forma que la lámina de masa viaja a velocidad constante y el cortador baja, se desplaza con la masa, y se levanta y vuelve hacia atrás, antes de que baje de nuevo. Con la producción de hornos más largos (mayores velocidades de línea) e instalaciones más anchas, se hizo necesario considerar mejoras en las máquinas de corte. Las moldeadoras rotatorias se han reemplazado ampliamente al corte troquelado y las cortadoras rotatorias se utilizan ampliamente. Las cortadoras rotatorias son de dos tipos: las que utilizan dos rodillos, uno inmediatamente detrás del otro, y las que solamente tienen un rodillo. Las que tienen dos rodillos, el principio es que la lámina de masa, sobre una cinta transportadora, es oprimida entre los rodillos grabados (montados en serie) y un rodillo yunque forrado con goma. El primer rodillo perfora la masa, imprime cualquier dibujo en la superficie o letrero y comprime la masa contra la cinta transportadora de corte. El segundo rodillo está grabado únicamente con los bordes de la galleta y corta la pieza dejando una red de recortes como en el tipo de cortador basculante. Hay un dispositivo para ajustar la rotación relativa de un rodillo con relación al otro, para que sea posible la sincronización correcta entre el
dibujo y el contorno. El cortador rotatorio de un solo rodillo, consigue a la vez la perforación, la presión y el corte del contorno, con un único rodillo. En algunos casos, esto funcionará bien, pero en muchos otros hay fuerte tendencia a que la pieza de masa se levante de la cinta transportadora porque el dispositivo de presionarla no es independiente de la presión de corte. Los rodillos de cortar, son caros, por lo que no debería haber dos cuando puede bastar con uno, pero la frustración y perturbación en la producción engendrada por el funcionamiento defectuoso, conduce a aconsejar que se deben evitar las ocasiones para que puedan producirse dificultades por utilizar el tipo de rodillo único, adoptando el sistema de dos rodillos (3).
2. MATERIALES Y METODOS
La presente investigación se realizó en la planta piloto de cereales en la Universidad de La Salle, ubicada en la carrera 7 No. 172 – 85 con una duración de 6 meses. En este capítulo se describen las materias primas, el proceso de elaboración del producto, las diferentes formulaciones que se utilizaron, las pruebas microbiológicas y fisicoquímicas y el diseño experimental aplicado.
2.1 MATERIAS PRIMAS
2.1.1 Harina de trigo: se utilizó harina de trigo fortificada con vitaminas B1, B2,
B3, B9, hierro, y su proveedor fue Haz de Oros (Harinera del Valle S.A). A lo largo del estudio se utilizaron aproximadamente 6 libras de esta harina. Ver norma de calidad en panadería (Anexo B).
2.1.2 Harina de soya: El proveedor utilizado fue LLOREDA GRASAS S.A el cual
facilitó para el estudio 50 kilos de los cuales se utilizaron 2 kilos. Ver norma de calidad (Anexo C).
2.1.3 Almidón de maíz: para el estudio se utilizó el almidón de maiz que
comunmente se conoce como Maizena fabricado por DISA S.A, (Cali) , se emplearon 2 libras aproximadamente en el desarrollo del proyecto.Ver norma de calidad (Anexo D).
2.1.4 Azúcar: se utilizó azúcar micropulverizada (grado 5 XXXXX), de la
empresa Levapan S.A. Se emplearon 4 libras aproximadamente durante el desarrollo del estudio. Ver norma de calidad (Anexo E).
2.1.5 Grasa: se empleó margarina vegetal DAGUSTO para repostería, de la
empresa ACEGRASAS S.A. Se utilizaron aproximadamente 10 libras par todo el estudio. Ver norma de calidad (Anexo F).
2.1.6 Sal: Se emplearon 1000 g en el estudio de sal pura – yodada- fluorizada
de la empresa REFISAL Ver norma de calidad (Anexo G).
2.1.7 Monoglicéridos: estos fueron facilitados por la empresa DELTAGEN LTDA,
utilizando aproximadamente 50 g. Ver norma de calidad (Anexo H)
2.1.8 Polvo de hornear: esta materia prima fue suministrada por ROYAL de la
empresa Navisco S.A. Se utilizaron aproximadamente 50 g.
2.1.9 Huevo: se utilizaron huevos comunes amarillos y blancos; donde se
emplearon 5 huevos (250 g). Los huevos deben cumplir ciertos requisitos de calidad (Ver anexo I).
2.1.10 Sabor: se manejó esencia de vainilla blanca para repostería casera de la
industria Levapan S.A. Se utilizaron 10 c.c. aproximadamente.
2.1.11 Agua: se utilizó agua potable y se empleó 1 litro de agua
2.2 ELABORACIÓN DE LA GALLETA
2.2.1 Recepción de materia prima: es la primera etapa del proceso, donde se
verifica que todas las materias primas reúnan los requisitos establecidos de calidad, tales como:
• Las marcas de los productos a utilizar deben ser siempre las mismas, de
empresas reconocidas y especializadas para el tipo de producto que se va a elaborar.
• Verificar que todas las materias primas no se hayan salido del límite de
vencimiento.
Las normas de calidad de cada una de las materias primas se encuentran en los anexos B – J.
2.2.2 Cremado: el objetivo del mezclado es la distribución homogénea de los
materiales sólidos por todo el conjunto, en donde la mayoría de los casos la distribución suele ser realizado a nivel macro más que a micronivel.
El primer paso consiste en cremar la margarina y el azúcar pulverizada por medio de una batidora, donde posteriormente se adicionan los ingredientes líquidos como: el huevo, el sabor y el agua. Aparte de deben mezclar en forma manual con anterioridad todos los ingredientes secos como son: la fécula de maíz, la harina de soya y de trigo, la sal, los monoglicéridos y el polvo de hornear.
2.2.3 Amasado: este proceso consiste en la incorporación de los ingredientes
secos, líquidos y mezcla cremada por medio de una batidora (ver figura 2) (ver ficha técnica anexo K); y se realizó con la finalidad de:
1. Mezclar los ingredientes para formar una masa uniforme. 2. Dispersar el sólido en líquido, ó el líquido en sólido.
3. Lograr una disolución sólido en líquido.
4. Esponjar la masa para que tenga menos densidad.
La calidad de la masa queda determinada por la formulación, la naturaleza de los ingredientes utilizados y el grado hasta el cual estos ingredientes han sido mezclados; el resultado es una masa que tiene cualidades particulares de elasticidad y maleabilidad las cuales en conjunto constituyen lo que se llama consistencia.
Figura 2. Batidora
2.2.4 Laminación y corte: después del amasado, se deja reposar la masa,
posteriormente se procede a transformarla en una lámina de espesor uniforme (0.7 cm) a través de un rodillo es necesario que no se produzcan agujeros y que los bordes sean lisos y no desiguales; con frecuencia la laminación permite
también la incorporación de masa reciclada al cortador y a la masa fresca virgen procedente del amasado. Es importante tener en cuenta que tanto el rodillo como la mesa donde se esta realizando la laminación deben estar enharinadas para evitar que la masa se adhiera al rodillo y a la mesa, evitando el exceso de enharinado pues se puede perder la plasticidad de la harina la cual es una característica importante para la obtención de la galleta deseada. Posteriormente se realiza el corte de la masa laminada con un cortador circular con un diámetro de 6 cm, en donde se produce no solo el contorno del tamaño y forma deseadas sino también la impresión de la superficie y los orificios, es preciso asegurarse de que la pieza de masa se adhiera con frecuencia a la mesa y no al cortador, esta adherencia no debe ser exagerada pues de lo contrario habrá dificultades para transferir las piezas sin distorsión a las bandejas del horno.
2.2.5 Horneado: la masa una vez cortada en piezas es llevada al horno (ver
figura 4), (ver ficha técnica anexo K), el cual debe estar precalentado a una
temperatura de 350 0 F, este proceso se debe realizar por 15 minutos durante los
cuales se producen variaciones importantes como:
1. Gran disminución de la densidad del producto unida a una textura abierta y menos porosa.
2. Reducción del nivel de humedad hasta 4%. 3. Cambio en la coloración de la superficie.
4. Liberación de gases de los compuestos químicos esponjantes.
5. Expansión de las burbujas de estos gases como resultado del aumento de la temperatura que también hace aumentar la presión del vapor de agua dentro de ellos.
6. Ruptura y coalescencia de alguna de estas burbujas
7. Pérdida de vapor de agua de la superficie del producto, seguida por la emigración de la humedad hacia la superficie y escape a la atmósfera del horno.
8. Elevación de la temperatura con aumento de la concentración del azúcar en la disolución.
