UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ELABORACIÓN DE MERMELADA BAJA EN CALORÍAS A PARTIR
DE ARAZÁ.
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO DE ALIMENTOS
FRANCISCO JASSON MURGUEYTIO CISNEROS
DIRECTORA: ING. MARÍA BELÉN JÁCOME VILLACRES
DECLARACIÓN
Yo FRANCISCO JASSON MURGUEYTIO CISNEROS, declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
_________________________
FRANCISCO JASSON MURGUEYTIO CISNEROS
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “ELABORACIÓN DE
MERMELADA BAJA EN CALORÍAS A PARTIR DE ARAZÁ.”, que, para aspirar al título de Ingeniero/a de Alimentos fue desarrollado por Francisco Jasson Murgueytio Cisneros, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
___________________ María Belén Jácome Villacres
DEDICATORIA
A lo largo de la vida estudiantil y profesional, nos enfrentamos a grandes retos que nos permiten crecer constantemente, aprendiendo a superar las dificultades, siempre con los ojos en Dios y dispuesto a darlo todo por lograr ser cada día mejor, aprovechando oportunidades y dando lo mejor en cada una de ellas. Todo esto siempre de mano del esfuerzo, perseverancia y sacrificio con la finalidad de llegar a un gran objetivo. Siempre se debe amar lo que se hace, para lograr los objetivos con mayor empeño y disfrutar cada logro y victoria, pues como lo dice Napoleón Hill “Cualquier cosa que la mente del hombre puede concebir y creer, puede ser conseguida”.
AGRADECIMIENTO
A Dios:
Por darme cada día la claridad de propósito, sabiduría y conocimiento y ser la fuente de fuerza en cada día de mi vida, dándome la gran razón para vivir y miles
de motivos para ser feliz.
A mis padres, abuelos, hermanas y familia:
Mis abuelos Ángel Octavio, Gloria y Laura María, guías de un gran esfuerzo y que por medio de su ejemplo, fueron y son mi motivación. A mis padres Veronica y
Francisco que por medio de sus consejos me permitieron culminar este gran sueño. Mis hermanas, Vanessa y Melany, mis tíos, tías, primos y primas que
siempre tuvieron fe en mí y son mis compañeros de vida.
A mis amigos:
Personas que comparten conmigo el sueño y con quienes viví un largo camino, teniendo grandes experiencias. Algunos de ellos se quedan, otros se van, pero todos dejan un gran recuerdo de esfuerzo. Personas que han aparecido en este
camino y que permanecen hasta hoy a mi lado siendo un apoyo.
A la Universal Tecnológica Equinoccial:
Por implantar en mí los conocimientos permitiéndome llegar a ser un gran profesional, a mis profesores y especialmente a mi tutora la Ing. María Belén
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
RESUMEN ... viv
ABSTRACT ... ix
1. INTRODUCCIÓN ... 1
2. MARCO TEÓRICO ... 3
2.1.AGENTES EDULCORANTES ... 3
2.1.1.ACESULFAMO K... 4
2.1.2.ASPARTAMO ... 4
2.1.3.SACARINAS ... 4
2.1.4.SUCRALOSA ... 5
2.2.AGENTES GELIFICANTES ... 5
2.2.1.PECTINAS ... 5
2.2.2.GOMAS ... 7
2.3.CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE LAS FRUTAS ... 11
2.4.ARAZÁ ... 13
2.5.NORMAS TÉCNICAS PARA ALIMENTOS BAJOS EN CALORÍAS ... 15
2.6.PROCESO DE FABRICACIÓN DE MERMELADAS BAJAS EN CALORÍAS . 19 2.7.CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE LAS MERMELADAS ... 23
ii
3.1.MATERIAS PRIMAS ... 25
3.2.CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA ... 25
3.3.EXTRACCIÓN DE PULPA ... 26
3.4.PROCESO PRODUCTIVO ... 28
3.5.CARACTERIZACIÓN DE PRODUCTO TERMINADO ... 31
3.6.EVALUACIÓN DE ESTABILIDAD ... 31
3.7.ETIQUETA Y ROTULACIÓN DEL PRODUCTO TERMINADO ... 33
3.8.ACEPTABILIDAD SENSORIAL ... 34
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ... 35
4.1.CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA ... 35
4.2.EXTRACCIÓN DE PULPA ... 38
4.3.PROCESO DE OBTENCIÓN DE MERMELADA BAJA EN CALORÍAS ... 40
4.4.CARACTERIZACIÓN DE PRODUCTO TERMINADO ... 42
4.5.EVALUACIÓN DE ESTABILIDAD ... 47
4.6.ETIQUETA Y ROTULADO DEL PRODUCTO TERMINADO ... 49
4.7.ACEPTABILIDAD SENSORIAL ... 50
4.7.1.PREFERENCIA POR ALGÚN TRATAMIENTO ... 51
4.7.2.CALIFICACIÓN DEL ASPECTO EN GENERAL...…52
4.7.3.CALIFICACIÓN DEL COLOR ... 53
4.7.4.CALIFICACIÓN DEL SABOR A FRUTA ... 54
4.7.5.CALIFICACIÓN DEL DULCE ... 55
4.7.6.CALIFICACIÓN DEL OLOR ... 56
iii
4.7.7.CALIFICACIÓN DEL GEL (TEXTURA) ... 57
4.7.8.CALIFICACIÓN DE INTENCIÓN DE COMPRA ... 58
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES... 59
5.1.CONCLUSIONES ... 59
5.2.RECOMENDACIONES ... 60
BIBLIOGRAFÍA ... 61
iv
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Especies de Arazá y sus Características………. 14
Tabla 2. Caracterización de Arazá y Papaya……….. 26
Tabla 3. Modelo Experimental Aplicado……….. 30
Tabla 4 Caracterización de Producto Terminado……….. 31
Tabla 5. Parámetros de Evaluación de Estabilidad de la Mermelada…………. 32
Tabla 6. Requisitos Fisicoquímicos de Arazá……….. 35
Tabla 7. Requisitos Fisicoquímicos de Papaya……….. 37
Tabla 8. Rendimientos de la Obtención de Pulpa de Arazá………. 388 Tabla 9. Rendimientos de la Obtención de Pulpa de Papaya………..… 39
Tabla 10. Rendimientos de la Obtención de Mermelada por Tratamiento……. 41
Tabla 11. Caracterización de la Mermelada por Tratamiento………... 43
Tabla 12. Resultados de Análisis de Estabilidad……… 48
v
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Estructura Tridimensional o Gel de las Pectinas ... 7
Figura 2. Mecanismo de Gelificación de la Carragenina ... 10
Figura 3. Etapas Generales de Elaboración para Mermelada estándar ... 19
Figura 4. Proceso de Elaboración de Mermelada Baja en Calorías ... 20
Figura 5. Proceso de Obtención de Pulpa de Fruta ... 27
Figura 6. Proceso de Obtención de Mermelada Baja en Calorías a Partir de Pulpa ... 28
Figura 7. Curva de Sólidos Solubles vs Tiempo ... 45
Figura 8. Curva de Densidad vs Tiempo ... 46
Figura 9. Curva de Sólidos Solubles vs Densidad ... 47
Figura 10. Preferencia del Consumidor ... 51
Figura 11. Calificación de Aspecto de Mermelada en General ... 52
Figura 12. Calificación del Color ... 53
Figura 13. Calificación del Sabor a Fruta ... 54
Figura 14. Calificación del Dulce ... 55
Figura 15. Calificación del Olor ... 56
Figura 16. Calificación de la Textura ... 57
Figura 17. Calificación de Intención de Compra ... 58
vi
ÍNDICE DE ANEXOS
ANEXO I.………...69
Defectos presentados en la fruta arazá
ANEXO II………...70
Extracción de pulpa de arazá
ANEXO III……….……….71
Equipos de laboratorio
ANEXO IV………..73
Encuesta realizada a posibles consumidores
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RESUMEN
viii
ix
ABSTRACT
1
1. INTRODUCCIÓN
La sociedad a nivel mundial ha tenido diferentes cambios en los hábitos alimenticios, generando problemas que se reflejan en las diferentes edades, afectando no solo a la población adulta sino también a la adolescencia y niñez. En la actualidad se han presentado nuevas enfermedades relacionadas con la nutrición, las enfermedades no transmisibles que se han identificado y que poseen mayor prevalencia en la sociedad son la diabetes, hipertensión arterial y la obesidad (Jarrin, 2012).
Según el Instituto Ecuatoriano de Estadísticas y Censos INEC, la diabetes es la segunda causa de muerte en Ecuador, en el caso de las mujeres es la primera causa de muerte y la cuarta en el caso de los hombres. La Asociación Latinoamericana de Diabetes o ALAD explica que en el año 2009, alrededor de 4.067 personas murieron por esta enfermedad, tomando en cuenta las 59.714 personas que murieron en el año 2013 (Obando, 2013).
Por otro lado, la ingeniería de alimentos busca soluciones para la mejora de calidad y eficacia de diferentes tipos de productos alimenticios. De mano con el mercadeo y la publicidad, han llegado a romper barreras, llegando a gran cantidad de consumidores. Un buen ejemplo de esto son los productos bajos en calorías, cuyos términos en inglés son light y/o diet, su diversidad y calidad le dan al consumidor la capacidad de elegir entre el mismo producto pero con menor contenido de calorías (Mancheno, 2011).
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Permitiendo al consumidor disfrutar de un alimento muy similar al original pero con menor cantidad de calorías (Neugent, 2013).
Para que un producto sea considerado light, debe tener 25% menos de calorías o 50% menos de grasa. Tomando en cuenta esto, existe la importancia de crear una mermelada con una fruta amazónica atractiva llamada Arazá. Para esta elaboración, es necesario tomar en cuenta los diferentes componentes que permitan obtener un producto con las características de una mermelada, además de la consistencia precisa con la finalidad de que cumpla las expectativas del consumidor que busca por su salud, una mermelada de bajo nivel en calorías. (Morales, 2009).
La presente investigación tiene como objetivo principal:
Elaborar una mermelada a partir de arazá (Eugenia Stipitata) baja en calorías.
Los objetivos específicos son los siguientes:
Caracterizar química y físicamente el arazá (Eugenia Stipitata) y la papaya (Carica papaya).
Determinar la fórmula más adecuada que permita mantener las características de una mermelada con azúcar completa.
Determinar la aceptación del consumidor del producto final. Caracterizar al producto terminado.
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2. MARCO TEÓRICO
2.1. Agentes Edulcorantes
La sensación de dulzor que suelen dejar diferentes alimentos depende de compuestos con diferentes estructuras químicas. Según Badui Dergal, 2006, los edulcorantes se los clasifica de la siguiente forma:
Edulcorantes nutritivos de poder edulcorante similar a la sacarosa.
a. Mono y oligosacáridos: sacarosa, fructosa, glucosa, lactosa, isoglucosa, miel de abeja, azúcar invertido, jarabe de maíz, etc.
b. Polioles: sorbitol, xilitol, jarabe de glucosa hidrogenado, maltitol, manitol, etc.
Edulcorantes de mayor poder edulcorante que la sacarosa.
a. Sintéticos: acesulfamo K, aspartamo, ciclamatos, sacarina, sacralosa, alitamo, dulcina.
b. De origen vegetal: glucosidos (glicirricina, dihidrochalconas, esteviósido) y proteínas (taumatina, monelina y miraculina).
La medición del poder edulcorante es subjetiva y se compar tomando en cuenta que la sacarosa es 1 o 100. Esto indica que en el caso de presentarse una sustancia con un poder edulcorante de 2 (1 para sacarosa), esta posee un poder edulcorante 100% mayor, lo que indica que puede usarse 50% menos que la sacarosa (Petryk, 2013).
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A continuación se describen los edulcorantes sintéticos de mayor interés para la industria alimentaria. Estos no son metabolizados, por lo que no producen calorías. Todos son de mayor poder edulcorante que la sacarosa lo que permite colocar menor cantidad (Zamora, 2013).
2.1.1. Acesulfamo K
También conocido como acesulfame de potasio. Es derivado potásico del ácido acetoacetico y sulfamico. Su poder edulcorante es 150 a 200 veces el de la sacarosa. Es estable a temperaturas elevadas, muy hidrosoluble, mantiene propiedades sensoriales en un intervalo amplio de pH y no deja un sabor desagradable excepto en altas concentraciones. Se emplea en refrescos, lácteos, dulces, y muchos otros alimentos. Tiene efecto sinérgico con el aspartamo, sacralosa y la fructosa (Morales Tot, 2007).
2.1.2.
Aspartamo
También llamando aspartame. Es un aminoácido que puede juntarse con otro péptido. Es estable en pH de 3 a 5, perdiendo poder si se encuentra fuera de este intervalo. Es sensible a altas temperaturas. Al ser un aminoácido puede generar una reacción de Maillard al estar en contacto con azucares reductores y calor. Es 150 a 200 veces más dulce que la sacarosa y no tienen residual amargo. Se usa principalmente en productos ácidos que no se someten a tratamientos térmicos como bebidas y jugos (ORDOÑEZ, 2007).
2.1.3.
Sacarinas
5
concentraciones altas. Es estable a pH entre 2 a 9. Se considera que presenta impurezas toxicas para el organismo y depende de las materias primas con las que se mezcla por lo que en muchos países se indica su riesgo potencial (Hellal, 2006).
2.1.4.
Sucralosa
También conocida como sacralosa. Se deriva de la sacarosa y es 500 a 600 veces más dulce. Es muy hidrosoluble (250 g/L) y muy estable a pH entre 3 a 7. Resistente a altas temperaturas. Posee un sabor dulce muy parecido a la sacarosa y no posee residuales amargos (Moreno-Martínez, García-Ruiz, & Sánchez-González, 2011).
2.2. Agentes Gelificantes
A nivel comercial, existe una gran cantidad de productos que se utilizan como agente gelificantes tanto para alimentación como para cosméticos, cultivo in-vitro, medicamentos, etc. Cada uno tiene características y comportamientos diferentes dependiendo de una gran variedad de factores, permitiendo geles rígidos o ligeros. Estas especificaciones permiten usarlos en varios tipos de aplicaciones y productos (Pasquel, 2010).
2.2.1. Pectinas
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hemicelulosa, en las paredes celulares de varios vegetales, y en muchos casos son los directos responsables de la firmeza de los mismos (Chasquibol Silva, Arrollo Benites, & Morales Gomero, 2008).
Se pueden distinguir dos clases de sustancias pécticas: los ácidos pectínicos que tienen una pequeña porción de sus ácidos poligalacturónicos como ésteres metílicos, y los ácidos pécticos, que solo contiene moléculas de ácido poligalacturónico libre de esterificación ( Martínez Pons, 2009).
Por otro lado, existen las protopectinas, altamente esterificadas en metanol y muy solubles en agua. Estas, se encuentran principalmente en los tejidos inmaduros de los frutos y son responsables de su textura rígida, sin embargo, estas por la acción de la enzima protopectinasa se convierten en pectinas solubles o ácido pectínico, este proceso ocurre en la etapa de maduración de las frutas, consiguiendo el ablandamiento (Solarte, 2007).
Las pectinas son las más abundantes e importunes. Se encuentran en frutos inmaduros y en algunos tejidos blandos como la cascara de cítricos, manzanas, peras, etc. Dentro del fruto existen diferentes tipos de pectinas, las más esterificadas y las menos esterificadas se encuentran en la parte central y periférica respectivamente.
La aplicación de las pectinas depende de factores intrínsecos como su peso molecular y su grado de esterificación (que depende de las materias primas, condiciones de fabricación, etc.) y por factores extrínsecos, como el pH, sales disueltas y la presencia de azucares (Casamayou Calderon, 2008).
Las pectinas se aplican en diversas áreas industriales como son: elaboración de jaleas (bajo grado de esterificación), gelatinas (alto grado de esterificación) o para la elaboración de bebidas.
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generación de gel, con hidróxidos que retienen el agua y le proporcionan mayor rigidez. La adición de azúcar ejerce un ejerce un efecto deshidratante sobre los polímeros, lo que favorece las interacciones y se forma una estructura tridimensional que rodea la molécula de sacarosa altamente deshidratada (Matos Chamorro & Gutiérrez Chapoñán, 2011).
Figura 1. Estructura Tridimensional o Gel de las Pectinas (Matos Chamorro & Gutiérres Chapoñán, 2011)
El uso de las pectinas comerciales se ha difundido ampliamente. Se considera un aditivo que permite mantener las Buenas Prácticas de Manufactura. Puede utilizarse con gomas y su uso se vuelve muy complejo (Solarte, 2007).
2.2.2. Gomas
Este es un grupo grande de polisacáridos de alto peso molecular, que tienen la capacidad de actuar como gelificantes o espesantes, y en muchos de los casos presentan propiedades funcionales, como emulsificación, estabilización, crioprotección, etc. (B.R. Sharma, N.C. Dhuldhoya, & U.C. Comerciante Lucid Colloids Limited, 2011).
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procesos físicos y químicos. Hasta la fecha no están aprobados para el consumo humano a pesar de presentar características naturales (Ibáñez, Torre, & Irigoyen, 2003).
Todas las gomas naturales provienen de fibra cruda, ya que el organismo humano no tiene el sistema enzimático necesario. Estos heteropolisacáridos pueden ser iónicos, neutros, lineales, ramificados, etc. Su principal característica es la de interactuar con el agua. En concentraciones bajas, producen sustancias viscosas y en concentraciones altas pueden hasta formar geles.
Su principal propiedad es la de agente espesante y gelificante, dependiendo de varios factores: a) factores intrínsecos como el peso molecular, grados de ionización y ramificación, etc., y b) los extrínsecos como el pH, la fuerza iónica, la temperatura, la concentración de los diferentes componentes, las interacciones entre los componentes del alimento que se utiliza, si utiliza otras sustancias gelificantes, etc.
Cada goma presenta características particulares que no pueden sustituirse fácilmente con el uso de otro polisacárido. La combinación de dos de estas sustancias genera nuevas propiedades funcionales que no tienen individualmente (Morillo López & Puma Ordóñez, 2009).
Las gomas tienen diferentes aplicaciones en la industria alimentaria. Los principales productos son: helados, confites, jugos de fruta, cerveza, vinos, quesos, mermeladas, aderezos, embutidos, productos dietéticos, etc. En cada caso, las gomas desempeñan un papel muy característico dependiendo la propiedad funcional que posean. Su uso depende de la concentración de goma, las sales minerales del medio, el pH, o si están empleadas solas o en conjunto con otras (Chasquibol Silva, Arrollo Benites, & Morales Gomero, 2008).
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viscosidad que desarrolla. Se utiliza en productos bajos en calorías: margarinas, helados, dulces, cereales ricos en fibra, barras energéticas, etc. (Ibáñez, Torre, & Irigoyen, 2003).
Goma guar. Se obtiene del endospermo de la semilla de leguminosa Cyamopsis tetragonolobus. Es soluble en agua fría, y su solubilidad aumenta al disminuir el tamaño particular de la goma y aumentar la temperatura. Carece de grupos ionizables, lo cual le hace prácticamente inalterable a los cambios de pH, ya que es estable en rangos entre 1.0-10.5, pero su máxima capacidad de hidratación es en el rango de 7.5 a 9.0. La adición de sales multivalentes en concentraciones mayores a 5% permite que se produzcan geles. Este aditivo es usado en aderezos, salsas, lácteos y bebidas de frutas. Actualmente se encuentra en el grupo de Generalmente Reconocidos como Seguros por la FDA (Bacca, 2012).
Goma gatti. Se obtiene del exudado del árbol Anogeissus latifolia. Es estable en pH entre 3.5 a 10 y se usa comúnmente como sustituto de la goma arábiga. Se mantiene en pH entre 4.8, lo que la hace sensible a medios alcalinos. Se usa en industria cárnica, postres congelados. Previene la sinéresis en productos untables, y se utiliza también como ligante en la elaboración de productos bajos en calorías fabricados a partir de harinas (Ibáñez, Torre, & Irigoyen, 2003).
Goma xantano. Proviene de diferentes bacterias Xanthomonas. Es soluble en agua fría o caliente, y forma soluciones muy viscosas estables en un rango de pH entre 1 a 9 así como en presencia de sales en el medio. Esta goma es resistente a la degradación enzimática y a altas concentraciones permite generar productos translucidos. Este aditivo está permitido por la FDA y su aplicación puede darse bajo las Buenas Prácticas de Manufactura.
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Carrageninas. Son obtenidas de las paredes celulares de algas marinas rojas. Es la más usada en la industria alimentaria. Al dispersarse en agua se hincha y requiere n ligero calentamiento para disolverse generando una solución ligeramente viscosa a temperaturas superiores a 60°C, pero al enfriarse forma geles cuya calidad y rigidez depende de la concentración del polímero y la cantidad de iones de potasio, amonio o calcio que contenga. El potasio es uno el más necesario para la formación de geles. Inicia con la formación de una solución caliente que al enfriarse forma una cadena de polímeros (gel I) y que con mayor enfriamiento mejora la relación entre moléculas permitiendo un gel (gel II). La rigidez del gel depende de la rapidez de este proceso de transición. Este producto está permitido para Estados Unidos, Europa, México, entre otros. Se recomienda su uso bajo las Buenas Prácticas de Manufactura. En productos lácteos se usa con concentraciones de 300 ppm, en bebidas con chocolate 250 ppm, en helados 150 ppm, en budines y flanes 3,000 ppm (Pasquel, 2010) (Alarcón Ulloa, 2003).
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2.3. Caracterización Fisicoquímica de las Frutas
Para realizar la caracterización del arazá es necesario obtener diversas frutas con características diferentes, tomando muestras representativas y en condiciones óptimas para su análisis. Cada fruta debe ser tratada con cuidado en empaques que eviten su deformación garantizando un correcto transporte hasta el laboratorio, con la finalidad de conservar sus características (Secretaria Pro Tempore De Venezuela, 1999).
Según (Villalba, Yepes, & Arrázola, 2005), las acciones necesarias para continuar con la caracterización fisicoquímica de frutas son las siguientes:
a. Deducir el dato del peso neto de cada fruta, para referencia en el cálculo del rendimiento, utilizando una balanza.
b. El despulpado se realiza mediante una separación manual de la parte pulposa o comestible de la cáscara y semillas. La pulpa pesada, se prepara para obtener una muestra homogénea, que dependiendo el estado de la fruta se licua para facilitar la extracción del jugo.
c. Extraer el jugo de la pulpa, evitando la presencia de partículas sólidas o fibra, por medio de un filtrado con un cedazo lona fina y una vez obtenida la muestra, se realizaron los análisis fisicoquímicos.
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Las frutas tienen diferentes parámetros para ser caracterizadas. Las principales son la humedad, los sólidos solubles con un refractómetro, la acidez titulable expresándose como porcentaje de ácido cítrico, el pH por el método potenciométrico con electrodo de vidrio, masa, volumen y por ende la densidad, el color utilizando el espectrofotómetro, Rendimiento (Duque, Giraldo, & Quintero, 2011).
Según Villalba, Yepes y Arrázola (2005), los criterios de caracterización se determinan de la siguiente forma:
pH
El pH es un indicador de acidez o alcalinidad de una disolución. Este valor es expresado dependiendo la concentración de iones hidronio [H3O]+ que existan en la solución. Este valor se expresa del 1 al 14, siendo 0 el valor más ácido, 7 el valor neutro (agua) y 14 como el valor más básico o alcalino. Se determina usando un potenciómetro o por medio de papeles indicadores de pH.
Sólidos solubles (°Brix)
Los sólidos solubles indican la cantidad de sustancias que al ambiente y puras se encuentran solidas pero al unirse con un líquido (comúnmente el agua), pasan a ser parte de esta solución. Este valor se calcula usando un refractómetro o brixómetro.
Acidez
La acidez de una fruta indica el contenido de ácidos libres y es un factor importante que indica la calidad de un alimento. Se calcula en base a titulación y el resultado se expresa como porcentaje de ácido cítrico (Burgos, Padilla, & Arrázola, 2007).
Índice de madurez
Se realiza teniendo en cuenta la relación entre el contenido de sólidos solubles y la acidez total mediante la ecuación:
I.M. = S.S.T / acidez
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Rendimiento:
Se determina el peso inicial de la muestra, que constituye el peso total del fruto, luego se retiró la cáscara y semillas, quedando solamente la parte comestible o apta para ser procesada industrialmente, se tomó el peso final de esa parte y con estos valores se aplica la siguiente relación:
Rendimiento = (Pfinal/Pinicial)*100
2.4. Arazá
El arazá es una fruta cítrica nativa de la selva amazónica. Su forma es esférica y su principal característica es su sabor y aroma intenso, sumándole a esto el color amarillo atractivo que posee. En su interior muestra una textura cremosa y actualmente tiene muchos usos elaborándose diferentes derivados. Además presenta un alto rendimiento que permite una mayor obtención de pulpa. Su nombre científico es Eugenia Stipitata (Celís, 2007).
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Especies de Arazá
Stipitata
Ciclo de Crecimiento
La Stipitata se produce de un árbol de 12-15
m de altura y follaje disperso. Su hoja puede medir 3,5-9,5 cm de ancho y 8-18 cm de largo, en su cara inferior posee pelos duros de 0,5 mm de largo con un períolo de 3mm de largo.
Floración
Posee una floración de pequeños racimos que pueden tener de 1 a 10 flores.
Fruto
El fruto es una baya esférica achatada que mide entre 3 a 5 cm de largo y 4 a 7 cm de diámetro con un peso entre 20 a 50 gramos. Sistema Reproductor
Semillas pequeñas y numerosas. Número de Estambres
cuenta con 75 estambres.
Sororia
Ciclo de Crecimiento
La Soriria crece en un arbusto de 1,5-5 m de
altura. Sus ramas son rojizas. Las nuevas presentan pelos de 0,3 mm de largo; las hojas nuevas poseen pelos duros de color marrón-pardos de 0,1 mm de largo. La hoja mide entre 2,5 a 4,5 cm de ancho y 6,5 a 13 cm de largo con un pecíolo de 3 a 5 mm de largo y 1 mm de espesor.
Floración
Posee una floración de un pequeño racimo axilar, que puede contener entre 1 a 10 flores.
Fruto
Su fruto es una baya globosa cóncava o esférica. Puede medir entre 2 a 12 cm de largo y 1,5 a 15 cm de diámetro, pesando alrededor de 30 a 420 g, pudiendo llegar a 800 g.
Sistema Reproductor
Semillas más grandes y en menor cantidad Número de Estambres
cuenta con 100 a 150 estambres.
Tabla 1. Especies de Arazá y sus Características (Celís, 2007)
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2.5. Normas Técnicas para Alimentos Bajos en Calorías
Existe gran variedad de productos, tomando en cuenta su contenido calórico. Dentro de estos, existen tres tipos de alimentos(Secretaría de salud, 1994):
Los productos sin calorías deben tener un contenido máximo de 5 calorías por porción.
Los productos bajos en calorías deben tener un contenido máximo de 40 calorías por porción. En el caso de que la porción sea menor o igual a 30 g, su contenido de calorías debe ser menor o igual a 40 calorías por 50 g de producto. Los productos reducidos en calorías son aquellos que poseen un contenido de calorías reducido en un 25% en relación al contenido de calorías del alimento original o de su similar.
Existe una gran cantidad de limitaciones para los diferentes edulcorantes, como ocurre en el caso de la sacarina y sus sales de sodio, calcio y amonio se permiten como sustitutos parcial o totalmente de los azúcares en los alimentos y bebidas no alcohólicas con modificaciones en su composición, ajustándose a los siguientes varios límites. En el caso de presentaciones de mesa, las porciones no deben exceder de 20 mg de sacarina con poder edulcorante equivalente a una cucharadita de azúcar. En los alimentos elaborados que no exceda de 30 mg de sacarina por porción (Secretaría de salud, 1994).
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En el aspartame y sus sales al igual que los otros aditivos, su dosis depende del producto que va a ser fabricado. En el caso de alimentos dietéticos para usos médicos especiales, frutas congeladas, confitadas, cocidas, fritas y desecadas se permite un máximo de 2000 mg por kg de producto. En el caso de productos dietéticos para adelgazar y controlar el peso se permite un máximo de 800 mg por kg de producto. En confituras, jales, mermeladas, frutas en conserva, enlatado o en frascos y productos para untar a base de fruta se permite un máximo de 1000 mg por kg de producto (Codex Alimentarius, 2013).
Las dosis permitidas del acesulfame K y sus sales dependen del producto. En el caso de alimentos dietéticos para usos médicos especiales, frutas congeladas, confitadas, cocidas, fritas y desecadas se permite un máximo de 500 mg por kg de producto. En el caso de productos dietéticos para adelgazar y controlar el peso se permite un máximo de 450 mg por kg de producto. En confituras, jales y/o mermeladas se permite un máximo de 1000 mg por kg de producto (Codex Alimentarius, 2013).
Los ciclamatos poseen dosis que dependen del producto que va a ser fabricado. En el caso de frutas en conserva, enlatadas o en frascos, confituras, jaleas o mermeladas se permite un máximo de 1000 mg por kg de producto. En el caso de productos para untar a base de fruta se permite un máximo de 2000 mg por kg de producto. Mientras que en alimentos dietéticos para usos médicos especiales, preparados dietéticos para adelgazamiento y control del peso o cualquier tipo de alimento dietético se permite un máximo de 400 mg por kg de producto (Codex Alimentarius, 2013).
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manitol se permiten emplear como sustitutos de azúcar de acuerdo a las BPF (Secretaría de salud, 1994).
El edulcorante sucralosa se permite emplear como sustituto del azúcar en los productos objeto de esta norma dentro de varios límites. Para las presentaciones de mesa de acuerdo a las BPF. No más de 0,1 % en cereales para desayuno. No más de 0,025% en bebidas como se consumen. No más de 0,025% en postres y rellenos como se consumen. No más de 0,15% en gomas de mascar. No más de 0,045% en jaleas. No más de 0,04% en aderezos. No más de 0,07% en dulces. No más de 0,065% en mezclas para hornear y productos de panadería como se consumen. No más de 0,04% en pudines. No más de 0,15% para jarabes de mesa (Secretaría de salud, 1994).
Por otro lado, existen restricciones por parte del Codex Alimentarius para uso de sucralosa. En el caso de frutas en conserva, enlatadas o en frascos, confituras, jaleas, mermeladas, alimentos dietéticos para usos médicos especiales o cualquier tipo de alimento dietético y productos para untar a base de fruta mermeladas se permite hasta un máximo de 400 mg por kg de producto. En el caso de preparados dietéticos para adelgazamiento y control del peso se permite hasta un máximo de 320 mg por kg de producto (Codex Alimentarius, 2013).
El alitamo o alitame tiene restricciones según el producto. En el caso de confituras, jaleas y mermeladas se permite hasta un máximo de 100 mg por kg de producto. Mientras que en productos dietéticos se permite hasta un máximo de 300 mg por kg de producto (Codex Alimentarius, 2013).
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El manitol, al igual que otros edulcorantes no tiene ninguna restricción ni dosis máxima dentro de la norma Codex para aditivos alimenticios.
En el caso de las sustancias modificadoras de textura, existen diferentes restricciones en la UE. El ácido algínico, obtenido de algas (Macrocrystis, Fucus, Laminaria, etc.), no se absorbe en el intestino, y no le afecta la flora bacteriana. Cuando se exceden las concentraciones del 4% pueden disminuir la absorción de hierro y calcio. La Ingesta diaria admisible es de hasta 50 mg/kg. Las carrageninas obtenidas de algas (Gigartina, Chondrus, urcellariayotras), tienen baja absorción intestinal. No se han registrados casos de lesiones por su consumo. La Ingesta diaria admisible es de hasta 50 mg/kg. Las pectinas obtenidas a partir de los restos de pulpa de naranja, limón y manzana, se digiere alrededor del 10%. Al usar dosis altas producen diarrea. La Ingesta diaria admisible no está especificada. El sorbitol, presente de modo natural en ciruela y manzana, está limitado según las buenas prácticas de fabricación. Se absorbe en el intestino lentamente y sólo el 70% se transforma en energía. Con fines dietéticos no deben excederse los 25 g de ingestión diaria. El manitol, presente de modo natural en apio y endivia, está limitado según las buenas prácticas de fabricación. Se absorbe poco en el intestino, y el absorbido se excreta en la orina sin metabolizarse. Cantidades superiores a los límites autorizados, pueden producir diarrea. No son metabolizados por las bacterias de la boca, por lo que no contribuyen a la aparición de caries dental (Ibáñez, Torre, & Irigoyen, 2003).
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2.6. Proceso de Fabricación de Mermeladas Bajas en Calorías
Según la Figura 3, las etapas generales de elaboración para una mermelada estándar son las siguientes (Cruz, Macas, Pintag, & Macías, 2011):
Figura 3. Etapas Generales de Elaboración para Mermelada estándar (Cruz, Macas, Pintag, & Macías, 2011)
Para elaborar un producto bajo en contenido calórico, el proceso es diferente, realizando una concentración en diferentes etapas del proceso que permiten terminar con la cantidad de ° Brix necesarios (Morales, 2009). Este proceso propuesto por Morales, se presenta en la Figura 4.
Recepción & Pesaje Lavado Despulpado
Cocción Gelificación
Envasado
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Figura 4. Proceso de Elaboración de Mermelada Baja en Calorías
a. Pesado de la pulpa e ingredientes
A partir de la fruta, es necesario realizar un proceso de despulpado en donde es necesario eliminar cualquier residuo sólido que no sea comestible y no pueda ser utilizado en el producto. Para elaborar la mermelada es necesario realizar un correcto pesaje de las pulpas y de los diferentes ingredientes garantizando que la fórmula sea lo más exacta posible. Aquí se utilizan balanzas y para pesos muy pequeños, se utiliza la balanza analítica.
b. Descongelamiento de la pulpa de fruta
Para realizar la mermelada es necesario tener toda la pulpa descongelada para poder homogenizar correctamente ambas frutas con el azúcar.
Pesado de la pulpa e ingredientes
Descongelamiento de la
pulpa de fruta Concentración a 16° Brix
Adición del 50% de
edulcorantes Concentración 25° brix
Adición del otro 50% de edulcorantes + goma guar, ácido cítrico y benzoato de
sodio
Concentración de 35°, 55° ó 60° Brix dependiendo el
tratamiento
Envasado Esterilización Comercial
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c. Concentración a 16º Brix
Por medio de cocción, se procesa la mermelada en marmita o material de acero inoxidable para evitar la oxidación del producto terminado. Por medio de evaporación se elimina lentamente el agua libre. Por medio de una constante revisión de sólidos solubles, se llega hasta la concentración de 16 ª Brix.
d. Adición
Con la finalidad de evitar el residual amargo característico de los edulcorantes, solo se adiciona el 50 % de edulcorantes.
e. Concentración 25º brix
Continuando con la cocción, se lleva hasta 25 ºBrix la mermelada. Este proceso se realiza por medio de evaporación.
f. Adición
Se adiciona el otro 50 % de edulcorantes, estabilizantes, ácidos y conservantes.
g. Concentración de 35º, 55º ó 60º brix
Dependiendo el tipo de mermelada, se lleva a los ºBrix correspondientes para cada variedad de producto terminado. Para mermeladas comunes, se lleva a 65 – 68 ºBrix.
h. Proceso de gelificación
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Los coloides (geles) se consideran como suspensiones, sistemas o mezclas formadas en dos fases: la fase continua que es el medio dispersante y la fase discontinua representada por partículas dispersas por diámetros o tamaños que oscilan entre ciertos límites. Las partículas de la fase dispersa son desde luego mayores que las partículas de la fase dispersante. Los coloides representan primordialmente un estado de la materia y no una clase especial de materia. En otros términos el estado coloidal es un estado de subdivisión de la materia, que va desde la dimensión de las moléculas ordinarias hasta el tamaño de las partículas microscópicas (Ramírez López , 2011).
i. Envasado
Las mermeladas suelen ser envasadas generalmente en envases de vidrio con tapa a presión para evitar el ingreso de microorganismos (principalmente mohos) que afecten la calidad del producto. Estos frascos son diseñados con la finalidad de resistir altas temperaturas. Su contenido varía desde 50 mililitros hasta los 1000 mililitros o más.
j. Esterilización Comercial
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k. Enfriado
Después del proceso de esterilización, es fundamental el enfriamiento para garantizar un choque térmico que detenga la acción de cualquier microorganismo que haya resistido las altas temperaturas. Este proceso puede hacerse en agua a temperatura ambiente.
l. Almacenado
Después de que el producto este frio, es llevado al almacén donde debe tener un tiempo de reposo que permite la correcta gelificación de sus componentes. Esta etapa es fundamental para evitar que se rompa la textura del producto en el transporte y hasta llegar al consumidor.
2.7. Caracterización Fisicoquímica de las Mermeladas
Las confituras y conservas de fruta son productos espesos para untar que se preparan hirviendo frutas enteras o trozos de frutas, pulpa o puré de fruta, con o sin zumo (jugo) de fruta o zumo (jugo) concentrado de fruta con azúcar para espesarlos, y a los que pueden añadirse pectina y trozos de fruta. La jalea es un producto para untar clarificado, preparado del mismo modo que la compota, pero que tiene una consistencia más fluida y no contiene trozos de fruta (Instituto Nacional de Tecnología Industrial, 2009).
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Las mermeladas son confituras de consistencia untable elaboradas por cocción de frutas u hortalizas con distintos azúcares. El producto se presenta como una mezcla ínfima de componentes de frutas enteras o en trozos. Una mermelada normal puede llevar cantidades inferior a 40 - 35 % de fruta. Una confitura es un producto obtenido por cocción de frutas, hortalizas o tubérculos junto con sus jugos y/o pulpas, con distintos tipos de azúcares. El producto terminado no debe contener menos de 65° Brix. Una jalea es una confitura elaborada por concentración del jugo filtrado de frutas o de extractos acuosos filtrados de frutas u hortalizas, con distintos azúcares. El producto tiene una consistencia semisólida; gelatinosa firme y limpia al corte. Debe presentar un aspecto límpido, sin partículas observables a simple vista, y no debe contener menos de 65° Brix (Franco D. , 2012).
Las características que se evalúan en una mermelada son el color, la concentración de solidos solubles totales y la preferencia por parte de los consumidores. En cuanto al color, se utiliza un colorímetro, identificando tono, cromaticidad y luminosidad. Los sólidos totales se determinan mediante un refractómetro. Y las pruebas con consumidor se basan en la colaboración de un grupo de jueces que evalúan la calidad del producto, presentando las alternativas comerciales que existen en el mercado (Salome & Paulina, 2007).
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3. METODOLOGÍA
Este estudio fue elaborado en las instalaciones de Quala Ecuador S.A. en los laboratorios de investigación, desarrollo e innovación. Quala Ecuador está ubicado en la Av. Panamericana norte, km 11 ½, en las bodegas de Almagro.
3.1. Materias Primas
Para este estudio, se utilizó arazá (Eugenia Sororia), proveniente de la provincia de Pichincha, adquirida en una finca ubicada a 20 minutos del cantón San Miguel de Los Bancos y papaya (Carica papaya) proveniente de la provincia de Esmeraldas, adquirida en el mercado de la Ofelia al Norte de Quito. Los edulcorantes y preservantes fueron obtenidos de NOVAFOOD S.A. y QUIMATEC CIA LTDA. Respectivamente.
3.2. Caracterización de la Materia Prima
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Tabla 2. Caracterización de la fruta Arazá y Papaya
Fruta Análisis Método
Arazá Tamaño NTE INEN 1756. (INEN, 1990)
Calibre NTE INEN 1911:2009 4.2 (INEN, 2009)
Índice de madurez Propuesta para norma Colombia Grado de Calidad Propuesta para norma Colombia
Requisitos Propuesta para norma Colombia
pH NTE INEN 389 (INEN, 1985)
Sólidos solubles NTE INEN 380 (INEN, 1985)
Papaya Tamaño NTE INEN 1756. (INEN, 1990)
Índice de madurez NTE INEN 1756. (INEN, 1990) Grado de Calidad NTE INEN 1756. (INEN, 1990)
Requisitos NTE INEN 1756. (INEN, 1990)
pH NTE INEN 389 (INEN, 1985)
Sólidos solubles NTE INEN 380 (INEN, 1978)
3.3. Extracción de Pulpa
Para la extracción de la pulpa de arazá se realizó una clasificación de la fruta descartando las que tenían heridas graves por aves, presencia de insectos, mal aroma, exceso de madurez y presencia de moho y humedad en la superficie como lo muestra el anexo I. Por otro lado, en la papaya, se realizó una selección de la fruta tomando en cuenta exceso o falta de madurez, heridas graves por insectos o aves y presencia de moho y humedad superficial.
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Se realizó el pelado manual del arazá eliminando las pepas como lo muestra el anexo II. Después se llevó a una licuadora industrial y posteriormente se pasó por una coladera para evitar filamentos que dañen la calidad del producto terminado. Para finalizar se realizó un proceso de pasteurización a 75 °C por 15 segundos y choque térmico.
En el caso de la papaya, se realizó el pelado manual eliminando cascara y pepas. Después se llevó a una licuadora industrial y posteriormente se pasó por una coladera. Para finalizar se realizó un proceso de pasteurización a 75 °C por 15 segundos y choque térmico.
Para ambas frutas, se realizó el empacado en paquetes de 500 gramos cada uno y se llevaron a congelación. El proceso de obtención de pulpa de fruta se muestra en la figura 5:
Figura 5. Proceso de Obtención de Pulpa de Fruta
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3.4. Proceso Productivo
El proceso aplicado es una adaptación del método propuesto por Morales (2009) para la obtención de una mermelada baja en calorías con una menor concentración de sólidos solubles. A continuación se indica el proceso productivo que en base a experimentos previos fue el más adecuado.
Figura 6. Proceso de Obtención de Mermelada Baja en Calorías a Partir de Pulpa de arazá y papaya
Pulpa (Arazá, Papaya)
Pesaje
Mezcla
Cocción
Concentración (hasta llegar a 35 sólidos slubles)
Adición de Benzoato de Sodio y Sucralosa
Concentración (hasta llegar a 40 sólidos solubles)
Envasado
Esterilización
Choque Térmico
Etiquetado
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Para el proceso de obtención de la mermelada baja en calorías a partir de arazá se utilizó una base del 70% de Pulpa de Arazá y el 30% de pulpa de Papaya. Esta dosis fue definida en pruebas preliminares para disminuir la acidez del producto terminado si afectar el perfil sensorial de arazá. A partir de 500 gramos de arazá, se utilizaron 214,3 gramos de Papaya.
Con la finalidad de cumplir la normativa para productos bajos en calorías (40% menos de calorías que el producto regular) se realizó una formula colocando 15% de azúcar que permita liberar el agua de la pulpa y el restante 85% correspondiente a la mezcla de pulpa de arazá y papaya con una relación de 70%-30% respectivamente. Adicional a esto, se utiliza 3 niveles de sucralosa con diferentes intensidades.
Se realizaron mediciones de pH y grados Brix al final del proceso productivo. Adicional a esto, con la finalidad de levantar una curva de la cinética de sólidos solubles y densidad con respecto a temperatura en un lapso de 5 minutos para cada medición, utilizando un potenciómetro Sevenmulti Mettler Toledo y un refractómetro Handheld modelo REF107 de (0 a 90 ºBrix). En cuanto a la densidad se hizo una medición de peso y volumen mediante una probeta de marca Germany y una balanza Pioneer OHAUS de variación ± 0,01 gramos. En caso del pesaje de la sucralosa, se utilizó la balanza analítica marca Mettler Toledo modelo AL204 con una variación de ± 0,0001 g. Todos estos equipos se muestran en el anexo III.
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Tabla 3. Modelo Experimental Aplicado
Constantes
Pulpa de Fruta (Arazá 70% / Papaya 30%) (85% del producto total) Conservante (Benzoato de Sodio 1 g / Kg)
Sacarosa (15%)
Variable Tratamientos Repeticiones
Sucralosa 0,03%
T1 R1
R2 R3 Sucralosa
0,06%
T2 R1
R2 R3 Sucralosa
0,09%
T3 R1
R2 R3
La pulpa fue sometida a calor con agitación leve generándose evaporación garantizando el 35% de Sólidos Solubles. Aquí se adicionaron el conservante y el edulcorante para evitar el regusto amargo generado por el edulcorante con exceso de cocción o expuesto a calor constante por demasiado tiempo. Después se continúa la evaporación con agitación leve hasta llegar a los 40% de sólidos solubles.
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Tomando en cuenta que la concentración de azucares en la mermelada es 40% menor que una mermelada normal, el producto está más expuesto a la contaminación por microorganismos, por lo que se realizó un proceso de esterilizado. Este proceso fue realizado mediante un autoclave de marca All American modelo No. 75X que se muestra en el anexo III, llegando a la presión de 17 psi con una temperatura de 123ºC por 15 minutos.
3.5. Caracterización de Producto Terminado
Al finalizar el proceso productivo, se realizó la caracterización de todos los tratamientos que fueron elaborados por triplicado. Los análisis realizados son los que se describen a continuación:
Tabla 4. Caracterización de Producto Terminado
Tratamientos Análisis Método
T1, T2, T3 pH NTE INEN 389 (INEN, 1985)
Sólidos solubles NTE INEN 380 (INEN, 1985) Densidad 962.37 de la A.O.A.C. (1995)
3.6. Evaluación de Estabilidad
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una humedad relativa del 70% ± 5. Estas condiciones generan una aceleración en el tiempo del producto con una relación de 1:6. Es decir, seis veces el tiempo real.
La norma INEN 2825:2013 está apoyada en la CODEX STAN 296:2009 y no aclara ninguna restricción en cuanto a recuentos microbiológicos máximos. Por otro lado, se conoce que los productos con poca actividad de agua son atacados por mohos y levaduras. Tomando en cuenta estos dos puntos y el tiempo de vida útil estimada para estos productos es de alrededor de 6 meses a un año, se realiza el siguiente estudio de estabilidad:
Tabla 5. Parámetros de Evaluación de Estabilidad de la Mermelada Análisis
Microbiológico
Salida 0 Salida 1 Salida 2 Salida 3 Salida 4 Salida 5
Mohos <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC
Levaduras <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC
Análisis Organoléptico
Olor Sin
cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios
Color Sin
cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios
Sabor Sin
cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios
Textura Sin
cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios Sin cambios
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de 4 puntos, siendo 1 el valor mínimo de calidad y 4 el valor máximo o optimo adecuado. Por el nivel de degradación, a partir de la calificación 2 se toma como producto no apto para el consumidor:
1.- Pésimo / El producto es completamente diferente al patrón inicial con la calidad inadecuada.
2.- Malo / Cambios considerables en comparación con el patrón afectando intención de compra.
3.- Bueno / Cambios Ligeros en comparación con el patrón
4.- Excelente / Sin Cambios
3.7. Etiqueta y Rotulación del Producto Terminado
El rotulado de este producto se realizó en base a las normas de etiquetado que se refieren a producto para el consumo humano. Las normas de etiquetado utilizadas para este producto son:
NTE INEN 1334-1:2013 Rotulado de productos alimenticios para consumo humano. Parte 1. Requisitos
NTE INEN 1334-2:2014 Rotulado de productos alimenticios para consumo humano. Parte 2. Rotulado nutricional. Requisitos
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3.8. Aceptabilidad Sensorial
Para validar la aceptación del producto en consumidor se realizó un estudio con 50 posibles consumidores de mermelada. Las edades aceptadas para este estudio eran de 13 a 65 años, sin importar el sexo. Este estudio consistía en enfrentar a los tres tratamientos con diferentes contenidos de edulcorantes (T1:0,03%, T2:0,06%, T3:0,09%) para definir cuál es el más aceptado por el consumidor. Cada uno de los tratamientos llevaba codificaciones de 3 dígitos para evitar sesgar al encuestado. Los códigos son 341 para el tratamiento 1, 958 para el tratamiento 2 y 612 para el tratamiento 3.
Esta evaluación utilizó una escala hedónica de cinco para calificar al producto en varios aspectos. La calificación era la siguiente:
1 Pésimo 2 Malo 3 Regular 4 Bueno 5 Excelente
Por otro lado, las características evaluadas con consumidor fueron las siguientes:
Preferencia por algún tratamiento Aspecto en general
Color
Sabor a fruta Dulce
Olor
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4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. Caracterización de la Materia Prima
La caracterización de la materia prima se realizó utilizando los métodos indicados en el literal 3.2. de la metodología. Los resultados se presentan a continuación en la siguiente tabla.
Tabla 6. Requisitos Fisicoquímicos del Arazá para ser utilizado en la elaboración de mermelada
Análisis
Rango según propuesta de
Norma Colombiana Resultado
Obtenido
Cumple / No cumple Mínimo Máximo
Tamaño – diámetro Longitudinal (cm)
6.29 7.9 6.46±0.78 Cumple
Tamaño – diámetro transversal (cm)
7.32 8.1 7.46±0.72 Cumple
Calibre – peso (g) 227.33 169.84 175.09±41.62 Cumple
Índice de Madurez Verde claro Amarillo
intenso Verde claro Cumple
Requisitos Sin heridas ni adherencias
Sin presencia de heridas o adherencias
Cumple
Ph 2.88 2.59 2.66±0.22 Cumple
Sólidos solubles 3.4 4.1 4.0±0.32 Cumple
Media ± Desviación estándar; n=3
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Los valores fisicoquímicos presentados en la tabla 1, cumplen con los valores de la Propuesta para Norma Colombiana (Rodriguez C., Carmona T., Barón C., Mosquera T., & Fierro G., 2014).
El tamaño de la fruta tanto en diámetro longitudinal como transversal es más pequeño que el estándar brasileño y peruano. Las frutas deberían tener una dimensión de 10 cm para el diámetro longitudinal y 12 cm para el diámetro transversal (Hernandez, Barrera, Fernandez, Carrillo, & Bardales, 2007). A pesar de esto, según la (Secretaria Pro Tempore De Venezuela, 1999) este valor depende de la temporada del año, por lo que se puede ver que las dimensiones pueden estar siendo afectadas por factores como humedad y la temporada de verano.
El pH del arazá según la (Secretaria Pro Tempore De Venezuela, 1999) y (Ríos Arista, 2001) es el adecuado, es decir que esta entre 2,62 y 2,77. Por otro lado, según (Salome & Paulina, 2007) el pH es menor al de la fruta en estado de madurez mayor al adecuado, en donde se presentan pH entre 2.8 y 3.0.
El contenido de Sólidos solubles obtenidos en este estudio es el menor indicado por (Toledo, 2010) en donde puede existir una variación entre 4.0 y 4.8 grados Brix para esta fruta.
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Tabla 7. Requisitos Fisicoquímicos de Papaya
Análisis Resultado
Norma INEN 1 756 1990-09
Mínimo Máximo Cumplimiento
Peso (g) 1.587±357.68 1.501 g 3.000 Tipo 1
Defectos
Tolerables (%) 2 - 4 Cumple
Defectos
Intolerables (%) 0 - 0 Cumple
Fruto que no corresponde a la
madurez convenida (%)
0 - 3 Cumple
Análisis Adicionales Resultado
Requisitos Sin presencia de heridas o adherencias
pH 4.92±0.10
Sólidos solubles 9.0±0.70º Brix
Media ± Desviación estándar; n=3
En base a la norma (INEN, 1990) el peso registrado corresponde a la fruta Tipo 1 en base al peso registrado.
La papaya es una de las frutas menos acidas. Esta fruta tiene un pH que varía entre 4,0 y 5,5 como lo indica la FAO. En este estudio, el pH resultante de la papaya utilizada es de 4,92 por lo que es la más adecuada para este proyecto permitiendo una disminución del pH de la mermelada final.
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naranjas. Según Santamaría, Díaz, Sauri, Espadas, Santamaría, & Larqué, (2009) la madurez adecuada de la papaya, está directamente relacionada con la cantidad de franjas amarillas, confirmando las características de la fruta usada en la elaboración de la mermelada baja en calorías.
4.2. Extracción de Pulpa
Para la obtención de la pulpa se midieron los pesos finales y rendimientos en cada una de las etapas:
Tabla 8. Pesos finales y rendimientos de la Obtención de Pulpa de Arazá
Etapa Peso Final (kg) Rendimiento (%)
Arazá 25.73±0.39 100
Selección 22.76±0.35 88.48 Lavado 22.76±0.35 88.48 Escaldado 22.24±0.33 86.45 Pelado 16.60±0.25 64.51 Despulpado 12.98±0.20 50.45
Pulpa 12.98±0.20 50.45
Media ± Desviación estándar; n=15
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dificultan la extracción de la pulpa. En total, el proceso de pelado y despulpado generan una merma del 38%.
En la etapa de pelado y despulpado existe la mayor pérdida de peso, comparado con los resultados hechos por (Secretaria Pro Tempore De Venezuela, 1999) y por (Pinos & Quijano, 2007), la pulpa debe tener un rendimiento entre el 42 y el 70% dependiendo el tamaño de la fruta.
Tabla 9. Rendimientos de la Obtención de Pulpa de Papaya
Etapa Peso Final (kg) Rendimiento (%)
Papaya 7.34±0.27 100
Selección 7.34±0.27 100
Lavado 7.34±0.27 100
Escaldado 7.10±0.26 96.75
Pelado 5.46±0.20 74.33
Despulpado 5.46±0.20 74.33
Pulpa 5.46±0.20 74.33
Media ± Desviación estándar; n=3
Para la obtención de la pulpa de papaya, se inicia con la selección de la fruta. Aquí no se presentan perdidas de peso ya que la fruta ingresa al proceso completa. La merma principal que se da en el proceso está en el pelado y despulpado eliminando las semillas. Esta pérdida de peso refleja el 23% del total perdido. La pérdida de peso es mínima ya que esta fruta tiene un rendimiento mayor al del arazá.
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mayor superándolo por un 18%. Con esto, la fruta seleccionada para este proyecto, tiene un rendimiento adecuado para su uso.
4.3. Proceso de Obtención de Mermelada Baja en Calorías
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Tabla 3. Rendimientos de la Obtención de Mermelada por Tratamiento
ETAPA TRATAMIENTO 1
0,03% SUCRALOSA
RENDIMIENTO (%)
Mezcla 100.00±0.00 Concentración 46.01±1.88 Envasado 43.02±1.90
ETAPA TRATAMIENTO 2
0,06% SUCRALOSA
RENDIMIENTO (%)
Mezcla 100.00±0.00 Concentración 46.61±1.71 Envasado 42.59±1.75
ETAPA TRATAMIENTO 3
0,09% SUCRALOSA
RENDIMIENTO (%)
Mezcla 100.00±0.00 Concentración 45.64±1.96 Envasado 42.04±2.21
Media ± Desviación estándar; n=3
Por medio de una evaluación de varianza, se determina que no existe diferencia significativa del rendimiento entre los tres tratamientos, tanto en la etapa de concentración como en la etapa de envasado. Esto indica que la cantidad de sucralosa no afecta el proceso de elaboración de la mermelada baja en calorías, sin aumentar o disminuir el rendimiento del producto terminado.
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cocción, garantizando llegar a los 40 ºBrix necesarios para el producto bajo en calorías.
Para una mermelada común, la tolerancia de rendimiento es de hasta 83.5% según (Almache, 2013), por otro lado, según la FAO, el rendimiento aceptado de una mermelada común es del 62%. En el caso de mermeladas bajas en calorías, el rendimiento será menor ya que la concentración depende de la eliminación de agua y concentración de componentes de la fruta sin adicionar azúcar.
4.4. Caracterización de Producto Terminado
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Tabla 4. Caracterización de la Mermelada por Tratamiento
ANÁLISIS TRATAMIENTO 1
0,03% SUCRALOSA
pH 2.64a±0.43
Sólidos Solubles 40.11a±0.89
Densidad 1.22a±0.01
ANÁLISIS TRATAMIENTO 2
0,06% SUCRALOSA
pH 2.78a±0.08
Sólidos Solubles 40.06a±0.39
Densidad 1.22a±0.01
ANÁLISIS TRATAMIENTO 3
0,09% SUCRALOSA
pH 3.02b±0.11
Sólidos Solubles 39.83a±0.50
Densidad 1.196a±0.04 Media ± Desviación estándar; n=3
Analizando el pH, se realiza un análisis de varianza, encontrando al tratamiento 3 con diferencia significativa, lo que indica que la incidencia de la sucralosa puede generar aumento de pH en el producto terminado.
Por otra parte, realizando un análisis de varianza a la densidad de cada tratamiento, no se encuentra diferencia significativa, lo que indica que la adición de sucralosa no afecta la densidad del producto terminado.
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que la cantidad de sucralosa en la fórmula, no afecta el parámetro de grados Brix (40°Brix) en la mermelada.
Para este producto terminado se obtuvo en promedio un pH de 2.81, una densidad de 1.211 g/ml y una cantidad de sólidos solubles de 40%. Con la finalidad de cumplir con la característica básica de los productos bajos en calorías (máximo 40% de sólidos solubles), el producto posee únicamente este valor. Esto afecta directamente a la densidad.
Las mermeladas regulares deben tener un pH entre 2.9 y 3.5, y una cantidad de 65 – 68 ºBrix con la finalidad de formar el gel enlazando los sólidos y permitiendo formar una estructura coloidal (Franco D, 2012). En el caso de una mermelada baja en calorías, estos valores pueden alterarse con la finalidad de ajustarse al contenido de sólidos solubles.
Con la finalidad de comprender el comportamiento de los sólidos solubles (°Brix) y la densidad al existir cambios en temperatura, se realiza una evaluación de la cinética de la mermelada. Esta evaluación permite conocer la curva que se puede dar al existir variaciones de temperatura para los sólidos solubles y la densidad y así mismo conocer el comportamiento de la densidad frente a una cierta cantidad de sólidos solubles.
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Figura 7. Curva de Sólidos Solubles vs Tiempo
Como se muestra en la gráfica, la cantidad de sólidos solubles es directamente proporcional al tiempo de cocción. Presenta una curva polinómica con pendiente positiva. Es decir que a mayor tiempo de cocción, mayor cantidad de sólidos solubles. Como lo indica (Rojas, 2011), a medida que disminuye la humedad, aumentan los sólidos solubles.
Por otro lado, se presenta a continuación la cinética de la densidad en base al tiempo. Al igual que los grados Brix, se realizaron mediciones cada 5 minutos para todos los tratamientos. En esta grafica se presentaran las curvas para cada uno de los tratamientos: 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0
0 10 20 30 40 50 60 70
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Figura 8. Curva de Densidad vs Tiempo
Al revisar los resultados de la cinética de la densidad y de los sólidos solubles en base al tiempo transcurrido con una variación de 5 minutos, se puede observar que la curva posee un resultado polinomico con pendiente positiva. No existe diferencia significativa entre los tres tratamientos.
Según estudios de leche (Marcelín-Rodriguez & Vélez-Ruíz, 2012) y café (Ruiz-Romero, Riaño-Luna, & Orozco-Gallego, 2004) con diferentes concentraciones, se puede determinar que a mayor contenido de sólidos solubles, la densidad aumenta. En el caso de este estudio, a mayor tiempo de cocción, mayor concentración de sólidos y por ende mayor densidad, lo que confirma que esta relación es directamente proporcional.
Por último, con la finalidad de conocer el comportamiento de la densidad al existir cambios en los sólidos solubles, se presenta a continuación la gráfica de Sólidos Solubles vs Densidad tomando los valores anteriormente explicados. Al igual que los anteriores gráficos, se analiza cada uno de los tratamientos:
1,060 1,080 1,100 1,120 1,140 1,160 1,180 1,200 1,220 1,240
0 20 40 60 80
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Figura 9. Curva de Sólidos Solubles vs Densidad
Al revisar los resultados presentados para los tres tratamientos, no existe diferencias significativas entre ninguno de ellos. La grafica indica que existe una directa relación entre el aumento de sólidos solubles y la densidad. A mayor cantidad de sólidos solubles, la densidad tiende a subir y a medida de la velocidad a la que suben los grados Brix va a subir la densidad. Esta es una relación directamente proporcional. La curva que presenta este resultado es polinómica con ordenación de tercer nivel con pendiente positiva. (Alberto, 2010).
4.5. Evaluación de Estabilidad
Del estudio de estabilidad realizado a los tres tratamientos, se presentaron resultados iguales para los mismos. A continuación se muestran la recopilación de resultados de esta evaluación:
1,060 1,080 1,100 1,120 1,140 1,160 1,180 1,200 1,220 1,240
10,0 20,0 30,0 40,0 50,0
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Tabla 5. Resultados de Análisis de Estabilidad Análisis
Microbiológico
Salida 0 Salida 1 Salida 2 Salida 3 Salida 4 Salida 5
Tiempo en
cámara
climática
0 días 7 días 14 días 21 días 28 días 35 días
Tiempo real
equivalente a 6
veces tiempo en
cámara
0 días 42 días 84 días 126 días 168 días 210 días
Meses O meses 1.4
meses
2.8 meses
4.2 meses 5.6 meses 7 meses
Resultados
Análisis microbiológico
Mohos <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC
Levaduras <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC <10 UFC
Análisis Organoléptico
Olor 4 4 4 3 3 3
Color 4 4 4 3 3 2
Sabor 4 4 4 4 3 2
Textura 4 4 3 3 3 2
1.- Pésimo / El producto es completamente diferente al sabor inicial del producto afectando la aceptación del producto.
2.- Malo / Cambios considerables en comparación con el patrón afectando intención de compra.
3.- Bueno / Cambios Ligeros en comparación con el patrón