Formulación de un producto lácteo (yogurt) a partir de la pitahaya amarilla y sus subproductos (semillas y cáscara)
María Paula Díaz Trujillo Daniela Stefanny Villa Fonseca
Proyecto presentado como cumplimiento parcial de los requisitos de grado de Ingeniería Química
Universidad De Los Andes
Departamento de Ingeniería Química y De Alimentos Bogotá, Colombia
2021
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Formulación de un producto lácteo (yogurt) a partir de la pitahaya amarilla y sus subproductos (semillas y cáscara)
María Paula Díaz Trujillo Daniela Stefanny Villa Fonseca
Asesores
María Hernández Carrión Óscar Alberto Álvarez Solano
Proyecto presentado como cumplimiento parcial de los requisitos de grado de Ingeniería Química
Universidad De Los Andes
Departamento de Ingeniería Química y De Alimentos Bogotá, Colombia
2021
Página 3 de 41 Resumen
La fruticultura se ha ido posicionando como una alternativa de crecimiento y reactivación agrícola en el país; la pitahaya amarilla (Selenicereus megalanthus Haw.) se ha constituido como una de las frutas claves para la dinamización económica en el territorio rural. Desde hace algunas décadas, los esfuerzos de investigación sobre los alimentos funcionales han conducido al interés en traducir y aplicar los conocimientos para abordar los problemas de salud y necesidades médicas. Dentro de este grupo de alimentos, el yogurt ha registrado un crecimiento continuo en el mercado colombiano como respuesta a la tendencia general de los consumidores por productos más saludables y funcionales. En virtud de ello, el presente proyecto de grado da cuenta de la elaboración, análisis fisicoquímico y análisis sensorial de un yogurt a partir de pitahaya amarilla y sus subproductos (semillas y cáscara), con el fin de ampliar la oferta de productos desarrollados con esta fruta, que permitan a la vez potenciar su cultivo en el país. La formulación de este nuevo alimento se realizó a partir de un diseño experimental 22 variando el tipo de edulcorante utilizado (azúcar común o Stevia) y la cantidad de jalea de pitahaya usada (15% p/p o 30% p/p); durante la caracterización de este se encontró que los factores tuvieron una influencia estadísticamente significativa en los parámetros fisicoquímicas y también en el análisis sensorial realizado. Se encontró que las muestras realizadas con azúcar fueron las que más agradaron y presentaron mejores propiedades fisicoquímicas. Los resultados indicaron que la formulación 1 (Azúcar como edulcorante y 15% p/p de jalea de pitahaya) permite la obtención de un yogurt más estable y agradable para los consumidores.
Palabras clave: Fruticultura, reactivación agrícola, alimentos funcionales, pitahaya amarilla, semillas, cáscara, yogurt, mercado colombiano.
Página 4 de 41 Abstract
Fruit growing has been positioned as an alternative for agricultural growth and reactivation in the country; the yellow pitahaya (Selenicereus megalanthus Haw.) has become one of the key fruits for economic revitalization in rural areas. For some decades, research efforts on functional foods have led to interest in translating and applying knowledge to address health problems and medical needs. Within this group of foods, yogurt has registered a continuous growth in the Colombian market as a response to the general trend of consumers for healthier and more functional products. In view of this, the present degree project reports on the elaboration, physicochemical analysis and sensory analysis of a yogurt made from yellow pitahaya and its by-products (seeds and peel), in order to expand the supply of products developed with this fruit, which will also allow enhancing its cultivation in the country. The formulation of this new food was made from an experimental design 22 varying the type of sweetener used (common sugar or Stevia) and the amount of pitahaya jelly used (15% w/w or 30% w/w); during the characterization of this it was found that the factors had a statistically significant influence on the physicochemical parameters and also in the sensory analysis performed. It was found that the samples made with sugar were the most pleasing and presented the best physicochemical properties. The results indicated that formulation 1 (sugar as sweetener and 15% w/w of pitahaya jelly) allows obtaining a more stable and pleasant yogurt for consumers.
Key words: Fruit culture, agricultural reactivation, functional foods, yellow pitahaya, seeds, shell, yogurt, Colombian market.
Página 5 de 41 Tabla de Contenido
Resumen ... 3
Abstract ... 4
1. Introducción... 6
2. Objetivos de la propuesta ... 8
2.1. General ... 8
2.2. Específicos ... 8
3. Materiales y métodos ... 8
3.1. Materiales ... 8
3.2. Métodos ... 8
3.2.1. Estudio de percepción de consumidores ... 8
3.2.2. Elaboración del yogurt ... 9
3.2.3. Diseño experimental ... 10
3.2.4. Caracterización fisicoquímica ... 11
3.2.5. Análisis sensorial del yogurt desarrollado ... 13
3.2.6. Análisis estadístico ... 14
4. Resultados y Discusión ... 15
4.1. Percepción de la pitahaya como un alimento funcional ... 15
4.2. Producto obtenido... 16
4.3. Características fisicoquímicas del yogurt ... 16
4.3.1. Color ... 17
4.3.2. Acidez Titulable y pH ... 19
4.3.3. Sólidos solubles totales ... 20
4.3.4. Sinéresis... 21
4.3.5. Textura... 21
4.3.6. Reología... 22
4.4. Características sensoriales del yogurt ... 24
4.4.1. Cuestionario de actitud sobre la salud y las características hedónicas de los alimentos 24 4.4.2. Preguntas tipo CATA ... 25
4.4.3. Prueba de aceptabilidad ... 27
5. Conclusiones ... 28
6. Recomendaciones y trabajo futuro ... 29
Referencias ... 31
ANEXOS ... 36
Página 6 de 41 1. Introducción
La globalización y el desarrollo industrial de las últimas décadas han provocado considerables cambios en el modo de vida actual; estos han suscitado la transformación de todos los ámbitos en la sociedad: económico, político, ecológico y social. En particular, la transformación en el funcionamiento de los mercados rurales ha tomado gran relevancia, ya que ha permitido el retorno de la agricultura a la agenda mundial y le ha conferido a la misma un rol esencial en el desarrollo de los países. Mediante la producción agrícola se impulsa la generación de empleo y capital básico, así como también el desarrollo social que conlleva al mejoramiento de las condiciones de vida de las personas y los hogares en los territorios [1].
En América Latina la actividad agrícola representa la principal fuente de empleo rural; el 80%
de las explotaciones agrícolas pertenecen a la agricultura familiar o de pequeños productores, la cual es la principal fuente de empleo rural. A pesar de las grandes oportunidades que ofrece la agricultura en países como Colombia, este sector económico se encuentra en peligro debido esencialmente a la alta pobreza. Se estima que el 50% de la población rural en Latinoamérica vive por debajo de ese umbral lo cual frena en gran medida la productividad [2].
Sumado a esto, la pérdida y desperdicio de alimentos han influido en la sostenibilidad de los sistemas alimentarios, tanto en el aspecto económico, ambiental y social, como en la seguridad alimentaria y nutricional [3]. De acuerdo con la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO), en América Latina se pierden y desperdician alrededor de 220 millones de toneladas de alimentos al año [4]. En el caso de las frutas y hortalizas, los niveles de pérdida sostienen los porcentajes más altos y este fenómeno se da en todas las fases de la cadena. Según datos del Departamento Nacional de Planeación (DNP), Colombia registra cerca de un 62% de las pérdidas y desperdicios anuales en la cadena de frutas y vegetales [3].
Por ello, la propuesta es la búsqueda de sistemas alimentarios sostenibles, que generen resultados y beneficios más equitativos en el sector [3]. Bajo este panorama, la fruticultura en Colombia se ha ido posicionando como una alternativa de crecimiento y reactivación agrícola;
dentro de esta, la pitahaya amarilla (Selenicereus megalanthus Haw.) se ha presentado como una fruta clave para la dinamización económica en el territorio rural [5].
La pitahaya amarilla es una fruta exótica nativa de la región andina perteneciente a la familia de las cactáceas. Su pulpa es blanca, dulce, blanda, ligeramente fibrosa y contiene muchas semillas negras, pequeñas y digeribles [6]. Es moderadamente ácida (pH≈4.7), reconocida por su color, aroma, textura, valor nutricional y propiedades funcionales [7]. Tiene un alto contenido en compuestos fenólicos y ácido ascórbico, así como en β-caroteno, licopeno y vitamina E con concentraciones medias de 1.4, 3.4 y 0.26 µg/100g de la parte comestible respectivamente [6]. Es baja en carbohidratos (9.20 g/100g de parte comestible), con alto contenido en minerales como el hierro y el calcio, y puede considerarse como un alimento funcional al brindar propiedades beneficiosas desde su cáscara hasta su tallo [6][8].
Por ejemplo, en las semillas se han encontrado metabolitos como alcaloides, cumarinas, catequinas, saponina, azúcares reductores y compuestos grasos con alto contenido en ácidos poliinsaturados, como el ácido linoleico (69,98%) [8]. Asimismo, la cáscara ha demostrado tener propiedades nutracéuticas debido a su contenido en polifenoles, antioxidantes y pectina.
Entre los beneficios asociados al consumo de esta fruta se ha reportado el control glucémico en la diabetes tipo 2, la propiedad anticancerígena, la enfermedad cardiovascular y el control del estreñimiento [7][8].
En la actualidad, la pitahaya amarilla procedente de Colombia se ha ganado un lugar importante en el mercado japonés, de Corea del Sur, China, Chile, Argentina, Emiratos Árabes, Indonesia,
Página 7 de 41 Singapur, Brasil, Canadá, Estados Unidos y la Unión Europea [9]. La promoción de la pitahaya, para su consumo en fresco y la investigación para el desarrollo de nuevos productos que contengan como ingrediente la pulpa y sus subproductos (semillas y cáscara) en su formulación, podría reforzar el tejido industrial en zonas del Colombia con alto índice de pobreza; el trabajo de forma articulada con los productores agropecuarios del país podría dinamizar la economía nacional [5]. Por este motivo, es imprescindible ahondar en el estudio de los aspectos físicos, químicos, funcionales y organolépticos de esta fruta.
Desde hace algunas décadas, los esfuerzos de investigación sobre los alimentos funcionales condujeron al interés en traducir y aplicar los conocimientos para abordar los problemas de salud y necesidades médicas. Los alimentos e ingredientes funcionales desempeñan un papel crucial en la mejora del estado de salud de las poblaciones, ya que además de aportar nutrientes y energía, proporcionan beneficios específicos para la salud [10]. La pitahaya, al brindar numerosos beneficios nutricionales, funcionales y organolépticos, es idónea como ingrediente para el desarrollo de este tipo de productos en la industria alimentaria.
Los yogures hacen parte de la gama de productos funcionales que en los últimos años se han hecho omnipresentes en el mercado. La preferencia de una gran parte de los consumidores por los yogures puede explicarse en parte por su composición; las estrategias de marketing y la creciente atención a nuevos hábitos alimenticios han potenciado progresivamente el consumo de nuevos productos más saludables [11].
El yogurt es un producto derivado de la fermentación de la leche con alto valor nutricional; con alto contenido de riboflavina, vitamina B12, calcio, magnesio y potasio. Asimismo, es una excelente fuente de proteínas de alta calidad, que promueven la saciedad, ayudan a mantener un peso corporal saludable y el crecimiento muscular y óseo [12]. La mayoría de los cultivos presentes en el yogurt pertenecen al grupo de microorganismos denominados bacterias ácido- lácticas (BAL), como S. thermophilus y L. bulgaricus, debido a que utilizan la lactosa y la transforman en ácido láctico. Por ello, además de presentar considerables propiedades nutricionales, también ayuda a la digestión de la lactosa en personas que no la digieren correctamente y, en general, se asocia con diversos beneficios a la salud [12].
En 2020, el mercado del yogurt y los productos lácteos en Colombia registraron un crecimiento en volumen al por menor del 2% y un crecimiento del valor actual del 6%, para alcanzar 182800 toneladas y 1.5 billones de COP respectivamente [13].Aunque la concienciación sobre la salud ha sido el principal motor del yogurt y los productos lácteos durante los últimos años, el aumento en 2020 y la proyección hacia el 2025, se da como resultado de la ansiedad de los consumidores sobre el virus Covid-19. Los consumidores están cambiando a productos con mejores perfiles nutricionales y funcionales ya que buscan mejorar la salud dietética en la mayor medida posible, como una forma de mejorar la resistencia al virus y otras afecciones en la salud.
Esto ha provocado un fuerte crecimiento del valor ya que han cambiado a productos que ofrecen este tipo de valor añadido [13].
Así, las oportunidades de innovación en el mercado actual de yogures se basan en el desarrollo de productos con significativo contenido nutricional y con un componente diferencial en cuanto a características sensoriales, funcionales o de procesamiento. En virtud de ello, el presente proyecto de grado da cuenta de la elaboración y análisis fisicoquímico de un yogurt a partir de pitahaya amarilla y sus subproductos (semillas y cáscara), con el fin de contribuir a la ampliación de la gama de productos desarrollados con pitahaya como ingrediente en el mercado colombiano, que a su vez permitan potenciar el cultivo de esta fruta en el país.
Página 8 de 41 2. Objetivos de la propuesta
2.1. General
Desarrollar y elaborar un alimento funcional a partir de pitahaya amarilla y sus subproductos (semillas y cáscara).
2.2. Específicos
• Evaluar la percepción y aceptabilidad de la pitahaya amarilla con vistas a ampliar sus posibilidades de consumo en el mercado colombiano.
• Formular un yogurt a partir de la pitahaya y sus subproductos variando las proporciones de fruta y azúcar.
• Caracterizar el nuevo alimento desde el punto de vista tecnológico, fisicoquímico y sensorial.
3. Materiales y métodos 3.1. Materiales
Las materias primas utilizadas en la elaboración de yogurt fueron: pitahaya amarilla y sus subproductos (semillas y cáscara) obtenida de supertiendas Olímpica, leche líquida entera ultrapasteurizada Colanta®, leche entera en polvo Klim® de Nestlé, cultivo láctico liofilizado de Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus y Streptococcus thermophilus (referencia CHOOZIT MY 800 LYO 5 DCU de Cimpa S.A.S.), azúcar blanco (Riopaila) y Stevia orgánica en polvo (Erba Dolce) como edulcorantes, pectina cítrica rápida marca El Molino Verde®, carboximetilcelulosa (CMC) y benzoato de sodio adquiridos en Cimpa S.A.S.
3.2. Métodos
La metodología del proyecto fue distribuida en 3 fases explicadas a continuación.
3.2.1. Estudio de percepción de consumidores
En la primera fase se realizó un estudio sobre la percepción y aceptabilidad de la pitahaya amarilla buscando ampliar sus posibilidades de consumo en Colombia. Para ello, se planteó una encuesta digital completamente anónima en Google Forms a 100 consumidores entre 18 y 65 años, 72% mujeres y 28% hombres, los cuales incluían estudiantes y funcionarios de la Universidad de los Andes.
La encuesta contenía una prueba de asociación libre sobre el concepto de alimento funcional a base de pitahaya y una prueba de aceptabilidad para determinar la apreciación hedónica de diferentes atributos de la pitahaya amarilla. En este sentido, los participantes indicaron su percepción con respecto al consumo de pitahaya amarilla únicamente en función de su recuerdo y conocimiento de esta.
3.2.1.1. Prueba de asociación libre
A los participantes se les planteó la siguiente pregunta: “Cuando le dicen alimento funcional a base de pitahaya, ¿Qué es lo primero que se le viene a la mente?”, y se les pidió que escribieran
Página 9 de 41 la primera palabra, descripción, asociación, pensamiento o sentimiento que vino a sus mentes al leer este planteamiento.
3.2.1.2. Test de aceptabilidad
Se plantearon 4 preguntas a las participantes con el fin de determinar la aceptabilidad de la pitahaya amarilla; los encuestados calificaron el grado de aceptación en el siguiente orden:
“Agrado de apariencia”, “Agrado de aroma”, “Agrado de textura” y “Agrado de sabor” usando una escala hedónica de 5 puntos (donde 5=Gusta mucho y 1=Disgusta demasiado).
3.2.2. Elaboración del yogurt
Durante la segunda fase se buscó formular un alimento funcional a partir de pitahaya y sus subproductos (semillas y cáscara).
3.2.2.1. Pretratamiento de los subproductos de la fruta por separado
La fase inicial de la obtención del yogurt fue el pretratamiento de las tres partes de la fruta por separado, para ello la fruta entera fue lavada por inmersión con 2 mL de hipoclorito de sodio por litro de agua, luego se realizó un proceso simple de pelado separando los subproductos de la pulpa.
• Pulpa: La pulpa seleccionada libre de cualquier indicio de deterioro tal como: pudrición, quemadura, agrietamiento o daño por insectos, se cortó en dos trozos iguales y se despojó de su cáscara, se introdujo en un despulpador automático marca Micro-Epsilon y se obtuvo libre de semillas. La cantidad resultante se sometió a un proceso de precocción suave en una plancha de calentamiento durante 20 min hasta alcanzar una temperatura de 35°C; luego, se efectuó un escaldado por 20 min hasta una temperatura de 90°C. La pulpa se dejó enfriar durante 20 min a condiciones ambiente (20°C) hasta que alcanzó una temperatura de 70°C. Finalmente, se envasó en un vaso de precipitado de 1000 mL tapado con papel vinipel y se refrigeró a 4°C.
• Semilla: Las semillas previamente lavadas fueron deshidratadas a través de un secador de bandejas Armfield Ltd. Controlado por ordenador, a una temperatura de 50°C durante 24 h. La masa resultante se introdujo en un moledor eléctrico de cuchillas de acero 4TZS HB 14 tazas modelo 80393 marca Hamilton Beach a máxima velocidad (14 tazas) en función “Fine”, para ser pulverizada; finalmente, el polvo de semillas resultante se pasó en un colador de acero para conseguir un polvo más fino y se almacenó en bolsas Ziploc a condiciones ambiente, con el fin de evitar que el polvo absorbiera humedad.
• Cáscara: La cáscara previamente lavada se introdujo en un cortador de vegetales marca Micro-Epsilon obteniendo trozos en julianas. Estas se dispusieron en un secador de bandejas Armfield Ltd. Controlado por ordenador, a una temperatura de 50°C durante 24 h para ser deshidratadas. Luego, se empleó un moledor eléctrico de cuchillas de acero 4TZS HB 14 tazas modelo 80393 marca Hamilton Beach a máxima velocidad (14 tazas) en función “Fine”, para obtener polvo de cáscara de pitahaya. Finalmente, el producto obtenido se pasó por un colador de acero para lograr mayor finura y se almacenó en
Página 10 de 41 bolsas Ziploc a condiciones ambiente, con el fin de evitar que el polvo absorbiera humedad.
3.2.2.2. Formulación del yogurt
La formulación del yogurt tuvo en cuenta la metodología propuesta por Cueva [17], a continuación, se describe el método empleado para las cuatro muestras realizadas.
El proceso inició calentando la leche líquida ultrapasteurizada en vasos de precipitado de 250 mL, hasta alcanzar una temperatura de 32°C; para ello, se empleó una plancha de calentamiento con agitación magnética marca Heidolph y un termómetro digital con punzón genérico modelo TP101, que permitiera controlar esta variable. Transcurridos 10 min, durante los cuales se mantuvo la temperatura constante en 32°C, se agregó la leche en polvo y se empezó a agitar la mezcla a 300 rpm utilizando un agitador magnético para que no se generaran grumos. Cuando la mezcla se homogeneizó, se incrementó la temperatura hasta 36°C con el fin de adicionar el edulcorante, azúcar o Stevia, ya que esto permitía solubilizarlo adecuadamente. Una vez disuelto el edulcorante, se añadió también la pectina, el CMC y el benzoato de sodio continuando la agitación en 300 rpm. Seguidamente, se hizo una cocción hasta una temperatura de 90°C durante 5 min. Se dejaron las muestras a condición ambiente para disminuir la temperatura hasta 45°C, punto en el cual se incorporó el cultivo liofilizado.
Al finalizar la homogenización, las muestras en los vasos de precipitados se dispusieron en un baño termostático con cubeta abierta CORIO CD marca Julabo, a una temperatura de 42°C por aproximadamente 6 h, con el propósito de inocular e incubar el cultivo liofilizado. Transcurrido este tiempo, la mezcla se refrigeró a una temperatura de 4°C durante un día entero. Después, se agregó la jalea de pitahaya (mezcla de la pulpa, polvo de cáscara y polvo de semilla en una proporción 90%, 5%, 5% p/p respectivamente) mediante el uso de una batidora de inmersión 3 en 1, marca Black & Decker, durante 5 min a la velocidad máxima disponible. Finalmente, el producto se almacenó a una temperatura de 4°C en botellas de vidrio en un refrigerador BIOBASE modelo BPR-5V250.
3.2.3. Diseño experimental
Se realizó un diseño experimental 22 tomando como punto de partida el objetivo de crear un yogurt que cumpliera con los requerimientos sensoriales de los consumidores, logrando la aceptabilidad de la pitahaya amarilla dentro del mismo. De acuerdo con ello, se evaluaron los siguientes factores: tipo de edulcorante, con niveles cualitativos establecidos de sacarosa y Estevia, y porcentaje en peso (%p/p) de jalea de pitahaya (porcentaje de la mezcla de fruta, polvo de semillas y de cáscara en el yogurt) con niveles establecidos en 15% y 30%p/p respectivamente. Resultando así la formulación de cuatro tipos de yogures.
La variación en la composición de jalea fue determinada a partir de la “Norma para las confituras, jaleas y mermeladas, Cxs 296-2009” del Codex Alimentarius” [14], la cual indica que las jalea o confituras deberán elaborarse de tal manera que la cantidad de fruta utilizada como ingrediente en el producto terminado no deberá ser menor a 45%, a excepción de algunas frutas como la granadilla, cuyo porcentaje mínimo debe ser 8%.
Con respecto a los edulcorantes utilizados, la norma general para los Aditivos alimentarios, CODEX STAN 192-1995 con revisión en 2019 [15], establece que la dosis máxima de glicósidos de esteviol en el yogurt debe ser de 330 mg/kg de producto. Asimismo, se contempló
Página 11 de 41 dicha norma para determinar la cantidad de benzoato de sodio, la cual especifica el uso de una dosis máxima de 300 mg/kg de producto. Por otro lado, teniendo en cuenta que se trabaja con productos lácteos, se consideró la norma NTC 805 [16] para determinar el porcentaje de leche entera a emplear.
A continuación (Tabla 1) se presenta la formulación para los cuatro experimentos realizados, en donde se indican los dos factores y niveles del diseño experimental.
Tabla 1. Diseño experimental efectuado.
Muestra Tipo de edulcorante
%p/p Jalea en el
yogurt
%p/p edulcorante
%p/p Leche en
polvo
%p/p Cultivo
láctico
%p/p Pectina
%p/p CMC
%p/p Benzoato de
sodio
%p/p Leche líquida
1 Azúcar 15
30
8 5.4 1.00 0.25 0.08 0.03 70.24
2 8 5.4 1.00 0.25 0.08 0.03 55.24
3 Stevia 15 0.03 5.4 1.00 0.25 0.08 0.03 78.21
4 30 0.03 5.4 1.00 0.25 0.08 0.03 63.21
3.2.4. Caracterización fisicoquímica
▪ Color: La determinación del color en las muestras realizadas se llevó a cabo con un colorímetro CR-20 Konica Minolta con iluminante D65 y observador estándar 10°. Las medidas se realizaron en términos de los parámetros L* (luminosidad), a*
(enrojecimiento), b* (amarillez), empleando así el espacio de color CIELAB; para ello, el equipo se calibró con una placa blanca y se estandarizó con valores de reflectancia de L*= 95, a *= 0.0 y b*= 3.9. Las mediciones se llevaron a cabo a temperatura ambiente en 3 puntos diferentes de cada muestra una vez se efectuó la calibración [18], [19]. El tono y el croma (intensidad del color) se calcularon haciendo uso de las siguientes relaciones [20]:
hab = arctan (b∗
a∗) (Ecuación 1)
Cab∗ = √a∗2 + b∗2 (Ecuación 2)
Adicional a esto, se determinó la diferencia global de color con respecto al Yogurt Alquería Actigest pitahaya amarilla x1750 g (muestra control), haciendo uso de la ecuación 3.
∆E∗= [(∆L∗)2 + (∆a∗)2+ (∆b∗)2 ] 1/2 (Ecuación 3) Para el análisis se tuvo en cuenta que:
i. ∆E∗< 1 ∶ Las diferencias no son obvias para el ojo humano ii. 1 < ∆E∗< 3 ∶ Las diferencias no son percibidas por el ojo humano iii. ∆E∗> 3: Las diferencias son obvias para el ojo humano
▪ Acidez titulable: fue determinada de acuerdo con la metodología 962.12/90 de la AOAC [21]. Se titularon 10 mL de muestra con 0.1 N NaOH empleando fenolftaleína como indicador. El resultado se expresó como porcentaje de ácido láctico, según los requerimientos del Codex. Esta determinación se realizó 3 días después elaborados los
Página 12 de 41 yogures y almacenados en refrigeración a 4°C. Mediante el uso de la ecuación 4 se pudo calcular el porcentaje de acidez. Las mediciones se realizaron por triplicado.
% Acidez = (mL NaOH) ∗ (N de NaOH) ∗ 9
Peso de la muestra × 100 (Ecuación 4)
▪ pH: fue medido con un multiparámetro Mettler Toledo, 3 días después de elaborados los yogures y almacenados en refrigeración a 4°C. Su valor fue determinado considerando la metodología 945.27/90 de “Association of Official Agricultural Chemists” (AOAC) [21]. Todas las mediciones se realizaron por triplicado.
▪ Sólidos solubles: Los sólidos solubles expresados como °Brix, se determinaron mediante un refractómetro digital Pocket PAL-BX/R1 ATAGO a temperatura de 11°C (temperatura aproximada de consumo del producto), agregando 1 mL de muestra al lente del instrumento hasta cubrirlo por completo, la visualización de resultados fue automática. Todos los análisis se realizaron por triplicado.
▪ Sinéresis: El grado de sinéresis se determinó siguiendo la metodología de Charoenrein [22] 3 días después de elaborados los yogures y almacenados en refrigeración (4°C).
Para ello, se dispusieron 10 g de cada muestra de yogurt en tubos Falcón en una centrífuga refrigerada Thermo Scientific a velocidad de 4500 rpm y temperatura de 11°C durante 15 min. Tras la centrifugación se obtuvo el peso del sobrenadante (lactosuero) y se calculó el porcentaje de sinéresis mediante la ecuación 5.
% Sinéresis = Peso del sobrenadante
Peso de la muestra × 100 (Ecuación 5)
▪ Textura: se realizó el análisis de textura siguiendo el método back extrusión Cell(A/BE) empleando un texturómetro TA.HD. plusC Stable Micro Systems para determinar la firmeza, consistencia, cohesividad e índice de viscosidad de las muestras de yogurt expresadas como g, g·seg, g, g·seg, respectivamente [23]. Se utilizó un disco de 35mm de diámetro y un vaso de precipitado de 100mL y se llevó a cabo la técnica de extrusión con velocidad de prueba previa: 1.5 mm/s, velocidad de prueba: 2.0 mm/s y velocidad de prueba posterior: 2.0 mm/s, introduciendo la celda en la muestra a una distancia de profundidad de 25mm. Para ello, se efectuó la calibración por altura utilizando los siguientes parámetros: fuerza de contacto 20g, velocidad de retorno 10 mm/s y distancia de retorno 25mm [24]. Este procedimiento se realizó con las muestras a temperatura de 11°C y todas las mediciones se realizaron por triplicado.
▪ Caracterización reológica: Se analizó el comportamiento reológico del yogurt de pitahaya a 11°C a través de medidas experimentales con un reómetro rotacional TA Instruments AGR2 con geometría de discos paralelos (35 mm de diámetro), gap de 1000µm y control Peltier para mantener la temperatura a 11°C, el cual permitió establecer las relaciones entre el esfuerzo y la deformación [24]. De acuerdo con ello, la viscosidad se determinó aplicando una prueba de barrido de velocidad de cizalla a la muestra con una velocidad entre 0.1s-1 y 100 s-1.
Página 13 de 41 Asimismo, los datos obtenidos del comportamiento al flujo fueron ajustados de acuerdo con el modelo de la Ley de Potencia (Ostwald-de Waele, ecuación 6) para fluidos no- newtonianos, donde 𝜂 representa la viscosidad (𝑃𝑎·𝑠), k es el índice de consistencia (𝑃𝑎·𝑠n), 𝛾̇ es la velocidad de cizalla (𝑠 −1) y 𝑛 es el índice de flujo (adimensional), que puede ser pseudoplástico (si 𝑛 < 1) o dilatante ( si 𝑛 > 1) [24]:
η = kγ̇ n−1 (Ecuación 6)
3.2.5. Análisis sensorial del yogurt desarrollado
El análisis sensorial se llevó a cabo en las instalaciones de la Universidad de los Andes, sexto piso del bloque W (sede de la Facultad de Economía). Se dispuso de cuatro mesas distribuidas a lo largo del pasillo y sillas en las cuales se ubicaron máximo cuatro participantes, conservando todos los protocolos de seguridad contra el COVID-19.
Los yogures elaborados fueron analizados sensorialmente por un panel no entrenado conformado por un grupo de 50 personas en un rango de edad entre 18 y 24 años, en la Tabla 2 se presenta el porcentaje de participación para el sexo femenino y masculino. La prueba se realizó en horas de la mañana proporcionando muestras de 20mL de las diferentes formulaciones de yogurt a 11°C en copas blancas pequeñas, las cuales fueron nombradas mediante un código de 3 dígitos. Estas se entregaron aleatoriamente y de una en una. Asimismo, al finalizar la degustación de cada muestra, se les proporcionó un vaso con agua y galletas de soda marca Saltín Noel con el fin de retirar el sabor residual que pudo haberle generado cada una.
Al finalizar la prueba sensorial, lo participantes diligenciaron una encuesta digital completamente anónima en Google Forms, para determinar la percepción de los diferentes productos evaluados. Esta encuesta constó de tres partes; la primera consistió en una serie de preguntas enfocadas en la recolección de información personal sobre el grupo, se indagó en datos como el sexo, la frecuencia y tipo de yogurt de consumo (Tabla 2). Adicional a ello se realizó un cuestionario de actitud sobre la salud y las características hedónicas de los alimentos, en este espacio cada encuestado seleccionó todas las afirmaciones que fueran más acordes con su percepción.
Tabla 2. Características generales del panel sobre sus preferencias en cuanto al consumo de yogurt.
Sexo Frecuencia de consumo de yogurt Tipo de yogurt
consumido
M1 F1 D2 S2 M2 E2 N2 F3 G3 N3 L3
33% 67% 9% 51% 16% 22% 2% 47% 49% 33% 33%
1Masculino, Femenino
2Diario, Semanal, Mensual, Esporádicamente, Nunca
3Frutas, Griego, Natural, Líquido
La segunda parte de la encuesta se enfocó en conocer la apreciación hedónica del color, la consistencia, el aroma, la apariencia y el sabor de las muestras evaluadas. Se realizó una prueba
Página 14 de 41 de aceptación a los consumidores empleando una escala hedónica de siete puntos. A cada uno de los calificativos utilizados en la escala se le asignó un valor de 1 a 7 (Tabla 3):
Tabla 3. Escala hedónica empleada para el análisis sensorial de la muestra.
Calificación Significado
1 Me disgusta muchísimo
2 Me disgusta
3 Me disgusta levemente
4 Ni me gusta, ni me disgusta
5 Me gusta levemente
6 Me gusta
7 Me gusta muchísimo
Asimismo, para complementar la prueba de aceptación, los consumidores respondieron a una pregunta tipo CATA con 14 atributos para cada muestra. La siguiente instrucción se dio a los participantes: "¿Cuál de las siguientes características describe mejor esta muestra? Por favor, marque todas las que crea que aplican. Si lo desea, puede volver a probar la muestra". Estos atributos se seleccionaron previamente a partir de revisión de literatura [25]:
1. Consistencia: viscoso, fluido, suave, grumoso, homogéneo, espeso.
2. Sabor: poco dulce, muy dulce, amargo, sabor a fruta, sabor lácteo, astringente.
3.
Uso y actitudes: lo consumiría, no lo consumiría.La tercera parte consistió en una serie de preguntas dirigidas a plantear la posibilidad de presentar los productos en el mercado y de indagar en el yogurt ideal para los consumidores.
De esta manera, se pudo determinar la muestra con mayor aceptación por parte de los consumidores.
3.2.6. Análisis estadístico
• Propiedades fisicoquímicas: Se aplicó un análisis ANOVA, con un nivel de significancia =0.05, de los diferentes resultados de las muestras a partir del programa Minitab 18. En el mismo se utilizó la prueba de Fisher para comparar las medidas y establecer si existía una diferencia estadística significativa entre las características fisicoquímicas evaluadas de las muestras, y si el porcentaje de fruta y tipo de edulcorante afectaron las mismas en el yogurt desarrollado.
• Test de aceptabilidad: Se determinaron las calificaciones otorgadas por los consumidores a cada muestra para cada propiedad evaluada, obteniendo valores promedios junto a su desviación estándar, y con una significancia de 0.05, se utilizó la prueba de Fisher para comparar las medias y establecer si existía una diferencia estadísticamente significativa entre parámetros, lo anterior se realizó con el programa Minitab 18.
• Preguntas tipo CATA: Las preguntas tipo CATA se evaluaron mediante la prueba Chi- cuadrado (P<0.05) con el fin de determinar si existieron diferencias estadísticamente significativas entre las muestras, adicionalmente se implementó un análisis múltiple
Página 15 de 41 factorial (MFA) para discriminar cada atributo con cada una de las muestras estudiadas y la prueba Q de Cochran con el fin de determinar diferencias estadísticamente significativas en cada atributo evaluado, mediante la herramienta de software XLSTAT 2021.
4. Resultados y Discusión
4.1. Percepción de la pitahaya como un alimento funcional
El procedimiento de agrupación fue realizado por las dos autoras de este estudio, teniendo en cuenta la interpretación personal del significado de las palabras y de los sinónimos. Una vez se analizaron los datos individualmente se realizó una reunión entre las autoras con el fin de llegar a un consenso entre los dos análisis para finalmente llegar a un acuerdo en las clasificaciones [26]. Para el análisis de la prueba de asociación libre se agruparon los términos resultantes (92 en total) en 3 categorías (Tabla 4). Es posible evidenciar que en cuanto a características funcionales el término más mencionado fue digestión con un 31%, en cuanto a apariencia fue
“Fruta exótica” con un 9%, y en cuanto a uso/consumo fue “yogurt” con un 10%.
Se puede decir que los consumidores asocian la pitahaya, con productos como el yogurt o con productos que cumplen alguna función relativa a la buena digestión, nutrición y salud.
Asimismo, era de esperarse que los consumidores consideraran a la pitahaya como un alimento exótico dadas sus características físicas y organolépticas.
Tabla 4. Frecuencia de mención de las dimensiones y categorías determinada por la agrupación de las palabras suscitadas.
Categorías Porcentaje de
mención
Características funcionales 48
Digestión 31
Nutrición 10
Salud 7
Características de la apariencia 14
Fruta jugosa 5
Fruta exótica 9
Uso/consumo 30
Yogurt 10
Laxante 4
Producto dietético 5
Producto dulce 5
Producto refrescante 3
Producto para el cuidado facial 3
No sabe 3
Otros 5
Página 16 de 41 Por otro lado, la prueba hedónica realizada en la escala de 1 a 5 con respecto a los atributos sabor, apariencia, aroma y textura de la pitahaya amarilla mostró una aceptabilidad buena sobre el consumo de esta fruta. Por un lado, el sabor recibió una calificación promedio de 4.3(σ=0.9), la apariencia una calificación promedio de 4.2(σ=1.0) y el aroma una calificación promedio de 4.1(σ=1.0). Por otro lado, la textura tuvo una calificación promedio de 3.7(σ=1.1), siendo la única por debajo de los 4 puntos. El símbolo σ indicado en los valores anteriores representa la desviación estándar calculada.
En este sentido, es posible afirmar que el desarrollo de productos con pitahaya con características funcionales asociadas a la mejora de la digestión se presenta como una gran oportunidad de aprovechamiento en el mercado. Los resultados de la prueba hedónica permitieron demostrar que el yogurt a partir de pitahaya surge como un producto con gran potencial en el mercado considerando la aceptación de las características organolépticas de la pitahaya y su asociación a productos que mejoran la digestión.
4.2. Producto obtenido
Las muestras de yogurt obtenidas a partir de la metodología planteada en la sección anterior (Fig. 1), de izquierda a derecha son: Muestra control Yogurt Alquería Actigest pitahaya amarilla, muestra 1 con azúcar como edulcorante y 15% p/p de jalea de pitahaya, muestra 2 con azúcar como edulcorante y 30% p/p de jalea de pitahaya, muestra 3 con Stevia como edulcorante y 15% p/p de jalea de pitahaya y por último la muestra 4 con Stevia como edulcorante y 30% p/p de jalea de pitahaya.
Fig. 1. Muestras de yogurt obtenidas.
4.3. Características fisicoquímicas del yogurt
A continuación (Tabla 5), se presentan los resultados obtenidos para las pruebas fisicoquímicas efectuadas de color, acidez titulable, pH, sólidos solubles(°Brix) y sinéresis en los cuatro yogures desarrollados.
Página 17 de 41 Tabla 5. Resultados de los análisis fisicoquímicos de las muestras de yogurt.
Muestra
Color
Acidez Titulable
(%)
pH °Brix Sinéresis
L* a* b* ∆E Cab* (%)
(croma)
hab
(grados) Control 85.5
(0.4)
1.1 (0.1)
14.4 (0.3)
0.0 (0.0)
14.5 (0.3)
85.5 (0.4)
0.8 (0.01)
4.4 (0.01)
11.4a (0.2)
64.88a (1.30)
1 73.1c
(0.1)
1.2c (0.1)
14.8c (0.1)
12.3ab (0.3)
14.8c (0.1)
85.2a (0.2)
0.6a (0.01)
4.4d (0.02)
27.8b (0.1)
71.59c (1.25)
2 72.1d
(0.1)
2.7b (0.2)
15.6b (0.3)
13.5a (0.3)
15.8b (0.3)
80.1c (0.6)
0.6a (0.03)
5.4a (0.01)
33.6c (1.6)
80.32b (0.78)
3 80.0a
(0.1)
0.8d (0.0)
13.7d (0.1)
6.2c (1.7)
13.8d (0.1)
86.7b (0.02)
0.7a (0.14)
5.2b (0.01)
24.5d (1.3)
72.98c (0.15)
4 74.5b
(0.5)
3.0a (0.1)
18.1a (0.1)
10.1b (2.3)
18.4a (0.1)
80.5c (0.2)
0.6a (0.01)
4.6c (0.01)
22.6e (0.3)
80.55b (0.94) Los valores dentro de una columna con letras diferentes son significativamente diferentes (P < 0.05) de acuerdo con la prueba de Fisher.
Los valores entre paréntesis son las desviaciones estándar.
4.3.1. Color
Los resultados de las coordenadas de color, así como del croma (Cab*) y tono (hab), para los yogures desarrollados y para la muestra control se presentan en la Tabla 5. Teniendo en cuenta que el rango de L* (0 a100) representa del color negro al blanco, el rango de a* (-100 a 100) del color verde al rojo y el rango de b* (-100 a 100) del color azul al amarillo [27], se pudo determinar que en la tonalidad de los yogures predomina el blanco (valores positivos cercanos a 100 para el parámetro L*), el rojo (valores positivos cercanos a 1 para el parámetro a*) y el amarillo (valores positivos cercanos a 15 para el parámetro b*).
De acuerdo con el ANOVA, los parámetros L*, a* y b* fueron significativamente diferentes para cada formulación. Por un lado, la adición de mayor cantidad de jalea generó la disminución de la luminosidad, pero el aumento de la amarillez y el enrojecimiento en las muestras. En contraste, la variación del edulcorante generó una respuesta diferente en cada parámetro; la luminosidad aumentó de forma general en las muestras elaboradas con Stevia; sin embargo, la amarillez y el enrojecimiento disminuyeron en la muestra con Stevia y 15% jalea, pero aumentaron en la muestra con Stevia y 30% jalea, con respecto a las muestras elaboradas con azúcar.
Por otro lado, se pudo establecer que la cantidad de jalea influyó significativamente en la intensidad de color de los yogures (Cab*), evidenciando un aumento en la intensidad con la mayor adición de jalea. Asimismo, se encontraron diferencias debidas al tipo de edulcorante; la intensidad disminuyó en la muestra con Stevia y 15% jalea, pero aumentó en la muestra con Stevia y 30% jalea, con respecto a los yogures elaborados con azúcar.
Ahora, según los valores obtenidos en el parámetro hab, el tono de las muestras se encuentra en un rango entre rojo y amarillo, considerando que 0°=rojo, 90º=amarillo; 180º=verde y 270º=azul [28] [29] (en el anexo E se incluye la rueda cromática correspondiente al sistema CIELAB). Para este parámetro se encontraron diferencias significativas con respecto a la cantidad de jalea, de manera que el incremento de jalea disminuyó el valor hab generando una tonalidad en las muestras con mayor enrojecimiento. Sin embargo, no se evidenciaron
Página 18 de 41 diferencias tan acentuadas en cuanto al tipo de endulzante, ya que los tonos obtenidos para las formulaciones de 15% fueron similares independientemente del tipo de endulzante; de hecho, el análisis estadístico indicó que no hubo diferencias significativas en las medias del parámetro hab en los yogures desarrollados con 30% jalea (M2 y M4).
En comparación con la muestra control, los yogures elaborados tuvieron menor luminosidad, mayor enrojecimiento y mayor amarillez. Según los cambios netos de color, M3 fue la más cercana a la muestra control. De igual forma, teniendo en cuenta que todos los E fueron mayores a 3, se puede afirmar que las diferencias en las tonalidades de los yogures elaborados en contraste con el yogurt control, fueron visibles al ojo humano. Se asumen estas diferencias debido a que el yogurt control no contiene semillas ni cáscara de pitahaya.
Por otro lado, en el diagrama de color L* vs Cab* (Fig.2), se evidencian las diferencias observadas entre los yogures evaluados. En esta se ubica el color de la muestra control como el de mayor luminosidad e intensidad, el que se le sigue corresponde a la muestra 3 presentando valores similares para los mismos parámetros. En contraste, M1, M2 y M4 evidencian acentuadas diferencias en la luminosidad e intensidad con respecto a la muestra control. Se puede decir que debido a la mayor cantidad de polvo de semillas en las muestras 2 y 4, la tonalidad de estas es opaca en comparación con las demás.
Fig. 2. Luminosidad vs croma en las muestras evaluadas.
En este orden de ideas, se puede afirmar que hubo un efecto significativo de los factores en el color de los yogures. La tendencia determinada en los parámetros de color ante la variación de jalea se atribuye precisamente a que en la mezcla resultante se concentra más el color que aporta la jalea, que el de los demás componentes (leche principalmente). Por otro lado, la Stevia en polvo usada se cataloga como un compuesto cristalino de color blanco similar a la sacarosa, que al ser adicionada al producto no altera de forma acentuada sus características [30]. Ruiz P.
y Avella M. [31] identificaron que el color de una bebida a base de avena no presentó cambios significativos ante el uso de Stevia como edulcorante; asimismo, López E. encontró que la adición de Stevia como edulcorante en la elaboración de un yogurt no influyó significativamente el color del producto final debido a las características mencionadas de este edulcorante [32].
Página 19 de 41 4.3.2. Acidez Titulable y pH
De acuerdo con los resultados obtenidos para el pH y acidez titulable, expresada como porcentaje de ácido láctico, (Tabla 5), se pudo determinar que los yogures desarrollados presentaron un pH entre 4.4 y 5.4, donde la formulación 1 tuvo el menor valor. Asimismo, la acidez de las muestras se encontró en un rango entre 0.6%m/m y 0.7%m/m, donde la formulación 3 presentó el mayor valor.
El análisis estadístico reveló que sí hubo efecto significativo (P<0.05) de los factores evaluados en la respuesta del pH de los yogures. Se encontró que para las muestras elaboradas con azúcar el pH fue mayor en la formulación con 30% de jalea, mientras que, en las muestras elaboradas con Stevia, el pH fue mayor en la muestra con 15% jalea. En contraste, se obtuvo que no hubo efecto significativo de los factores (P>0.05) en la acidez de las muestras. Lo anterior puede atribuirse a que las mediciones se efectuaron tan solo 3 días después de su elaboración; el paso del tiempo, y las condiciones de refrigeración (4°C), propician el aumento de la acidez (por la acción de las bacterias y la producción de ácido láctico) y la disminución del pH por este mismo efecto [33][34]. De igual forma, dado que la cantidad y el tipo de cultivo empleado fueron los mismos, el porcentaje de acidez fue similar para todos los casos [33][35].
La actividad metabólica de los microorganismos iniciadores y probióticos es de gran relevancia para garantizar estándares de calidad del producto y asegurar la salud de los consumidores. Las bacterias acido lácticas en condición de refrigeración continúan con su actividad permitiendo la disminución del pH, con lo cual se producen los olores y sabores característicos deseables en el yogurt. Así, la reducción de este parámetro indica la acidificación del medio, es decir el incremento de la acidez titulable, que hace referencia a la acidez natural incluyendo la acidez desarrollada. Por lo general, en productos lácteos fermentados, el proceso termina cuando se logra un pH entre 3.9 y 4.6 o cuando se alcanza un valor de alrededor de 0.75 y 1.2% de acidez, expresada como porcentaje de ácido láctico [33]. El control de ambos parámetros es relevante, ya que valores fuera de los rangos permitidos indican errores en el proceso: mayor tiempo de fermentación, uso inadecuado de los cultivos, exceso de cultivos, entre otras causas, que afectan la calidad sensorial [33].
Por lo general la postacidificación se considera un proceso indeseable en yogures porque disminuye la vida útil y causa algunos defectos, como la acidez severa y la sinéresis. Asimismo, se sabe que el pH del medio propicia el crecimiento de bacterias que no resultan beneficiosas en el cuerpo humano. Para garantizar la calidad del producto existen diferentes regulaciones, como la norma técnica colombiana-NTC- 805 del instituto Colombiano de Normas Técnicas y certificación -ICONTEC-, que establecen los requisitos que deben cumplir las leches fermentadas, con empleo o no de microorganismos probióticos, destinadas al consumo directo o a su utilización posterior [16]. Con respecto a los parámetros evaluados en la presente sección, la normativa indica que el mínimo porcentaje de acidez titulable, expresado como ácido láctico, en las leches fermentadas debe ser 0.6 % m/m independientemente del tipo de leche empleada (en el ANEXO F se incluyen algunos requisitos establecidos en la norma).
De acuerdo con los resultados obtenidos se puede indicar que los yogures desarrollados se encontraron en el límite de cumplimiento de la norma; sin embargo, es necesario realizar más análisis para determinar si existen variaciones en este parámetro con el transcurso del tiempo.
De igual forma, como se mencionó previamente, algunos estudios revelan que el pH característico de los yogures se encuentra entre 3.9 y 4.6 [33] [36]. Según lo presentado en la Tabla 5, el pH de dos muestras (M1 y M4) se ubica dentro del rango característico y es cercano
Página 20 de 41 al pH determinado para el yogurt control. Sin embargo, el pH de M2 y M3 se encontró fuera del rango, obteniendo valores superiores a 5, lo cual afectaría la calidad microbiológica de los productos.
Los requisitos microbiológicos se constituyen de gran relevancia en el yogurt por temas de salud e inocuidad. El objetivo principal de los probióticos en el yogurt es que permitan mejorar la flora intestinal para prevenir y tratar desórdenes gastrointestinales; no obstante, sin un control riguroso en el proceso se pueden producir patógenos que implican un problema sanitario y una amenaza a la salud. En el anexo F se incluyen los requisitos microbiológicos para el yogurt según la NTC 805; dicha norma establece recuentos en cuanto a Coliformes totales, Coliformes fecales, mohos y levaduras. Asimismo, presenta los requerimientos de contenido mínimo del cultivo del microorganismo específico (bacterias viables lácticas totales al final de la vida útil y bacterias lácticas probióticas al final de la vida útil). Por otro lado, en la norma del Codex Alimentarius 243 de 2003 para leches fermentadas [37] y en la resolución 2310 de 1986 radicada por el ministerio de salud colombiano [38] también se establecen los requerimientos fisicoquímicos en leches fermentadas y productos lácteos derivados (en los anexos G y H se presentan algunos de los requerimientos relativos a los yogures).
Ahora, el pH es un factor inhibidor del crecimiento de bacterias no ácido lácticas. Cada microorganismo, dependiendo de su clasificación, se desarrolla en un rango óptimo y mínimo de pH; la mayoría de las bacterias son neutrófilas, lo que significa que crecen de forma óptima a un pH dentro de una o dos unidades del pH neutro de 7. La mayoría de las bacterias conocidas, como la Escherichia coli, los estafilococos y la Salmonella sp. son neutrófilas y no se adaptan bien al pH ácido del estómago. Por ejemplo, el pH de crecimiento óptimo de Salmonella spp.
es de 7.0 a 7.5, pero el pH de crecimiento mínimo está más cerca de 4.2. Sin embargo, hay cepas patógenas de E. coli, S. typhi y otras especies de patógenos intestinales que son mucho más resistentes al ácido del estómago. En comparación, los hongos prosperan a valores de pH ligeramente ácidos, entre 5.0 y 6.0 [39]. En el presente estudio no se efectúan análisis con respecto al recuento de coliformes totales, fecales, mohos y levaduras por lo cual se desconoce la calidad microbiológica del yogurt.
4.3.3. Sólidos solubles totales
Los datos obtenidos para los sólidos solubles totales en las muestras presentan diferencias estadísticamente significativas (Tabla 5). Como se esperaba las muestras que contienen como edulcorante azúcar común (M1 y M2) tuvieron mayor cantidad de SST, apuntando estos a ser los yogures más estables debido a que tienen una mayor cantidad de azúcares.
Hernández Rodríguez et al. [40] reportan SST de 17.78 °Brix y 17.89 °Brix para sus yogures con 16% y 18% de concentración de pitaya respectivamente, los yogures realizados por el grupo de investigación presentan un contenido alto de SST de entre 22.6 y 33.6°Brix. Las principales razones a las cuales se les puede atribuir la cantidad de SST presentados es la presencia de los subproductos en las muestras. En el estudio de Hernández Rodriguez et al. [34] la elaboración de sus yogures no usó pectina como agente gelificante mientras que en el presente estudio se utilizó 0.25% p/p en la elaboración de los yogures además de la adición de la cáscara que implica la presencia de más pectina en los yogures, aumentando de manera significativa los SST en las muestras.
Página 21 de 41 4.3.4. Sinéresis
Según los resultados (Tabla 5), los tratamientos 2 y 4, es decir, los que tienen un porcentaje de jalea de pitahaya mayor (30%) presentaron un porcentaje de sinéresis significativamente mayor (P < 0.05), encontrando así que la cantidad de jalea de pitahaya influyó en esta propiedad. De acuerdo con Zainoldin et al.[41] un mayor porcentaje de fruta en la formulación del yogurt ocasiona un porcentaje de sinéresis mayor, probablemente debido a la cantidad de agua adicionada por la pulpa de fruta, lo cual puede disminuir la capacidad de retención de agua liberando más suero, a su vez Acevedo et al. [42] explican que una menor cantidad en la formulación de un producto lácteo disminuye la cantidad de sólidos no grasos lácteos, la proteína y la grasa, ocasionando un aumento en la sinéresis del producto, esto explica por qué las muestras M2 y M4 tuvieron un mayor porcentaje de sinéresis. Los resultados de sinéresis obtenidos en las muestras y comparados con los obtenidos en la muestra control (producto comercial) difieren significativamente, por ello, sería interesante en un futuro trabajo establecer condiciones de proceso que permitan disminuir este porcentaje con el fin de obtener un producto que sea más estable.
4.3.5. Textura
El análisis textural de las muestras (Tabla 6) indicó que la muestra 4 presentó la mayor firmeza y consistencia entre las formulaciones elaboradas, mientras que la muestra 3 tuvo la mayor cohesividad e índice de viscosidad.
A partir del análisis estadístico se pudo determinar que sí hubo efecto significativo de los factores (P< 0.05) en los parámetros de textura sobre los yogures. Así, se evidenció mayor firmeza y consistencia en las formulaciones que contenían Stevia y en las que presentaban 30%
de jalea. Por otro lado, se encontró que las muestras con Stevia presentaron valores más altos de cohesividad e índice de viscosidad en contraste con las que contenían azúcar. Entre las muestras elaboradas con Stevia, las que incluían 15% jalea presentaron mayores valores en estos parámetros texturales; mientras que, entre las formulaciones con azúcar, las de contenido 30% jalea obtuvieron valores más altos en estos parámetros.
Tabla 6. Parámetros de textura resultantes de las muestras de yogurt.
Muestra Firmeza (g) Consistencia (g·seg) Cohesividad (g) Índice de viscosidad (g·seg)
Control 38.6 (<0.01) 447.8 (<0.01) -22.2 (<0.01) -193.9 (<0.01)
1 19.0c (2.2) 100.8c (10.4) -12.4a (1.7) -2.9a (1.5)
2 24.5b (2.1) 124.8b (7.4) -18.1b (1.5) -6.4b (1.6)
3 26.5b (2.6) 136.1b (13.4) -20.9b (1.8) -9.5c (1.4)
4 33.0a (2.0) 162.5a (10.2) -20.5b (0.9) -7.7bc (1.5)
Los valores dentro de una columna con letras diferentes son significativamente diferentes (P < 0.05) de acuerdo con la prueba de Fisher.
Los valores entre paréntesis son las desviaciones estándar.
Ahora, considerando que la textura se refiere más específicamente a la microestructura o la disposición de los pequeños componentes del yogurt, la manifestación de las propiedades estructurales, mecánicas y superficiales de los alimentos percibidas a través de la visión, el oído, el tacto y la cinestesia [43][44], se puede decir que la intensidad y duración del precalentamiento
Página 22 de 41 para la realización de la jalea y la base del yogur, además del grado de acidificación, influyeron considerablemente en la misma. Asimismo, otros parámetros como los sólidos solubles, el pH los espesantes y estabilizantes, pudieron afectar la textura adquirida en los mismos, teniendo en cuenta lo encontrado en diversos estudios [24][35][45].
Las proteínas desnaturalizadas del suero, por el efecto del incremento de temperatura en el proceso, interactúan con las caseínas formando enlaces covalentes. La disminución del pH atribuida a la acción de las bacterias acido lácticas permite que cadenas de proteínas interaccionen, formando agrupaciones proteína-proteína hidrofóbicas resultantes de la fermentación, desarrollándose así una red tridimensional de proteínas lácteas, que le brinda la estructura al yogurt, como lo reportan algunos estudios [43][44]. A medida que las proteínas de suero desnaturalizadas y las caseínas alcanzan su punto isoeléctrico (pH= 5.2 y pH=4.6 respectivamente), se establecen progresivamente enlaces de baja energía, principalmente hidrofóbicos, entre las proteínas. Los coloides hidrofílicos ligan el agua y, en consecuencia, aumentan la viscosidad del yogur; también ayudan a evitar la separación del suero del yogur (sinéresis) [43][44].
El incremento en la firmeza (fuerza que se requiere para conseguir una deformación determinada) puede atribuirse a la cantidad de leche, jalea y endulzante. La pulpa, sumada al polvo de semillas y cáscara incrementa estos parámetros principalmente por el contenido de pectina y por el aporte de sólidos solubles. De acuerdo con lo reportado por Prajapati et al.
[43], el yogur con un aumento de los sólidos solubles tiene un mayor contenido de proteínas y esto provoca un aumento del número de interacciones, lo que a su vez incrementa la firmeza.
Asimismo, la disminución del contenido de proteínas en el yogur disminuye las interacciones caseína-caseína y caseína-suero, lo cual reduce su firmeza.
Por otro lado, la cohesividad indica la integridad estructural y a menudo se discute en términos de fuerza de unión, una mayor cohesividad se relaciona con estructuras de gel más fuertes;
mientras que la consistencia representa la fuerza de rotura [43]. De acuerdo con esto, M3 y M4 se identificaron como las muestras con estructuras de geles más fuertes, siendo cercanas a la estructura del yogurt control.
Al contrastar los resultados, se pudo establecer una acentuada diferencia entre los parámetros texturales de las muestras elaboradas con respecto al control, principalmente en el índice de viscosidad. Lo anterior indica que la adición de polvo de semillas y cáscara permite que los yogures adquieran consistencia más espesa y grumosa en comparación con la textura suave y fluida de la muestra control.
4.3.6. Reología
Los resultados para las propiedades de flujo (Tabla 7) evidencian que todas las muestras de yogurt elaboradas fueron más viscosas en comparación con la muestra control. Asimismo, entre las muestras desarrolladas, se determinó que M1, M2 y M4 presentaron mayor viscosidad en contraste con M3. Este resultado puede atribuirse a la cantidad de jalea agregada y tipo de endulzante; las formulaciones de 30% jalea presentaron mayor resistencia al flujo debido a las propiedades texturales adquiridas con el polvo de semillas y de cáscara, que le confirieron una apariencia más grumosa y consistente a la jalea. Asimismo, se puede decir que el uso de CMC influyó en este parámetro al considerarse un compuesto con carga negativa, que favorece el desarrollo de las características de viscosidad principalmente en productos lácteos [46]. En cuanto a los endulzantes, se identificó que el contenido de azúcar generó en M1 mayor