Aplicación de cobertura con CMC a banano verde (Musa acuminata colla aaa) para fritura

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

“APLICACIÓN DE COBERTURA CON CMC A BANANO

VERDE (Musa acuminata colla aaa) PARA FRITURA”

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO DE ALIMENTOS

JULIO ALEJANDRO SÁNCHEZ PÉREZ

DIRECTOR: Ing. JUAN BRAVO, Ph.D.

DECLARACIÓN

Yo JULIO ALEJANDRO SÁNCHEZ PÉREZ, 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.

_________________________ Julio Alejandro Sánchez Pérez

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “APLICACIÓN DE

COBERTURA CON CMC A BANANO VERDE (Musa acuminata colla aaa)

PARA FRITURA”, que, para aspirar al título de Ingeniero de Alimentos fue

desarrollado por Julio Alejandro Sánchez Pérez, bajo mi dirección y

supervisión, en la Facultad de Ciencia de la Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajo de Titulación artículos 18 y 25

___________________

Ing. Juan Bravo, Ph.D. DIRECTOR DEL TRABAJO

DEDICATORIA

A Dios, por permitirme cumplir esta etapa de mi vida.

A mis padres, por su infinito amor en cada etapa de mi vida.

A mi sobrina Arianita y mi abuelita Mamá Tere que desde el cielo me cuidan, me motivan y derraman bendiciones en todos los aspectos de mi vida.

AGRADECIMIENTO

A Dios, por darme el privilegio de nacer en una familia llena de amor.

A mis padres Julio y Rocío, por darme todos las herramientas para culminar este trabajo, por llenarme de amor y darme el perdón cuando más he necesitado, mi vida no sería la misma sin el apoyo constante de ustedes. Los amo y son mi ejemplo a seguir.

A mi hermano Pablo, mí cuñada Andrea y mis sobrinas Camilita y Juli, por ser mi apoyo constante y brindarme su mano.

A mis abuelitos paternos y maternos, por todas las veces que también supieron ser padres para mí, por todo su apoyo, su dedicación, su amor.

A Katherine Romero, por todo su cariño, respeto y apoyo.

A mi familia y amigos, por estar pendiente de mí y brindarme su apoyo.

A Manuel Portilla, quien me brindo su mano amiga y desinteresa para que este trabajo se concluya.

A Natalia Parra y Juan Pablo Pillajo, por la ayuda para que este trabajo se concluya.

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

RESUMEN………...vii

ABSTRACT...………...x

1.INTRODUCCIÓN…………...1

2.MARCO TEÓRICO………...4

2.1 BANANO VERDE………...4

2.1.1 ESPECIES……….4

2.1.2 BANANO DE RECHAZO………6

2.2 RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS………11

2.2.1 DEFINICIÓN: PELICULAS Y RECUBRIENTOS COMESTIBLES………..11

2.2.2 COMPOSICIÓN DE LOS RECUBRIMIENTOS Y PELÍCULAS COMESTIBLES………..12

2.2.3 ADITIVOS UTILIZADOS EN LOS RECUBRIMIENTOS Y PELÍCULAS COMESTIBLES………...14

2.2.4 PROPIEDADES DE BARRERA DE LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS……….15

2.2.5 FORMACIÓN DE LA PELICULA Y RECUBRIMIENTO ALIMENTICIO……….17

2.2.6 MÉTODOS DE APLICACIÓN DE LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS……….18

2.2.7 PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS DE CARBOXI METILCELULOSA (CMC)………..19

2.2.8 UTILIDADES DE LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS………..20

2.2.9 FRITURA………...21

ii

PÁGINA

3.METODOLOGÍA……….29

3.1 PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA………29

3.1.1 ANÁLISIS FÍSICOS………...29

3.1.2 ANÁLISIS QUÍMICOS………...30

3.1.3 ANÁLISIS PROXIMALES……….30

3.2. PROCESO DE OBTENCIÓN DE BANANOS FRITOS………31

3.2.1. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA………...31

3.2.2. DISEÑO EXPERIMENTAL………31

3.2.3. PROCESO DE FRITURA………..33

3.2.4. PROCESO DE ELABORACIÓN DE LOS BOCADITOS FRITOS………...34

3.3. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL………...35

3.4. ANÁLISIS ESTADÍSTICO……….35

3.5. OPTIMIZACIÓN………...35

3.6. RENDIMIENTO………..36

3.7. ANÁLISIS DE ACEPTABILIDAD……….36

4. ANÁLISIS DE RESULTADOS……….38

4.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA...38

4.1.1. ANÁLISIS FÍSICOS………38

4.1.2. ANÁLISIS QUÍMICOS……….39

4.1.3. ANÁLISIS PROXIMALES………...40

4.2. CARACTERIZACIÓN DE LOS BANANOS FRITOS………..42

4.2.1. ANÁLISIS DE HUMEDAD………...42

4.2.2. ANÁLISIS DE GRASA……….45

4.2.3. ANÁLISIS DE TEXTURA…...50

4.3 OPTIMIZACIÓN………54

4.3.1. HUMEDAD………...54

iii

PÁGINA

4.3.3. TEXTURA………..55

4.4 RENDIMIENTO ... 55

4.5. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL ... 56

4.6. ANÁLISIS DE ACEPTABILIDAD SENSORIAL………...56

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……….58

5.1. CONCLUSIONES………58

5.2. RECOMENDACIONES………...59

BIBLIOGRAFÍA………...60

iv

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1. Plantación de Banano y el Fruto……….4

Figura 2. Clasificación de los Recubrimientos y Películas Comestibles……….12

Figura 3. Aditivos utilizados en los Recubrimientos y Películas Comestibles……….14

Figura 4. Representación esquemática del proceso de recubrimiento………..18

Figura 5. Esquema de transferencia simultánea de masa y calor durante proceso de fritura………25

Figura 6. Escala estructurada utilizada en ensayos de aceptabilidad…….27

Figura 7. Escala semiestructurada utilizada en ensayos de aceptabilidad………...27

Figura 8. Escala no estructurada utilizada en ensayos de aceptabilidad………...28

Figura 9. Diagrama de flujo de la obtención del producto frito……….34

Figura 10. Superficie de Respuesta para el contenido de Humedad……....44

Figura 11. Curvas de contorno de la superficie de respuesta……….45

Figura 12. Superficie de repuesta para el contenido de grasa………...49

Figura 13. Curvas de contorno para la superficie de respuesta……….49

Figura 14. Superficie de Respuesta para la textura……….53

Figura 15. Curvas de contorno para la superficie de respuesta……….53

v

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA Tabla 1. Clasificación de Especies de Banano y Plátano cultivas en el

Ecuador………5

Tabla 2. Requisitos para exportar banano a Estados Unidos y Europa………..7

Tabla 3. Requisitos para exportar banano a Asia………..8

Tabla 4. Composición química del banano verde Cavendish…...10

Tabla 5. Requerimientos Básicos para los recubrimientos comestibles…..16

Tabla 6. Niveles utilizados para el diseño……….32

Tabla 7. Ensayos del Diseño Central Compuesto Rotacional………...33

Tabla 8. Escala Estructurada para Aceptabilidad Sensorial………..37

Tabla 9. Caracterización física………38

Tabla 10. Color externo e interno………...39

Tabla 11. Caracterización química………...40

Tabla 12. Análisis de humedad y grasa………..41

Tabla 13. Porcentajes de humedad……….42

Tabla 14. Análisis de varianza para el contenido de humedad………...43

Tabla 15. Porcentajes de grasa………46

Tabla 16. Análisis de Varianza para el contenido de Grasa………...47

Tabla 17. Valores para textura………..50

Tabla 18. Análisis de Varianza para Textura………..51

Tabla 19. Valores óptimos para humedad………..54

Tabla 20. Valores óptimos para grasa……….54

vi

Tabla 22. Rendimiento en cada etapa del proceso………...55 Tabla 23. Comparación del contenido de grasa y humedad presente en el

vii

ÍNIDICE DE ANEXOS

PÁGINA

Figura 17. Banano verde (Cavendish AAA)………...69

Figura 18. CMC………...69

Figura 19. Propilenglicol………....69

Figura 20. Colorímetro Konica Minolta CR-400……….70

Figura 21. Termobalanza Precisa XM-60………...70

Figura 22. Equipo Soxhlet...70

Figura 23. Solución Inhibidora del pardeamiento enzimático………..70

Figura 24. Cortador del banano………71

Figura 25. Agitador Magnético...71

Figura 26. Inmersión en el recubrimiento comestible...71

Figura 27. Inmersión en el recubrimiento comestible...71

Figura 28. Secado del Recubrimiento……….72

Figura 29. Frituras DCCR………...73

Figura 30. Freidora Eléctrica………74

Figura 31. TexturométroTA-XT2i……….74

Determinación de Dureza TA-XT2i, con el accesorio cuchillo Craft………...75

PRUEBA DE ACEPTABILIDAD PARA BOCADITOS FRITOS DE BANANO VERDE………77

viii

RESUMEN

El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de un recubrimiento con carboxi metilcelulosa (CMC) en el porcentaje de aceite absorbido por los bocaditos fritos de banano de verde en el proceso de fritura tradicional. Para este estudio se utilizó como materia prima banano verde variedad

Cavendish. Como primer paso se realizó la caracterización físico-química de

la fruta, posteriormente, el banano fue sometido a un escaldo mediante inmersión en agua a punto de ebullición (90.3 ºC) con el fin de debilitar tejidos y facilitar el pelado, luego se introdujo en una solución de 30 ppm de metabisulfito de sodio por 15 minutos, con el fin de inhibir el pardeamiento enzimático, luego fue cortado en rodajas de 5 mm de espesor, posteriormente se pico la fruta hasta obtener la forma de cuadritos, la cual era la ideal para el proceso, los bocaditos de banano se introdujeron en el recubrimiento mediante la técnica de inmersión según lo estipulado en el Diseño Central Compuesto Rotacional. El producto recubierto fue sometido a fritura a una temperatura de 160 ± 5 °C durante 6 minutos para luego analizar su contenido de humedad, porcentaje de aceite absorbido y textura (Fuerza de ruptura). Los resultados fueron evaluados por el Método de Superficie de Respuesta, los tratamientos que no recibieron ningún tipo de inmersión alcanzaron menores contenidos de humedad. En cuanto al porcentaje de aceite absorbido, se reportó que los tratamientos que tuvieron

ix Adicionalmente se efectuaron ensayos de aceptabilidad sensorial y se concluyó que el recubrimiento no afecta a los atributos de apariencia, color,

sabor y textura de los bocaditos fritos de banano verde.

x

ABSTRACT

The aim of this study was to evaluate the effect of a coating carboxy methyl cellulose (CMC) in the percentage of oil absorbed by the fried green banana snacks in the process of traditional frying. For this study was used as feedstock Green Cavendish Banana. As a first step the physicochemical fruit, characterization subsequently banana was subjected to a scalded by immersion in water at boiling point (90.3 °C) in order to weaken tissues and facilitate peeling was performed, then introduced into a solution of 30 ppm sodium metabisulphite for 15 minutes, in order to inhibit enzymatic browning, then was cut into slices of 5 mm thickness, then the fruit peak into the form of squares, which was ideal for the process, the nibbles banana were introduced into the coating by dipping technique as prescribed in the Central Composite Design Rotational. The coated product was subjected to frying at a temperature of 160 ± 5 ° C for 6 minutes and then analyzes its moisture content, percentage of absorbed oil and texture (breaking force). Response Surface Method evaluated the results, treatments received no immersion reached lower moisture contents. In terms of percentage of absorbed oil, it was reported that the treatments had a higher concentration (1.28% and 1.5%) and higher stages (4:27 and 2: 5) immersion in solution with CMC had lower concentrations of oil in its composition. As for the texture (breaking force) it was reported that the treatments received no less immersion reached breaking force. The optimum was found at 3 min 35 s immersion in the solution with a concentration of CMC and 1.5% CMC with a percentage of 14.44% in the fat. Demonstrated that by applying the coating with CMC oil absorption decreases significantly because the layer is generated around the food that prevents the flow of water and oil absorption. Additionally sensory acceptability tests were conducted and concluded that the coating does not affect the appearance attributes, color, flavor and texture of fried green

1

1.

INTRODUCCIÓN

El Ecuador, es una país que posee una gran riqueza y variedad de productos agrícolas, especialmente en frutas, gracias a que posee privilegios climáticos y geográficos (ProEcuador, 2011).

La actividad bananera es sólida e importante para la economía del país, pues la exportación de la fruta mantiene una posición gravitante ya que es generador de divisas para el estado, además, otorga fuentes de trabajo a la población ecuatoriana (ProEcuador, 2011).

En la actualidad, la necesidad de mantener un mercado competitivo ha hecho que, el Ecuador busque nuevas alternativas para la exportación de esta fruta, ya no como materia prima, si no, generando nuevos productos derivados, uno de estos enfoques es la adición del proceso de fritura (Uribe, 2008).

El proceso de fritura otorga características únicas de aroma y textura, que no se puede conseguir con ninguna otra técnica de procesamiento de alimentos, por otro lado, mediante este proceso se logra preservar el alimento, como resultado de la destrucción térmica de microorganismos y la inactivación de enzimas (Jibaja, 2010).

La demanda de productos fritos, la exigencia de los consumidores por productos mas sanos, ha generado que la industria desarrolle nuevas tecnologías para el procesamiento de alimentos, ya sea por modificaciones de las condiciones del proceso de fritura, la aplicación de pre-tratamientos con el fin de reducir el contenido de grasa, minimizar la absorción de aceite y sobre todo productos naturales que posean aroma y sabor característico (Suaterna, 2008).

2 una innovación dentro del campo de empaque biodegradable, los cuales interactúan con los alimentos para extender la vida útil, mejorar su seguridad y/o propiedades sensoriales o funcionales, mientras mantienen la calidad del producto (Alba, 2011).

Los filmes y recubrimientos comestibles elaborados a partir de biopolímeros presentan numerosas ventajas, entre ellas la de ser biodegradables, reciclables, pueden transportar aditivos, poseen buenas propiedades de barrera y mecánicas; mejorar la apariencia de los alimentos, protegen las propiedades durante el almacenamiento y manipulación, mantienen o mejoran las características sensoriales y la textura en los alimentos, Alba (2011), además, presentan efectos positivos para el ambiente, por su particularidad de ser biodegradables (Suaterna, 2008).

Entre los biopolímeros empleados, se encuentran los polisacáridos, entre ellos, se encuentran los derivados de la celulosa (metilcelulosa MC, hidroxi metilcelulosa HMC, hidroxipropil metilcelulosa HPMC y carboxi metilcelulosa CMC), en varias investigaciones se ha demostrado que los derivados de la celulosa reducen la entrada de aceite en el momento de la fritura hasta en un 40.6% (Alba, 2011; Singthong & Thongkaew, 2009).

OBJETIVO GENERAL



AAA) para fritura.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS



Car

 Realizar una cobertura de CMC (Carboxi metilcelulosa) al banano

(Musa acuminata colla AAA) en distintas concentraciones, antes de la

3

4

2. MARCO TEÓRICO

2.1 BANANO VERDE

2.1.1 ESPECIES

El banano pertenece al género musa, familia musaceae, variedad cavendish,

es una planta herbácea gigante con rizoma corto y tallo aparente, que resulta de la unión de las vainas foliares, cónico y de 3.5 – 12.5 m de altura,

terminando en una corona de hojas, las cuales son muy grandes y están dispuesta en posición espiral de 2 a 4 m. de largo y hasta medio metro de ancho. El fruto es alargado, durante el desarrollo éstos de doblan geotrópicamente según el peso de este, mediante esta reacción se determinan la forma del racimo. Campos et al. (2011). En la Figura 1 se muestra una plantación de banano y su fruto.

5 En la Tabla 1 se muestra la clasificación de las especies de banano y plátano que se cultivan en el Ecuador.

Tabla 1. Clasificación de Especies de Banano y Plátano cultivas en el Ecuador

(ProEcuador, 2011)

CLASIFICACIÓN DE ESPECIES DE BANANO Y PLÁTANO

Familia Musacea

Género Musa

Sección Eumusa

Especies Grupo Subgrupo Clones Otros Nombres

Musa Acuminata

Diploide AA Sucrier Gross

Michel

Baby Banana Gross Michel

Lady ́s Finger Orito

Triploide AAA Cavendish Gran Naine

Dwarf Cavendish Valery Lacatan Willians Rojo Rojo-verde Gran enano Cavendish Robusta Filipino Morado Musa Balbisiana

Triploides AAB Plantain French Plantain

Horn Plantain Dominico Harton Maqueño Manzano Limeño Dominico Barraganete

Triploides ABC Plantain Cuatrofilios

Pelipita

6

El cultivo de banano (Musa AAA), constituye la actividad agrícola de mayor importancia para la economía del país; Durante el año 2010 el Ecuador exportó 265 millones 587 mil 828 cajas de 18.14 kg, equivalentes aproximadamente a 4 millones 828 mil toneladas. Un tercio de las exportaciones mundiales se origina en el Ecuador lo cual representa actualmente un ingreso de un $ 1 900 millones de dólares por concepto de divisas, y otros $ 90 millones de dólares por concepto de impuestos al estado. Los ingresos generados por la actividad bananera representan el 3.84 % del PIB total; el 50 % del PIB agrícola y el 20 % de las exportaciones privadas del país (ProEcuador, 2011).

La superficie de siembra de 230 000 hectáreas, mayormente se concentra en tres provincias del litoral, como Guayas, Los Ríos y El Oro (92%) y entre otras 7 provincias (8%), respectivamente. Los rendimientos están relacionados a varios factores entre los que se destacan el nivel de tecnificación, la zona de producción y el tamaño de la explotación. Dependiendo de la infraestructura utilizada en la producción bananera existen 3 niveles de manejo del cultivo: tecnificado, semitecnificado y no tecnificado; el manejo que se presenta en cada nivel guarda relación con el rendimiento. El Banano ecuatoriano es reconocido a nivel mundial por su sabor y calidad, siendo cotizado en los mercados internacionales de Europa, Asia y América del Norte. Las características especiales de la fruta de Ecuador se debe a las condiciones de suelo y climatológicas (INIAP, 2010).

2.1.2 BANANO DE RECHAZO

7

Tabla 2. Requisitos para exportar banano a Estados Unidos y Europa

Variedad Banano Cavendish

Clase “A” Premium. First Class

Tamaño de los dedos (cm) 18

Calibre (mm) Mínimo Máximo

39 46

Número de dedos por mano Mínimo Máximo

5 12

Edad de la fruta (semanas) Mínimo Máximo

10 13

8

Tabla 3. Requisitos para exportar banano a Asia

Variedad Banano Cavendish

Clase “A” Premium. First Class

Tamaño de los dedos (cm) 18

Calibre (mm) Mínimo Máximo

39 47

Número de dedos por mano Mínimo

15

Edad de la fruta (semanas) Mínimo Máximo

10 13

Empaque Tapa, fondo, cartulina exterior e interior (Agrocalidad, 2014)

De acuerdo con las condiciones mencionadas en la Tabla 2 y 3, las etapas críticas son las de selección y empaque, en donde más bananos son rechazados, especialmente en las operaciones de desgaje y desmane. En la primera operación se inspeccionada las dimensiones de la fruta, y en la segunda se evalúa las condiciones de la cáscara, por último en las terminales portuarias, previo al embarque del banano, se realiza un último control de calidad, en donde la fruta desechada se dominada boleja y se clasifica en rechazo en empacador y rechazo en puerto, además se rechaza la fruta que pudo maltratarse en el transporte desde las plantaciones bananeras hacia la terminal (Afanador, 2005; Saldarriaga, 2000).

En Ecuador, el banano cavendish es el principal producto agrícola de

9 cuales una parte del banano de rechazo abastece al consumo interno, otra mínima parte es utilizada para la alimentación del sector pecuario y en los sistemas de producción de bovinos, cerdos para carne y leche, respectivamente (INIAP, 2004; Suárez, 2011).

El banano de rechazo, al igual que todas las frutas poseen características

generales que radican en su alto valor nutritivo que reside

fundamentalmente en su contenido de carbohidratos, además, son alimentos extremadamente acuosos. Por otro lado, los componentes químicos de cualquier fruta fluctúan de acuerdo con la variedad, estado de maduración y condiciones ambientales que las que se desarrolla, dado que el banano verde de rechazo no ha completado su fase de maduración, es imprescindible conocer su composición química lo que permitirá conocer el comportamiento químico y biológico (IIzuka, 1985).

10

Tabla 4. Composición química del banano verde Cavendish

Característica Fisicoquímica Porcentaje (%)

Humedad 80.90%

Materia Seca 19.10%

Almidón No disponible

Cenizas 5.80%

Grasa 1.73%

Proteína 5.87%

Fibra cruda 4.20%

Extracto Libre de Nitrógeno 82.40%

Fósforo (P) 0.09%

Calcio (Ca) 0.14%

Potasio (K) 2.31%

Sodio (Na) No disponible

Cinc (Zn) 27ppm

(Hincapié, 2004)

11

2.2 RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS

2.2.1 DEFINICIÓN: PELÍCULAS Y RECUBRIENTOS COMESTIBLES

Un recubrimiento comestible (RC) se define como una matriz continua, delgada, que se estructura alrededor del alimento generalmente mediante la inmersión del mismo en una solución formadora del recubrimiento, por otra parte una película o film comestible (PC) es una matriz preformada, delgada, que posteriormente es utilizada en forma de recubrimiento del alimento (Ramos, García, Bautista, Baños, & Barrera, 2010).

Los recubrimientos y películas comestibles están formados por aditivos alimentarios aprobados por la FDA. En 1998, se estableció definitivamente los aditivos alimentarios que pueden utilizarse en las formulaciones, entre ellos se encuentran: goma arábiga, goma xantán, glicerina, pectinas, celulosa y sus derivados (metilcelulosa, hidroxipropil celulosa, hidroxipropil metilcelulosa, carboxi metilcelulosa), lecitina, polisacáridos, ácidos grasos y sales de ácidos grasos (FDA, 2006; N. Pastor, 2010).

12

2.2.2 COMPOSICIÓN DE LOS RECUBRIMIENTOS Y PELÍCULAS COMESTIBLES

Los recubrimientos y películas comestibles se pueden clasificar en tres grandes grupos, en la Figura 2 se muestra la clasificación de los recubrimientos y películas comestibles:

Figura 2. Clasificación de los Recubrimientos y Películas Comestibles (Krochta, Baldwin, & Nisperos, 1994)

Recubrimientos y Películas Comestibles

Hidrocoloides Lípidos Otros compuestos

Proteínas

Polisacáridos

Derivados de celulosa

Pectinas

Almidones

Alginatos

Ceras

Acilgliceroles

Ácidos grasos

13

 Polisacáridos

Son polímeros hidrofílicos (contiene grupos oxhidrilos –OH) solubles o

dispensables en agua, de origen vegetal, animal o microbiano. Su característica principal y común es que son moléculas altamente hidrofilicas que actúan sobre el agua que se encuentra libre en el medio donde se aplican, llegando a reducir su movilidad y aumentando la viscosidad. En este sentido la estructura del polímero (lineal o ramificado, su grado de ramificación, etc.) es de gran importancia ya que de ella depende la capacidad de retención de agua y, por tanto, las características geológicas y de textura que impartirá al producto (Cubero, Monferrer, & Villalta, 2002; Parzanese, 2009).

Las películas y recubrimientos de hidrocoloides poseen buenas propiedades de barrera, debido a su carácter hidrófilo, además recubrimientos y películas de polisacáridos proporcionan una buena barrera a CO2 y O2 (Cha &

Chinnan, 2004). Por otro lado, de manera similar a otros materiales hidrófilos, su polaridad determina su pobre barrera al vapor de agua (Park & Chinnan, 1995), así como su sensibilidad a la humedad, lo que puede afectar a sus propiedades funcionales (Janjarasskul & Krochta, 2010). Moderadamente solubles en agua como: metilcelulosa y gluten de trigo; proveen una resistencia algo mayor al paso de vapor de agua que los

hidrocoloides solubles en agua. Ciertas películas comestibles,

especialmente aquellas basadas en polímeros hidrófilicos, son altamente impermeables a grasas y aceites (Kester & Fennema, 1986; Krochta et al., 1994).

Las proteínas utilizadas en la formulación de recubrimientos comestibles pueden ser de origen animal (caseínas, proteínas del suero lácteo) o de origen vegetal (zeína de maíz, gluten de trigo, y proteína de soja,

14 y las diferencias en estas características moleculares determinarán su habilidad para formar recubrimientos (C. Pastor, Vargas, & González-Martínez, 2005; Vargas, Pastor, Chiralt, McClements, & González-González-Martínez, 2008).

2.2.3 ADITIVOS UTILIZADOS EN LOS RECUBRIMIENTOS Y PELÍCULAS COMESTIBLES

Aditivos y materiales se añaden a las películas y recubrimientos comestibles, esencialmente para lograr dos objetivos; el primero es mejorar las propiedades estructurales, mecánicas y de manipulación de un recubrimiento y la segunda es para mejorar el sabor, el color y textura. En estos casos el recubrimiento actúa como portador de compuestos benéficos que aportan efectos saludables a los consumidores del alimento (Cuppett, 1994).

En la Figura 3 se muestra la clasificación de los aditivos más utilizados en la formación de recubrimientos y películas comestibles.

Figura 3. Aditivos utilizados en los Recubrimientos y Películas comestibles (Skurtys, Acevedo, Pedreschi, Osorio, & Aguilera, 2009)

Aditivos Utilizados en los Recubrimientos y películas

comestibles

Plastificantes

Antimicrobianos

Antioxidantes

15

Plastificante: Plastificantes (no volátiles) se añaden a las soluciones formadoras de películas y recubrimientos comestibles para lograr una baja fragilidad, alta tenacidad y evitar el agrietamiento durante la manipulación y el almacenamiento, para que un plastificante se pueda añadir a una solución formadora deberá poseer ciertas características como: bajo peso molecular y alta polaridad (Cuppett, 1994).

La cantidad que se añade en las preparaciones formadoras de películas y recubrimientos varía entre el 10% y 60% del peso, generalmente del hidrocoloide, entre los más utilizados se encuentran: glicerol, sorbitol, propilenglicol, polietilenglicol, oligosacáridos, por otro lado la adición de plastificantes puede causar cambios en las propiedades de barrera de las películas y recubrimientos comestibles (Cuppett, 1994; Vargas et al., 2008).

2.2.4 PROPIEDADES DE BARRERA DE LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS

 Propiedades de Barrera al Vapor de Agua

El coeficiente de permeabilidad al vapor de agua se define como la transferencia de vapor permeable a través de un material. La transferencia de agua en materiales poliméricos tiene lugar por difusión molecular, este proceso implica tres etapas:

I. Movimiento del vapor permeable en la superficie de la estructura de la

película y su absorción a la matriz del polímero;

II. Difusión a través de los poros formados por el movimiento de la

cadena del polímero o en la fabricación de la película, y

16 La migración de vapor de agua es un factor importante de cambio en la calidad sensorial y la estabilidad del alimento (Chen, 1995).

 Propiedades de Barrera a Gases

El desarrollo de películas y recubrimientos comestibles con permeabilidad a los gases selectiva es potencialmente interesante en el control de la respiración, provocando un efecto de atmósfera modificada, que promueve un aumento en la conservación de frutas (Gontard, Duchez, Cuq, & Guilbert, 1994).

La transferencia de oxígeno desde el medio ambiente a la comida tiene gran importancia en la calidad de la misma y de su vida. El oxígeno causa el deterioro de los alimentos, mediante la modificación de las características sensoriales y nutricionales (Sothornvit & Krochta, 2000).

Por otro lado, en la Tabla 5 se mencionan los requerimientos de las películas o recubrimientos comestibles

Tabla 5. Requerimientos Básicos para los recubrimientos comestibles

(Biquet & Labuza, 1988; Kester & Fennema, 1986)

Requerimientos Características

Propiedades Sensoriales

Deberán ser transparentes, no otorgar sabor y olor diferente al

alimento, además no deberán ser detectados durante el consumo.

Propiedades de Barrera

Presentarán una adecuada permeabilidad al vapor de agua y a

los solutos, además una permeabilidad selectiva a gases.

Salud Deberán estar libres de tóxicos y ser seguros para la salud.

Tecnología Deberán requerir una tecnología simple para su elaboración

Materia Prima y Costo

Las materias primas y el coste de producción del recubrimiento

17

2.2.5 FORMACIÓN DE LA PELÍCULA Y RECUBRIMIENTO ALIMENTICIO

Al entrar el contacto el recubrimiento con el alimento, se establecen dos tipos de fuerzas: adhesivas y cohesivas.

La adhesividad del recubrimiento sobre la superficie del producto depende principalmente de su naturaleza y uniones entre el soporte y la película, y no del método de aplicación. Los factores involucrados en el grado de cohesión son: la estructura de polímero, el tipo de solvente, la temperatura, la presión, la técnica de aplicación y eliminación del solvente y la presencia de otras moléculas como los plastificantes o lípidos y el tipo de unión entre las moléculas. El grado de cohesión afecta a algunas propiedades de la película o recubrimiento, tales como son: la resistencia, flexibilidad, permeabilidad, etc. Una cohesión fuerte reduce la flexibilidad, las propiedades de barrera a los gases y solutos. Cuando las películas proteicas se exponen a un calor excesivo se afecta la cohesión, ya que las moléculas son inmovilizadas prematuramente provocando defectos como perforaciones y fractura de la película (Fellow, 1990; Guzmán-Venegas, 2003).

18

2.2.6 MÉTODOS DE APLICACIÓN DE LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS

 Inmersión

Consiste en la aplicación de las matrices comestibles sumergiendo el alimento en la solución filogénica preparada. Se utiliza especialmente en aquellos alimentos cuya forma es irregular que requieren de una cobertura uniforme y gruesa. Es importante que el producto a tratar esté previamente lavado y secado, y que una vez retirado de la solución se deje drenar el excedente de solución para lograr un recubrimiento uniforme (Abraján, 2008).

En el método por inmersión hay que considerar las condiciones de densidad, viscosidad y tensión superficial de la solución, como también el tiempo de permanencia. Según Krochta et al. (1994) el tiempo de inmersión no es

importante, sin embargo, si no es suficiente, no formará una buena cobertura. En general los alimentos a ser recubiertos se sumergen de 5 a 30

segundos. Cuando se trata de frutas mínimamente procesadas resulta difícil

obtener una buena adhesión del recubrimiento debido a la superficie hidrofílicas de la fruta cortada, para esto se utiliza la técnica de inmersión capa por capa (Vargas et al., 2008). En la Figura 4 se puede apreciar la representación esquemática del proceso de recubrimiento.

19

 Aspersión

Las películas aplicadas de esta manera pueden formar una capa más delgada y más uniforme, a diferencia de las películas aplicadas por inmersión, sin embargo, la aspersión es adecuada para alimentos que requieran ser recubiertos de un solo lado y cuando se desee una protección solo en la superficie (Krochta et al., 1994).

 Moldeado

Mediante esta técnica se obtienen películas o films pre moldeados. Consiste básicamente en la obtención de una solución uniforme compuesta por biomoléculas (proteínas, polisacáridos, lípidos), plastificante y agua. Luego se vierte sobre una placa de material inocuo (acero inoxidable) donde se deja secar para que se forme el film o película. La velocidad de secado junto con la temperatura y humedad son condiciones determinantes para la calidad del film (transparencia, consistencia, propiedades mecánicas), por lo tanto deben ser controladas correctamente (Parzanese, 2009).

2.2.7 PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS DE CARBOXI METILCELULOSA (CMC)

Debido a su bajo costo y a que son materiales biodegradables, los derivados de celulosa son utilizados en industrias de alimentos, farmacéuticas y en otras aplicaciones diversas (Espinoza-Herrera, Pedroza-Islas, San Martínez, Cruz-Orea, & Tomás, 2011). Un derivado de celulosa es la carboxi metilcelulosa (CMC), obtenida mediante la adición de grupos carboximetilos a la molécula de celulosa; es un producto soluble en agua, no tóxico y que cada vez es más utilizado (Enebro, Moncilovic, Siika-aho, & Karlsson, 2007).

Debido a que la CMC no es metabolizada por el cuerpo humano ha sido aprobada su utilización en los alimentos bajos en calorías (Krochta et al.,

20 resistentes al aceite la hace de gran importancia en muchas aplicaciones, En 2002 encontraron que la CMC es una película capaz de absorber el aceite recogido en los alimentos sometidos a proceso de fritura profunda.

Las películas comestibles formadas con CMC son resistentes, transparentes y pueden ser flexibles con la adición de plastificantes como glicerol. Sin embargo, la disminución en la fuerza tensil debe ser considerada como una

limitante para el contenido de glicerol (Boateng et al., 2009). Además de las

propiedades mecánicas, las películas formuladas con CMC también tienen aplicaciones limitadas a causa de las altas permeabilidades al vapor de agua (Espinoza-Herrera et al., 2011).

Por otro lado, según Singthong and Thongkaew (2009), investigaron la influencia del alginato, CMC y pectina en el porcentaje de aceite absorbido en chifles, los valores más bajos fueron de los tratamientos con 1 % de CMC y 1 % de pectina en su formulación. Cuando es usada en forma de recubrimiento seco y aplicada al alimento recién cortado como lo hizo Mason (1969) conserva su textura original, firmeza y frescura. Frutas y vegetales recubiertos con una película semipermeable a base de CMC y ésteres de ácidos grasos de sacarosa, reducen el oxígeno captado sin ocasionar un incremento en los niveles de dióxido de carbono dentro de los tejidos internos de las frutas y vegetales, siendo un gran avance en la prevención de la respiración anaeróbica (Krochta et al., 1994).

2.2.8 UTILIDADES DE LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS ALIMENTICIOS

21 seleccionar las fuentes de grasas y aceites se ha incrementado (García, Ferrero, Bértola, Martino, & Zaritzky, 2002).

El uso de recubrimientos comestibles a proporcionado una buena alternativa para disminuir la absorción de grasa como lo demuestran varias investigaciones: Balasubramaniam, Chinnan, Mallikarjunan, and Phillips (1997); en donde utilizaron un recubrimiento de HPMC en bolas de pollo y observaron que la humedad del producto final aumento en un 16.4 % y el porcentaje de aceite absorbido se redujo en un 33.7 %. De igual forma Pranoto (2009) evaluó la eficiencia de recubrimientos a base de MC y HPMC, para la aplicación de estos utilizó la técnica de inmersión y de

aspersión, los resultados que obtuvo fue que el recubrimiento de HPMC aplicado por el método de aspersión redujo en un 35.25 %, el contenido de aceite a comparación de la muestra sin recubrimiento (43.65 %). Según Rimac-Brncic, Lelas, and Rade (2004) utilizaron bastones de papa fritos recubiertos con CMC al 1 % en su estudio, sus resultados demostraron que la CMC fue capaz de reducir hasta un 54 % de aceite. Según, Singthong and Thongkaew (2009) emplearon recubrimientos de CMC, alginato y pectina en chips de banana, el tratamiento con CMC logró disminuir un 22.91 % de aceite.

2.2.9 FRITURA

 Antecedentes Históricos

La fritura es un método de preparación que se ha utilizado desde hace cientos de años, sin embargo desde los años 50 del siglo XX, es cuando se empieza a considerar como un proceso que merece la atención por parte de la ciencia y de la tecnología (Stier, 2004).

22 procesado de alimentos. Además, desde el punto de vista económico el sector de alimentos fritos ha experimentado un crecimiento importante, especialmente el de snacks y la comida rápida (Moreira, 2001; Rimac, Lelas, Rade, & Simundié, 2004; Saguy & Dana, 2003).

 Proceso de Fritura

El proceso de fritura consiste en sumergir el alimento en aceite o grasa caliente a temperaturas superiores al punto de ebullición del agua, entre 150 ºC a 200 ºC. La diferencia de temperatura entre el alimento y el aceite desencadena un proceso simultáneo de transferencia de calor y de materia. El calor es transferido del aceite al alimento y sirve para evaporar el agua del alimento, pasando al aceite como burbujas de vapor, dejando espacio libre para que el aceite penetre en el alimento. Al mismo tiempo las propiedades físicas del alimento varían con los cambios de temperatura y de humedad que suceden en el interior del mismo (Moreira, 2001).

Durante el proceso de fritura tienen lugar multitud de cambios físicos, químicos, y nutricionales en el alimento. Estos cambios dependen, entre otros factores, de la humedad y del tipo de alimento, de la calidad de aceite utilizado y de la temperatura del proceso, así como del tiempo de residencia del producto en el aceite caliente (Dobarganes, Martinez-Ruiz, & Velasco, 2000).

23 Según Brennan (2006) en base a observaciones visuales y análisis de temperatura y humedad, se reconocen cuatro etapas bien diferenciadas en el proceso de fritura:

1. Calentamiento inicial, que dura pocos segundos, se caracteriza por que la superficie del alimento se calienta hasta llegar a la temperatura de ebullición del agua. La transferencia de calor es por convección natural y no se produce la vaporización de agua.

2. La ebullición superficial es iniciada con la salida de vapor y formación intensa de burbujas, se caracteriza por la pérdida repentina de agua, la formación de una costra superficial y el cambio de convección natural a convección forzada ocurre debido a la intensa turbulencia desarrollada en el aceite. El cambio de estado de agua a vapor, es el fenómeno que gobierna esta etapa.

3. El periodo de velocidad decreciente, que es el más largo, se caracteriza por los fenómenos físicos de evaporación superficial y el calentamiento hasta alcanzar el punto de ebullición del centro del alimento. Por otro lado, se desarrollan los cambios bioquímicos de gelatinización del almidón, desnaturalización de las proteínas, cocimiento en el interior del alimento y aumento de la formación de la costra superficial, por lo que la transferencia de calor disminuye.

4. Finalmente, se presenta la etapa de punto final de burbuja, se visualiza por la ausencia de burbujeo y formación definitiva de la costra.

 Transferencia de Calor y Masa durante el Proceso de Fritura

24 y este sale del alimento a través de la superficie (Bailey, 2005; Moreira, 2001).

Al sumergir el alimento en el aceite caliente la transferencia de calor se realiza por dos mecanismos: conducción y convección. La transferencia de calor por conducción tiene lugar en el interior del alimento. La magnitud de esta transferencia está influenciada por las propiedades térmicas del alimento y éstas pueden cambiar durante el proceso. La convección ocurre entre el aceite caliente y la superficie del alimento (Singh, 2000).

La transferencia de materia durante la fritura está caracterizada, principalmente, por el movimiento del agua en forma de vapor, del alimento al aceite, y por el movimiento del aceite al alimento. Esta transferencia de materia es impulsada por la transferencia de calor del aceite al alimento, por ello es inevitable describir ambos fenómenos de transferencia de forma conjunta (Dobarganes et al., 2000).

Como resultado de los fenómenos de transferencia que tienen lugar en la fritura, el producto final presenta dos regiones características: la costra o superficie deshidratada, en la cual se producen los principales cambios, y el interior del alimento donde la temperatura no sobrepasa la temperatura de

ebullición del agua (Dobarganes et al., 2000; Singh, 2000).

25 En la Figura 5 se muestra Esquema de trasferencia simultánea de masa y calor durante el proceso de fritura

Figura 5. Esquema de trasferencia simultanea de masa y calor durante el

proceso de fritura (Brennan, 2006)

 Cinética de Absorción del Aceite

La etapa en la cual la mayor cantidad de aceite es absorbida por el alimento, ocurre cuando es retirado del aceite caliente y empieza su enfriamiento, debido a un descenso en la presión de vapor que ocasiona un efecto de succión, provocando así que el aceite depositado en la superficie del alimento pueda atravesar la costra; además la absorción de aceite está

26

2.2.10 ACEPTABILIDAD SENSORIAL

La evaluación sensorial es una función que la persona realiza desde la infancia y que le lleva, consciente o inconscientemente, a aceptar o rechazar los alimentos de acuerdo con las sensaciones experimentadas al observarlos o ingerirlos. Sin embargo, las sensaciones que motivan este rechazo o aceptación, varían con el tiempo y el momento en que se perciben. De esta manera, la calidad sensorial de un alimento es el resultado de la interacción entre el alimento y el hombre, dando origen a una sensación provocada por determinados estímulos procedentes del alimento a veces modulada por las condiciones fisiológicas, psicológicas y sociológicas de la persona o grupos de personas que la evalúa (Hough & Fiszman, 2005).

 Pruebas para Medir Aceptabilidad Sensorial

Las pruebas de aceptación también se conocen como, nivel de agrado (hedónicas) y son un componente valioso y necesario para todos los programas sensoriales; sirven para determinar el nivel de aceptación de un producto por parte de los consumidores, y según el tipo permitirán medir cuanto agrada o desagrada dicho producto (Hough & Fiszman, 2005)

27 En las Figuras 6, 7 y 8 se presentan ejemplos de escalas hedónicas para medir aceptabilidad sensorial

Figura 6. Escala estructurada utilizada en ensayos de aceptabilidad (Hough & Fiszman, 2005).

28

29

3. METODOLOGÍA

3.1 PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

Para el presente estudio se utilizó́ como materia prima banano verde de la

variedad Cavendish (Musa acuminata colla triploide aaa); para la

elaboración del recubrimiento se utilizó́ Carboxi metilcelulosa comestible

(CMC) marca LAQUIN Cía. Ltda; además como plastificante se utilizó

propilenglicol marca LAQUIN Cía. Ltda; como se indica en los Anexos I, II y

III. Estos materiales fueron adquiridos en el mercado local.

3.1.1 ANÁLISIS FÍSICOS

Se evaluaron 36 muestras en las cuales, se realizaron análisis de peso, diámetro y color.

El peso de la fruta se determinó́ en una balanza digital, marca OHAUS modelo PA214 con una presión 0.1 %. Se registraron valores tanto de la cáscara como de la pulpa (Dadzie & Orchard, 1997).

Para el diámetro, se midió la parte media de la fruta con un calibrador Pie de Rey (160 ± 0.05mm). Se tomaron medidas de la cáscara y de la pulpa (Dadzie & Orchard, 1997).

30

3.1.2 ANÁLISIS QUÍMICOS

La muestra se preparó́ de la siguiente manera, se homogenizó en un

triturador de alimentos vertical, marca Philips, 30 g de la fruta en 90 ml de agua destilada, luego se filtró́ y con este resultante se determinó́: el contenido de sólidos solubles totales y pH (Dadzie & Orchard, 1997).

El contenido de sólidos solubles totales se determinó́ según el método

A.O.A.C.932.12 (1998). Se empleó́ un refractómetro de mano, marca ATC,

con una escala de 0 – 30 %.

El pH se analizó́ mediante un pH-metro, marca ThermoScientific, según el método A.O.A.C.981.12. (1998).

3.1.3 ANÁLISIS PROXIMALES

El contenido de humedad se lo realizó en una Termobalanza marca Precisa modelo XM 60, con una precisión de 0.01 %, según el método de termogravimetría a 105 ºC.

El porcentaje de materia grasa se determinó según el método A.O.A.C.920.85 (1998).

31

3.2. PROCESO DE OBTENCIÓN DE BANANOS FRITOS

3.2.1. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA

Los bananos fueron seleccionados, lavados, escaldados sumergiéndoles en agua a punto de ebullición (90.3 ºC) por un tiempo de 3 minutos, después se hizo un choque térmico en agua fría por un tiempo de 3 minutos, luego fueron pelados a mano, para luego ser cortados en rodajas de un espesor de 5 ± 0.1 mm en una ralladora manual, luego se sumergieron en una solución de 30 ppm de meta bisulfito de sodio para inhibir el pardeamiento enzimático, como se indica en el Anexo VII, posteriormente las rodajas se cortaron en un triturador manual dándoles la forma de cubos con una medida de 5 ± 0.1 mm de largo y ancho, como se indica en el Anexo VIII.

3.2.2. DISEÑO EXPERIMENTAL

Para estudiar el efecto de la aplicación del recubrimiento en una fritura tradicional se utilizó un Diseño Central Compuesto Rotacional y se analizó los resultados por el método de Superficie de Respuesta. para evaluar los efectos de las variables independientes: porcentaje de recubrimiento (%) y tiempo de inmersión (min). Se utilizó un nivel alto y bajo para cada factor como se observa en la Tabla 6.

32

Tabla 6. Niveles utilizados para el diseño

Variables Independientes

Niveles

Mínimo Bajo Central Alto Máximo

-

a

Porcentaje de Recubrimientro (%)

0 0.2196 0.75 1.2803 1.5

Tiempo de inmersión (min)

0 0.7322 2.5 4.2677 5

Los puntos experimentales y los valores codificados que se observan en la Tabla 7 se obtuvieron a partir de los niveles alto y bajo de la Tabla 6, en el programa Statgraphics Centurion XV.

33

Tabla 7. Ensayos del Diseño Central Compuesto Rotacional (DCCR)

Valores codificados Valores reales Porcentaje de

Recubrimiento

Tiempo de inmersión

Porcentaje de Recubrimiento

(%)

Tiempo de inmersion

(min)

-1 -1 0.22 0.73

-1 1 0.22 4.27

1 -1 1.28 0.73

1 1 1.28 4.27

-1.41 0 0 2.50

1.41 0 1.50 2.50

0 -1.41 0.75 0

0 1.41 0.75 5

0 0 0.75 2.50

0 0 0.75 2.50

0 0 0.75 2.50

0 0 0.75 2.50

3.2.3. PROCESO DE FRITURA

34 hasta el tiempo determinado de fritura; como se indica en el anexo XII, posteriormente se escurrió los bocaditos fritos de banano verde y se colocaron en papel absorbente para eliminar el exceso de aceite.

3.2.4. PROCESO DE ELABORACION DE LOS BOCADITOS FRITOS

El proceso de obtención de los bocaditos fritos de banano verde se detalla en la Figura 9.

35

3.3. CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL

En los ensayos realizados se determinó contenido de humedad según los métodos INEN 518 y AOAC 925.10, para el contenido de grasa se utilizó los métodos INEN 523 y AOAC 2003.06. Los análisis se realizaron en los laboratorios de la Universidad Tecnológica Equinoccial (UTE).

La textura (fuerza de ruptura) de los bocaditos fritos de banano se determinó mediante el equipo analizador de textura Texturométro TA-XT2i, marca SMS Stable Micro System, modelo TA-XT2i, con el accesorio cuchillo craft. La determinación se la realizó mediante 12 ensayos a cada muestra. El análisis de textura se realizó en el laboratorio de calidad, Iniap, Estación Santa Catalina, como se indica en el Anexo XIV.

El macro y la sonda utilizados para medir la textura de los bocaditos fritos de banano verde se muestra en el Anexo XV.

3.4. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Para el análisis de los resultados obtenidos en el Diseño Central Compuesto Rotacional se utilizó la Metodología de Superficie de Respuesta, con un nivel de confianza del 95% utilizando el programa Statgraphics Centurion XV.

3.5. OPTIMIZACIÓN

El análisis estadístico del diseño experimental para cada variable determinó la optimización del proceso, considerando el valor de R2 _{(coeficiente de}

36

3.6. RENDIMIENTO

Para el cálculo del rendimiento en las diferentes etapas del proceso se utilizó la Ecuación 1.

%Rendimiento= pf

pi x100

[1]

Donde:

Pf= Peso final

Pi= Peso Inicial

3.7. ANÁLISIS DE ACEPTABILIDAD

Se aplicó una prueba de aceptabilidad para el mejor producto obtenido, utilizando una escala hedónica de 10 puntos, donde 1 corresponde a “me disgusta mucho” y 10 “me gusta mucho”. Se realizaron 100 encuestas a estudiantes entre 18 y 25 años.

La escala estructurada con la que se realizó la prueba de aceptabilidad sensorial, se muestra en la tabla 8.

37

Tabla 8. Escala Estructurada para Aceptabilidad Sensorial

Puntuación Descripción

1 Me disgusta extremadamente

2 Me disgusta mucho

3 Me disgusta moderadamente

4 Me disgusta levemente

5 Ni me gusta ni me disgusta

6 Me gusta

7 Me gusta levemente

8 Me gusta moderadamente

9 Me gusta mucho

38

4.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

4.1.

CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

4.1.1. ANÁLISIS FÍSICOS

Los valores promedios para el peso y el diámetro de los bananos verdes

enteros y pelados, variedad Cavendish analizados, se muestran en la Tabla

9.

Tabla 9. Caracterización física

Parámetro físico Banano Valor promedio

Peso (g) Entero 222.37 ± 17.75

Pelado 127.45 ± 10.73

Diámetro (cm) Entero 4.46 ± 0.33

Pelado 2.75 ± 0.16

media ± desviación estándar (n=3)

Los datos obtenidos en este estudio en peso del banano pelado (127.45 g), concuerdan con los datos reportados por Aurore, Parfait, and Fahrasmane (2008), de 129 g. El diámetro o calibre del banano entero (4.46 cm) obtenido en este estudio se encuentra dentro del rango al propuesto en los requisitos para exportar banano a Asia, Estados Unidos y Europa formulado por Agrocalidad (2014).

A pesar que, los datos reportados en este estudio de peso y diámetro, están dentro del rango de las especificación propuestas, se consideró banano de

rechazo debido a que las características como: magulladuras,

39 En la Tabla 10 se muestran los datos del color externo e interno.

Tabla 10. Color externo e interno

*escala L*, a* y b* de Hunter

Los parámetros de color interno (L=*79, a*=-2 a -3 y b*=-20 a -25.5) y externo descritos en este estudio coindiciden con los obtenidos por Lopez, Velázquez, and Morales (2008), Salvador, Sanz, and Fiszman (2007) y Santos Gomez, Rezende, and Rodrigues (2012); que ubican al banano en grado de madurez “verde”. La maduración del banano va ligado a la variación del color verde (L*=53, a*=-14.87 y b*=37.03) a amarillo (L*=70, a*=14 y b*=62), lo que representa ser el inicio de la maduración, la desaparición del color verde está ligado a la degradación de las clorofilas. La

desaparición de la clorofila va asociada a la síntesis o al

desenmascaramientos de pigmentos cuyos colores oscilan entre el amarillo y el rojo. Estos pigmentos son carotenoides no saturados, los cuales son compuestos bastantes estables y pueden permanecer inalterados en los tejidos aún en avanzado estado de senescencia (Ordoñez, 2005; Yang, Zhang, Joice, Huang, & Xu, 2009).

4.1.2. ANÁLISIS QUÍMICOS

Se analizó el contenido de sólidos solubles y pH en la materia prima. Los resultados obtenidos se detallan en la Tabla 11.

Coordenada * Color externo Color interno

L* 55.56 ± 4.25 81.07 ± 0.55

a* -16.92 ± 0.78 -1.90 ± 0.15

40

Tabla 11. Caracterización química

Parámetro Valores promedios

Contenido de sólidos

solubles (°Brix) 1.86 ± 0.094

pH 6.19 ± 0.005

media ± desviación estándar (n=3)

El contenido de sólidos solubles de 1.86 º Brix que se obtuvieron en este estudio concuerda con lo presentado por Millán and Ciro (2005) el cual fue de (2.01 º Brix), en la maduración del banano el contenido de sólidos solubles (ºBrix) alcanza un valor de (22.5 a 23.5), debido a que se produce una hidrólisis del almidón, acumulando azucares como: glucosa, fructosa y sacarosa.

En la determinación del pH banano en este estudio, se obtuvo un valor de 6.19, este resultado concuerda con el presentado Buitrago and Escobar (2009), el cual fue de (6.20). En la maduración, el pH alcanza un valor entre (4.8 y 5.2), lo cual se debe a un descenso de la acidez por lo que desaparecerá el sabor agrio y astringente, dando lugar al sabor suave y al equilibrio acidez-dulzor de los frutos maduros (Lopez et al., 2008; Ordoñez, 2005).

Los resultados reportados en este estudio sobre el color, los grados Brix y la determinación del pH ubican al banano en grado de madurez “verde”.

4.1.3. ANÁLISIS PROXIMALES

41

Tabla 12. Análisis de humedad y grasa

Parámetro Valores promedios

%Humedad 73.14 ± 0.82

%Grasa 1.50 ± 0.88

media ± desviación estándar (n=3)

El contenido de humedad obtenido en el análisis fue similar al reportado por la FAO (2014), en el que se muestra un valor de 74.60 % de humedad. Los bananos verdes frescos presentaron un porcentaje de humedad de 73.14 ± 0.82, valor muy cercano al que presentó en el estudio de la FAO, por otro lado, en la maduración el contenido de agua en la pulpa aumenta no solo por la hidrolisis del almidón, sino también por el movimiento osmótico del agua de la cáscara hacia la pulpa; una vez el agua se encuentra en la pulpa se producen pérdidas de agua en los bananos conforme continúa el proceso de maduración.

42

4.2. CARACTERIZACIÓN DE LOS BOCADITOS DE BANANO

FRITO

4.2.1. ANÁLISIS DE HUMEDAD

Los valores obtenidos estuvieron entre 1.991 % y 10.786 % y se muestran en la Tabla 13.

Tabla 13. Porcentajes de humedad

Valores codificados Valores reales Porcentaje de Recubrimiento (%) Tiempo de inmersión (min) Porcentaje de Recubrimiento (%) Tiempo de inmersión (min) %HUMEDAD (%)

-1 -1 0.22 0.73 4.626

-1 1 0.22 4.27 3.117

1 -1 1.28 0.73 6.659

1 1 1.28 4.27 10.786

-1.41 0 0 2.50 1.921

1.41 0 1.50 2.50 9.307

0 -1.41 0.75 0 1.998

0 1.41 0.75 5 8.619

0 0 0.75 2.50 7.362

0 0 0.75 2.50 7.470

0 0 0.75 2.50 7.868

43 En la Tabla 14, se presenta el análisis de varianza, en el que se muestra que tanto el porcentaje de recubrimiento con CMC y el tiempo de inmersión influyen significativamente para que el contenido de humedad se mayor en las muestras que recibieron mayores concentraciones de CMC y mayores tiempos de inmersión.

El valor de R2 _{es el coeficiente de determinación, indica que el modelo}

matemático utilizado para el análisis explica un 90% de la variabilidad de los datos obtenidos para la humedad

Tabla 14. Análisis de varianza para el contenido de humedad

Fuente Suma de

Cuadrados

Gl Cuadrado Medio

Razón-F Valor-P

A: Porcentaje de recubrimiento 21.0095 1 21.0095 14.04 0.0095

B: Tiempo de inmersión 45.4367 1 45.4367 30.36 0.0015

AA 3.45332 1 3.45332 2.31 0.1796

AB 7.94112 1 7.94112 5.31 0.0608

BB 5.2396 1 5.2396 3.50 0.1105

Error total 8.98006 6 1.49668

Total (corr.) 90.65 11

R-cuadrada = 90.0937 porciento

La Ecuación 2 muestra el modelo que se ajusta a los datos obtenidos para humedad, de acuerdo a los signos que se presentan, las dos variables independientes influyen para que el contenido de humedad sea mayor en las muestras recubiertas.

%Humedad = 1.40466 + 3.21557× X1 + 1.66875× X2 - 2.61158 (X1)2 + 1.50289 (X1) (X2)- 0.289546 (X2)2

44

Donde:

X1= Porcentaje de recubrimiento

X2= Tiempo de inmersión

La superficie de respuesta para la humedad se presenta en la Figura10, en

la que se observa que el contenido de humedad final es mayor a medida que aumenta el porcentaje de recubrimiento y el tiempo de inmersión, es por esto que el valor más bajo se obtiene sin recubrimiento. Al aplicar CMC al banano se forma una red fina que impide el paso del agua al exterior en el momento de la fritura, lo que provoca que el porcentaje de humedad final sea mayor en las muestras de banano frito que recibieron recubrimiento. En el estudio de Singthong and Thongkaew (2009) cerca del uso de hidrocoloides para reducir el contenido de grasa en chips de banano se reportó un contenido de humedad de 3.6 %, utilizando un porcentaje de recubrimiento de 1 % y por un tiempo de 2 minutos. El valor reportado en este estudio fue similar al obtenido en esta investigación que fue de 3.75 %, con un 1.5 % de recubrimiento y 3.35 minutos de inmersión lo que comprueba que al aplicar CMC en los bananos el contenido de humedad final es mayor en el producto frito que recibió recubrimiento.

% H u m e d a d

0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

Porcentaje de recubrimiento

0 1 2 3

4 5

Tiempo de inmersión 0 3 6 9 12 15

45 En la Figura 11, se observa las curvas de contorno presentes en la superficie de respuesta con los diferentes valores para la humedad.

%Humedad 0.0 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0 16.5

0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

Porcentaje de recubrimiento 0 1 2 3 4 5 T ie m p o d e i n m e r si ó n

Figura 11. Curvas de contorno de la superficie de respuesta

4.2.2. ANÁLISIS DE GRASA

46

Tabla 15. Porcentajes de grasa

Valores codificados Valores reales Porcentaje de Recubrimiento (%) Tiempo de inmersión (min) Porcentaje de Recubrimiento (%) Tiempo de inmersión (min) %GRASA (%)

-1 -1 0.22 0.73 30.458

-1 1 0.22 4.27 23.482

1 -1 1.28 0.73 38.388

1 1 1.28 4.27 17.182

-1.41 0 0 2.50 54.162

1.41 0 1.50 2.50 19.578

0 -1.41 0.75 0 56.949

0 1.41 0.75 5 30.980

0 0 0.75 2.50 22.928

0 0 0.75 2.50 22.926

0 0 0.75 2.50 22.919

0 0 0.75 2.50 22.936

47

Se obtuvo un R2 _{de 80% lo que indica que el ochenta por ciento de los datos}

obtenidos se explican mediante la ecuación. El valor del R2 _{permite optimizar}

el proceso.

Tabla 16. Análisis de varianza para el contenido de Grasa

Fuente Suma de

Cuadrados

Gl Cuadrado Medio

Razón-F Valor-P

A: Porcentaje de recubrimiento 905.064 1 905.064 14.32 0.0091

B: Tiempo de inmersión 232.156 1 232.156 3.67 0.1037

AA 113.512 1 113.512 1.80 0.2287

AB 9.70323 1 9.70323 0.15 0.7087

BB 385.263 1 385.263 6.10 0.0485

Error total 379.184 6 63.1973

Total (corr.) 1958.53 11

R-cuadrada = 80.6394 porciento

La Ecuación 3 muestra el modelo que se ajusta a los datos obtenidos para el contenido de grasa. De acuerdo a los signos que se observan en la ecuación el factor que más influye es el porcentaje de recubrimiento, es decir que si se incrementa el porcentaje de CMC el contenido de grasa disminuye.

%Grasa = 66.4096 - 38.3601×X1 - 14.2154× X2 + 14.9729 (X1)2 - 1.66129 (X1)( X2 )+ 2.48283 (X2)2

[3]

Donde:

X1= Porcentaje de recubrimiento

48 En la Figura 12, se presenta la superficie de respuesta para el contenido de grasa, a medida que se incrementa el porcentaje de recubrimiento y el tiempo de inmersión, la grasa presente en el banano frito disminuye en el producto final. Esto se explica debido a que los hidrocoloides alteran la capacidad de retención de agua y por consiguiente afectan la absorción de grasa. Por lo tanto, la capacidad del CMC para reducir la absorción de grasa podría ser, debido a un aumento en la capacidad de retención de agua en el alimento, atrapando la humedad dentro de la matriz, otorgándole una prevención de la sustitución de humedad con aceite. Además, hidrocoloides y plastificantes, forman una estructura de red fina que impide la migración de aceite en el tejido del banano durante el proceso de fritura, asimismo, estos resultados indicaron que la interacción del plastificante y el CMC forma gelificación térmica, lo cual ayudará a consolidar la pared celular y encerrar la superficie exterior del tejido, por consiguiente, impedir la penetración de aceite en el tejido del banano durante el proceso de fritura. (Funami, 1999; E. Pinthus, Weinberg, P., Saguy, I., 1992). Esto queda comprobado en el estudio realizado por Singthong and Thongkaew (2009) en el que obtuvo un porcentaje de grasa de 22.908%, con 1% de recubrimiento y 2 minutos de inmersión. En este estudio se reportó un contenido de grasa del 15.10%, con 1.5% de recubrimiento y por un tiempo de 3.35 minutos, esto demuestra que al aumentar el porcentaje de recubrimiento y el tiempo de inmersión en la solución el contenido de grasa disminuye.

En el estudio realizado por Nájera (2012) acerca del efecto del recubrimiento con CMC para contenido de grasa en plátano verde dominico, se reportó un 15.64 %, con 1 % de recubrimiento.