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ESTANDARIZACIN DEL PROCESO PARA LA ELABORACIN DE UNA MANTEQUILLA DE MAN

RICARDO REYES JIMNEZ ANA CAROLINA ULLOA ORJUELA

UNIVERSIDAD DE LA SABANA FACULTAD DE INGENIERA

INGENIERA DE PRODUCCIN AGROINDUSTRIAL CHA 2003

ESTANDARIZACIN DEL PROCESO PARA LA ELABORACIN DE UNA MANTEQUILLA DE MAN

RICARDO REYES JIMNEZ ANA CAROLINA ULLOA ORJUELA

Proyecto de grado para optar el ttulo de Ingeniero de produccin Agroindustrial

Director Ing. GABRIELA CEZ

UNIVERSIDAD DE LA SABANA FACULTAD DE INGENIERA

INGENIERA DE PRODUCCIN AGROINDUSTRIAL CHA 2003

Le doy gracias a Dios, a mis padres y a mi abuela por ser siempre mi apoyo y ayudarme a hacer realidad mis metas. Agradezco a mi directora de tesis, Universidad y a Industrias Santero por la confianza que han depositado en mi brindndome todas las herramientas para desarrollar este proyecto y permitirme aprender de ellos. Ana Carolina Ulloa Orjuela

Agradezco a Dios y a mis padres porque no solo me apoyaron sino que colocaron toda su fe en mi. Gracias a la Universidad de La Sabana por infundirme los valores y conocimientos y a Industrias Santoro por aportarme su experiencia para el desarrollo de este proyecto. Ricardo Reyes Jimnez

CONTENIDO

1. OBJETIVOS . 4 1.1 GENERAL 4 1.2 ESPECFICOS. 4

2. MARCO TERICO..................................................................................... 5 2.1 MAN.......................................................................................................... 5

2.2 MANTEQUILLA DE MAN.......................................................................... 6

2.2.1 Historia.................................................................................................... 6

2.2.2 Proceso de elaboracin de la mantequilla de man................................ 7

2.2.3 Operaciones de control en la elaboracin de la mantequilla de man.... 10

2.3 ESTABILIDAD............................................................................................ 11

2.3.1 Estabilizantes........................................................................................... 12

2.4 PROPIEDADES FSICOQUMICAS........................................................... 14

2.4.1 Propiedades reolgicas........................................................................... 14

2.4.1.1 Textura.................................................................................................. 15

2.4.1.2 Viscosidad............................................................................................. 16

2.4.2 Deterioro................................................................................................... 18

2.4.2.1 Liplisis.................................................................................................. 18

2.4.2.2 Autooxidacin........................................................................................ 18

2.4.3 Color......................................................................................................... 19

2.4.3.1 Medida del color sistema CIE............................................................. 20

2.4.3.2 Medida del color sistema Hunter........................................................ 20

2.4.3.3 Medida del color sistema CIELAB...................................................... 21

2.4.4 Actividad de agua..................................................................................... 22

2.4.5 Transferencia de calor en estado no estacionario o transitorio............... 24

3. MATERIALES Y MTODOS....................................................................... 25 3.1 DISEO EXPERIMENTAL......................................................................... 25

3.1.1 Experimentacin...................................................................................... 25

3.1.1.1 Etapa 1: Planteamiento del diseo de los equipos de fritura y

enfriamiento...................................................................................................... 26

3.1.1.2 Etapa 2: Establecimiento de la escala de color para el man.............. 26

3.1.1.3 Etapa 3: Seleccin del estabilizante y la dosificacin ms

adecuados........................................................................................................ 26

3.1.1.4 Etapa 4: Evaluacin durante el periodo de anaquel de la mejor

mantequilla....................................................................................................... 26

3.1.2 Anlisis de varianza............................................................................... 27

3.2 MATERIAS PRIMAS................................................................................. 28

3.2.1 Monoestearato de glicerilo...................................................................... 28

3.2.2 Monoestearato de sorbitn.................................................................... 28

3.2.3 Lecitina................................................................................................... 29

3.2.4 Aceite vegetal hidrogenado (Mojapn).................................................. 29

3.2.5 Aceite de man....................................................................................... 30

3.2.6 cido ascrbico...................................................................................... 30

3.3 PREPARACIN DE LA MUESTRA.......................................................... 31

3.4 EQUIPOS EMPLEADOS........................................................................... 33

3.4.1 Equipos pertenecientes a la empresa.................................................... 33

3.4.2 Equipos pertenecientes al laboratorio de investigacin......................... 34

3.5 MTODOS UTILIZADOS.......................................................................... 34

3.5.1 Determinacin del contenido de grasa................................................... 34

3.5.2 Determinacin del ndice de acidez....................................................... 35

3.5.3 Determinacin del ndice de peroxidos.................................................. 36

3.5.4 Determinacin del contenido de humedad............................................. 37

3.5.4.1 Determinacin del contenido de humedad por estufa elctrica.......... 37

3.5.4.2 Determinacin del contenido de humedad por balanza

determinadora de humedad............................................................................. 38

3.5.5 Determinacin de la actividad de agua................................................... 38

3.5.6 Evaluacin reolgica.............................................................................. 39

3.5.6.1 Evaluacin de la textura....................................................................... 39

3.5.6.2 Evaluacin de la viscosidad................................................................. 40

3.5.7 Evaluacin de estabilidad mecnica...................................................... 41

3.5.8 Evaluacin colorimtrica.......................................................................... 42

3.5.8.1 Evaluacin colorimtrica de materiales fluidos..................................... 42

3.5.8.2 Evaluacin colorimtrica de materiales slidos..................................... 42

4. ENSAYOS PRELIMINARES......................................................................... 44 5. RESULTADOS Y DISCUSIONES................................................................ 47

5.1 ETAPA 1: PLANTEAMIENTO DEL DISEO DE LAS OPERACIONES

DE FRITURA Y DE ENFRIAMIENTO............................................................... 47

5.1.1 Anlisis de varianza................................................................................. 50

5.2 ETAPA 2: ESTABLECIMIENTO DE LA ESCALA DE COLOR PARA

EL MAN........................................................................................................... 52

5.2.1 Fritura...................................................................................................... 52

5.2.1.1 Temperatura......................................................................................... 52

5.2.1.2 Tiempo................................................................................................. 52

5.2.1.3 Relacin aceite alimento ................................................................. 53

5.2.1.4 Tipo de aceite................... .................................................................. 53

5.2.1.5 Relacin superficie/volumen............................................................... 53

5.2.1.6 Nivel de produccin............................................................................ 54

5.2.1.7 Grado de renovacin del aceite.......................................................... 54

5.2.2 Enfriamiento........................................................................................... 56

5.2.3 Anlisis de varianza. .............................................................................. 63

5.3 ETAPA 3: SELECCIN DEL ESTABILIZANTE Y LA

DOSIFICACIN MS ADECUADOS.............................................................. 64

5.3.1 Evaluacin de estabilidad........................................................................ 64

5.3.2 Evaluacin reolgica............................................................................... 66

5.3.2.1 Textura................................................................................................. 66

5.3.2.2 Viscosidad............................................................................................ 67

5.3.3 Anlisis de varianza................................................................................ 70

5.3.3.1 Evaluacin de estabilidad.................................................................... 70

5.3.3.2 Evaluacin reolgica............................................................................ 71

5.3.3.2 a) Textura............................................................................................. 71

5.3.3.2 b) Viscosidad........................................................................................ 73

5.3.3.3 Relacin entre estabilidad y firmeza.................................................... 74

5.3.4 Conclusin............................................................................................... 75

5.4 ETAPA 4: EVALUACIN DURANTE EL PERIODO DE ANAQUEL

DE LA MEJOR MANTEQUILLA....................................................................... 76

5.4.1 Evaluacin del deterioro de los lpidos.................................................... 76

5.4.1.1 Evaluacin de acidez........................................................................... 76

5.4.1.2 Evaluacin de perxidos...................................................................... 78

5.4.2 Evaluacin reolgica.............................................................................. 79

5.4.2.1 Textura............................ .................................................................... 79

5.4.2.2 Viscosidad........................................................................................... 81

5.4.2.3 Modelo reolgico de la mantequilla de man....................................... 84

5.4.3 Actividad de agua................................................................................... 85

5.4.4 Anlis is de varianza............................................................................... 88

5.4.4.1 Evaluacin de acidez .......................................................................... 88

5.4.4.2 Evaluacin reolgica.......................................................................... 90

5.4.4.2 a) Textura........................................................................................... 90

5.4.4.2 b) Viscosidad...................................................................................... 91

6. CONCLUSIONES....................................................................................... 94 7. RECOMENDACIONES............................................................................... 96 8. BIBLIOGRAFA.......................................................................................... 97

LISTA DE TABLAS

Tabla 2.1. Valores BHL relacionados con su aplicacin tecnolgica ................. 13

Tabla 2.2. Modelos matemticos y empricos para fluidos independientes del

tiempo ................................................................................................................. 17

Tabla 3.1. Caractersticas fisicoqumicas del aceite vegetal hidrogenado.......... 29

Tabla 3.2. Porcentaje de cidos grasos presentes en el aceite de man........... 30

Tabla 4.1. Humedad de las tres variedades de man (%H b.h.).......................... 44

Tabla 4.2. Porcentaje de grasa de las tres variedades de man.......................... 45

Tabla 4.3. ndice de acidez para las pastas base de man crudo........................ 45

Tabla 5.1.1. Relacin entre los grados de fritura, tiempo y DE del man............ 49

Tabla 5.1.2. Anova para combinacin de los dos grados de color...................... 50

Tabla 5.1.3. Prueba de Tukey para combinacin de los tiempos de fritura

to y tf ................................................................................................................... 50

Tabla 5.1.5. Prueba de Tukey para to................................................................. 51

Tabla 5.1.6. Prueba de Tukey para el tf.............................................................. 51

Tabla 5.2.1. Relacin de los baches de fritura empleando 7.5 Kg. de aceite...... 55

Tabla 5.2.2. Variables involucradas en el proceso trmico del man................... 56

Anova para comparacin de los dos grados de color a 80C............

Tabla 5.2.3. Variables para el clculo de la transferencia de calor por

conveccin........................................................................................................... 59

Tabla 5.2.4. Caractersticas generales del equipo diseado............................... 62

Tabla 5.2.5. Anova para la comparacin de los dos grados de color a 80 C..... 63

Tabla 5.2.6. Valores de las medias y desviaciones estndar de los DE antes

(t1) y despus (t2) de permanecer en la estufa .................................................. 63

Tabla 5.3.1. Valores de esfuerzo de fluencia ( t o), ndice de viscosidad (K) e ndice de fluencia (n)...........................................................................................

Tabla 5.3.2. Anova con parmetro de estabilidad (Fraccin de aceite

separado)...............................................................................................................

Tabla 5.3.3. Desviaciones estndar de las medias (Fraccin de aceite

separado)..............................................................................................................

Tabla 5.3.4. Prueba de Tukey entre tratamientos con parmetro de estabilidad.............................................................................................................

Tabla 5.3.5. Prueba de Tukey entre dosis con parmetro de estabilidad.............................................................................................................

Tabla 5.3.6. Anova con parmetro de de fuerza mxima ejercida........................

Tabla 5.3.7. Desviaciones estndar de las medias (Fuerza mxima)..................

Tabla 5.3.8. Prueba de Tukey entre tratamientos con parmetro de fuerza

mxima..................................................................................................................

Tabla 5.3.9. Prueba de Tukey entre dosis con parmetros de fuerza mxima..................................................................................................................

Tabla 5.3.10. Anova con parmetro de viscosidad.................................... ............

Tabla 5.3.11. Prueba de Tukey entre tratamientos con parmetros de viscosidad..............................................................................................................

Tabla 5.3.12. Prueba de Tukey entre dosis de los tratamientos con parmetros

de viscosidad........................................................................................................

Tabla 5.3.13. Anova relacin estabilidad firmeza para monoestearato de glicerilo

Tabla 5.3.14. Anova relacin estabilidad firmeza para monoestearato de sorbitn

Tabla 5.4.1. Valores promedio del esfuerzo de la fluencia, ndice de consistencia

y de viscosidad para los diferentes tratamientos aplicados...................................

Tabla 5.4.2. Relacin de la actividad de agua con las diferentes zonas y

relaciones de deterioro ..........................................................................................

Tabla 5.4.3. Anova con parmetro de acidez en condiciones de luz y oscuridad.

Tabla 5.4.4. Prueba de Tukey con parmetro de acidez en condiciones de luz y

oscuridad................................................................................................................

Tabla 5.4.5. Anova con parmetro de acidez a temperatura de 7 , 25 y 37C......

Tabla 5.4.6. Prueba de Tukey con parmetro de acidez a temperaturas de 7, 2

y 37C ..................................................................................................................

Tabla 5.4.7. Anova con parmetro de fuerza mxima ejercida en condiciones de

luz y oscuridad.....................................................................................................

Tabla 5.4.8. Prueba de Tukey entre tratamientos................................................

Tabla 5.4.9. Anova con parmetro de fuerza mxima ejercida a diferentes temperaturas.........................................................................................................

Tabla 5.4.10. Prueba de Tukey entre tratamientos.............................................

Tabla 5.4.11. Anova con parmetro de viscosidad.............................................

Tabla 5.4.12. Prueba de Tukey entre los tratamientos........................................

Tabla 5.4.13. Valores de media y desviacin estndar para las viscosidades

de los diferentes tratamientos.............................................................................

Tabla 5.4.14. Anova para los valores del esfuerzo de fluencia e ndices de

consistencia y fluencia........................................................................................

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1.Reograma de fluidos tpicos en la industria de alimentos ............. 16

Figura 2.2. (a) Sistema CIE con puntos a, b, c correspondientes a D65.

(b) Sistema HUNTER. (c) Sistema CIELAB ................................................... 21

Figura 5.1.1. Plantilla de color del man.......................................................... 48

Figura 5.1.2. Valores de L* para los tiempos de fritura to y tf.......................... 48

Figura 5.2.1. Dibujo aproximado del equipo diseado para la operacin de

Fredo............................................................................................................. 60

Figura 5.3.1. Relacin entre la dosificacin de los emulsificantes y la

fraccin de aceite separado........................................................................... 64

Figura 5.3.2. Relacin entre la dosificacin de los emulsificantes y la

fuerza mxima ejercida por la mantequilla.................................................... 66

Figura 5.3.3. (a) Grfica de esfuerzo cortante contra gradiente de cizalla

empleando monoestearato de glicerilo, E1, (b) Grfica de esfuerzo cortante

contra gradiente de cizalla empleando monoestearato de sorbitn, E2........ 67

Figura 5.3.4. (a) Grfica de viscosidad aparente contra gradiente de cizalla

empleando monoestearato de glicerilo, E1, (b) Grfica de viscosidad aparente

contra gradiente de cizalla empleando monoestearato de sorbitn, E2........ 69

Figura 5.4.1. Relacin entre el ndice de acidez respecto al da de

observacin para tratamientos de luz y oscuridad......................................... 76

Figura 5.4.2. Relacin entre el ndice de acidez respecto al tiempo de

observacin para tratamientos a) 7C, b) 25C y c) 37C............................ 78

Figura 5.4.3. Relacin entre la fuerza mxima de penetracin y tiempo de

observacin bajo diferentes condiciones. (a) Almacenamiento

bajo luz, (b) Almacenamiento en oscuridad.................................................. 79

Figura 5.4.4. Relacin entre la fuerza mxima de penetracin y

el tiempo de observacin bajo diferentes condiciones de

temperatura (a) 37C, (b) 25C, (c) 37C...................................................... 80

Figura 5.4.5. Relacin entre el esfuerzo cortante y la velocidad de

deformacin para las mantequillas almacenadas bajo condiciones de

luz y oscuridad.............................................................................................. 82

Figura 5.4.6. Relacin entre el esfuerzo cortante y la velocidad de

deformacin para las mantequillas expuestas a diferentes condiciones

de temperatura............................................................................................. 82

Figura 5.4.7. Relacin entre la viscosidad aparente y el gradiente

de cizalla. (a) Almacenamiento a la luz y oscuridad, (b) Almacenamiento

a diferentes temperaturas........................................................................... 83

Figura 5.4.8. Representacin grfica de la ecuacin de Arhenius............. 84

Figura 5.4.9. Isoterma de adsorcin de la mantequilla de man................. 85

Figura 5.4.10. Representacin BET para la mantequilla de man a 20C.. 86

Figura 5.4.11. Relacin fuerza mxima y actividad de agua...................... 97

LISTA DE ANEXOS

ANEXO 1. Cuadro de las variedades y grados de man.

ANEXO 2. Composicin del man entero crudo y tostado.

ANEXO 3. Norma de estndares americanos de los grados de mantequilla de man.

ANEXO 4. Patrn de color mantequilla Peter Pan.

ANEXO 5. Muestra de color para una pasta de man.

ANEXO 6. Analisis de varianza.

ANEXO 7. Recomendaciones de proceso.

RESUMEN

El man se ha convertido en una opcin nutritiva, sana y agradable que sirve de materia prima para elaborar una gran variedad de productos, su fcil manejo y corto tiempo de cosecha, vislumbran un campo de oportunidad. Este proyecto pretende desarrollar una mantequilla de man dulce, suave, fluida y estable a partir de un proceso estandarizado; para ello es necesario evaluar y modificar las etapas de fritura y enfriamiento del man. Se involucran la combinacin de dos emulsificantes y cuatro dosificaciones, seleccionados con BHL (Balance hidrfilo lipfilo) bajos, al ser una emulsin W/O. Adicionalmente, se observa el efecto de temperatura, humedad y luminosidad sobre la estabilidad en el tiempo, evaluando cambios en textura, viscosidad, color y oxidacin.

ABSTRACT

The peanut has become a nutritive, health and pleasant option that is as raw material to produce a great variety of products; their easy handle and the short crop time, open a great opportunity field. This project pretend to develop a smooth, sweet, flow and stable peanut butter thru a standard process; to make it is necessary to evaluate and modify the oil roaster and cooling phases. Combining two surfactants in four different concentrations, picked up with a low HLB (Hydrophile Lipophile Balance), as this is a W/O emulsion. Furthermore, we study temperature, humidity and luminosity effects over time stability, evaluating changes in texture, viscosity, colour and oxidation.

I

INTRODUCCIN

Estados Unidos y Europa han liderado la industria del man con el desarrollo, produccin y comercializacin de una gran variedad de productos que cuentan con buena aceptacin mundial, colaborando adems en el aumento del consumo y desarrollo del mismo. A diferencia de estos pases, Colombia y el resto de Latinoamrica, a pesar de que cuentan con las condiciones ptimas de cultivo de esta leguminosa, no han realizado suficiente investigacin que permita desarrollar productos a base de man realmente competitivos dentro del mercado mundial.

Con miras al aprovechamiento de los recursos y condiciones del pas, se cre una empresa interesada en dar a conocer y explotar las ventajas y propiedades del man, razn por la cual ha desarrollado entre sus productos, una mantequilla de man con una formulacin que proporciona un sabor aceptado por la poblacin infantil, a la que va dirigida. Sin embargo, esta mantequilla ha presentado problemas de estabilidad en la emulsin, rancidez y fluidez. Adems es necesario estandarizar las etapas de fritura y enfriamiento del man para disminuir las variaciones de color de la mantequilla. Con el inters en resolver este problema, la empresa desea aportar las materias primas y prestar sus instalaciones para poder llevar a cabo una investigacin en la que se pueda desarrollar una mantequilla fluida de man que cumpla con las condiciones de una mantequilla grado B, segn el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos [1].

El rea de Procesos Agroindustriales de La Universidad de la Sabana en su afn por colaborar con el desarrollo investigativo y tecnolgico, es consciente que el mejoramiento de este producto podra ser una alternativa para generar industria y empleo a partir de un alimento saludable, rico en protena, cidos grasos insaturados y vitaminas. Vale la pena resaltar que ninguna otra universidad del pas se encuentra trabajando en este tema, convirtindolo en un proyecto innovador, interesante y con proyeccin social para Colombia.

A partir de dos variedades de man trillado, Flor Runner y Virginia, se pretende desarrollar una mantequilla con caractersticas fsicas que satisfaga a los consumidores y pueda ser elaborada a nivel industrial.

La mantequilla de man es un producto alimenticio tpico Norteamericano, hecho de man blanco, seco, seleccionado y con adicin de sal, azcares y aceites hidrogenados (Woodroof, 1983). La composicin de este producto varia segn el fabricante y tipo de mantequilla a elaborar, presenta un contenido de man que oscila entre un 70 y 100%, convirtendola en una emulsin caracterstica de agua en aceite debido al alto porcentaje de este ltimo presente en el man (48 - 50%) y a la adicin de aceites vegetales.

Introduccin II

Como los dems sistemas coloidales, esta emusin es termodinmicamente inestable y tiende a alcanzar una situacin de mnima energa libre, lo que conduce a la separacin de las fases que la componen (Chiralt 1996). Adems el aceite de man, predominante en la mantequilla, esta compuesto de un 70 a 80% de acidos grasos insaturados (Woodroof 1983) lo que lo hace altamente inestable y propenso a la oxidacin y posterior deterioro. Estos dos factores crean las condiciones propicias para que se presente una separacin gravitacional de las partculas slidas y de aceite, la cual genera un cambio de tamao en las gotas de la fase dispersa (agua) que varia durante el almacenamiento del producto. Este incremento en las diferencias de tamaos afecta cada vez ms la estabilidad del sistema que ocasiona adems de lo anterior, cambios en sus propiedades mecnicas y electromagnticas.

Este cambio progresivo, crea la necesidad de estabilizar las partculas slidas en el aceite para lo cual se han empleado una serie de estabilizantes constituidos por sustancias anfiflicas cuya estructutra molecular contiene a la vez, funciones hidrfilas y funciones hidrfobas, lo que les permite situarse en la interfase aceite - agua, ejerciendo accin tensoactiva. De acuerdo con esto, la eficacia de un estabilizante esta ligada a la capacidad de absorberse en la interfase, y por tanto a su solubilidad relativa en cada una de las dos fases que forman la emulsin.

Existen diversos mtodos para cuantificar la inestabilidad de las emulsiones como son la observacin y cuantificacin del tamao de las gotas (Orr 1985), test de centrifugacin (Totlani 2000; Rodekohr 2000), el anlisis de la luz dispersada, entre otros.

Dichas alteraciones en la estabilidad, composicin y tamaos de las partculas que conforman la mantequilla, se ven reflejadas en una aceleracin de los procesos de acidez y peroxidacin del aceite, adems de un cambio en las propiedades reolgicas de la misma.

Para analizar el comportamiento pseudoplstico de este material, puede emplearse la ecuacin de Newton de la viscosidad; esta, quizs es la ecuacin que ms se ha aplicado para la descripcin del comportamiento reolgico de muchos tipos de fluidos alimentarios (Saravacos 1970). La textura generalmente es evaluada midiendo la fuerza mxima necesaria para la penetracin.

Todas estas caractersticas juegan un papel importante en la calidad de la mantequilla. Otra de las principales caractersticas que influyen en el gusto del consumidor es el color, que adems se emplea como medida del grado de coccin del man.

Debido a la complejidad e interrelacin que presentan los diferentes factores mencionados sobre las propiedades mecnicas (reolgicas y de textura) y fsicas (color) de la mantequilla de man, este estudio pretende estandarizar el proceso para la elaboracin de una mantequilla de man al plantear los equipos y proceso de produccin y evaluar las caractersticas ms significativas sobre el mismo.

Esta estandarizacin consta de cuatro etapas:

1. Establecimiento de la escala de color para el man. Esta escala pretende mostrar una diferenciacin visual del cambio de color del man durante la fritura, para

Introduccin III

2. asegurar sus caractersticas finales y facilitar el control del tiempo de permanencia del mismo en dicha operacin.

3. Planteamiento de las operaciones de fritura y enfriamiento. El objetivo es plantear un diseo de las operaciones de fritura y enfriamiento que facilite su control y permita obtener un producto final con las condiciones de color, coccin y temperatura requeridas.

4. Seleccin de una mantequilla de man de acuerdo a su estabilidad y comportamiento reolgico. La seleccin de esta mantequilla se basa en la evaluacin y comparacin de dos emulsificantes aplicados en tres dosificaciones y comparados con un blanco. Variables externas: Textura, Viscosidad y Separacin de aceite.

5. Evaluacin del comportamiento de la mantequilla en distintas condiciones de almacenamiento. Esta etapa busca evaluar el deterioro por oxidacin y acidez, color y comportamiento reolgico de la mantequilla a diferentes temperaturas, humedades y luz.

La propuesta de estandarizar el proceso para la elaboracin de la mantequilla de man es un tema apropiado para evaluar dentro de la lnea de propiedades fsicas de la Facultad de Ingeniera; utilizando los equipos de la Universidad y la materia prima proporcionada por Industrias Santoro Ltda. Los resultados obtenidos sern un beneficio para la Universidad, debido a que esta investigacin busca proporcionar a la lnea, informacin sobre los estabilizantes y su efecto sobre las propiedades fsicas y estabilidad de algunas emulsiones de agua en aceite. Tambin representa un beneficio para la empresa, ya que podr usufructuar dicha investigacin para elaborar una mantequilla de man de calidad que pueda competir en el mercado nacional e internacional.

4

CAPTULO 1

OBJETIVOS

1.1 GENERAL

Estandarizar el proceso para la elaboracin de una mantequilla de man fluida, que pueda ser caracterizada a partir de sus propiedades fsicas; que satisfaga a los consumidores y pueda ser elaborada a nivel industrial.

1.2 ESPECFICOS

Definir las caractersticas y los patrones adecuados de comparacin para la evaluacin de las propiedades fsicas de la mantequilla a elaborar.

Plantear el diseo de las operaciones de fritura y enfriamiento del man.

Establecer una escala de color del man fredo, que otorgue las mejores caractersticas de color y sabor a la mantequilla.

Establecer cul de los dos estabilizantes, monoestearato de sorbitn y monoestearato de glicerilo, y las cuatro dosificaciones sugeridas, son las ms apropiadas para mantener la emulsin estable.

Ajustar el mejor modelo matemtico existente para el comportamiento reolgico del producto.

Evaluar el comportamiento de la mantequilla ms estable durante el periodo de anaquel.

5

CAPTULO 2

MARCO TEORICO

Este captulo pretende hacer una breve recopilacin bibliogrfica que resalte los aspectos ms importantes del man, la mantequilla de man y caractersticas fsicas evaluadas en el desarrollo del presente estudio.

2.1 MAN

El origen del man es desconocido, sin embargo se conoce de l desde el ao 950 D.C. en Sur Amrica, con indicios de ser cultivado bsicamente en Per y Brazil. Este fue llevado a Africa y Europa con la llegada de los conquistadores, para luego pasar a Norte Amrica donde se uso en la alimentacin de los esclavos que iban en los barcos durante los das de la colonia, ya que era considerado como un alimento de alto valor nutricional. En Norte Amrica el man no fue muy usado hasta despus de la Guerra Civil en 1865 cuando los soldados se nutrian con sus excelentes componentes, y por muchos aos las cosechas se realizaron en los territorios de Virginia y Carolina del Norte (American Peanut Coalition, 2002) .

Las variedades de man ms conocidas a nivel mundial son (Anexo 1):

1. RUNNER: Esta variedad ha llegado a ser el tipo dominante de man, debido a la introduccin, a comienzos de la dcada de los setentas, de la variedad Flor Runner, la cual es responsable de espectaculares incrementos en el rendimiento del man. Los man tipo runner han tenido una rpida aceptacin por su atractivo en el tamao del grano; usando una alta porcin de runners para la produccin de mantequilla de man debido a que tienen un excelente sabor. En los Estados Unidos, esta especie equivale a un 73% de la produccin nacional.

2. VIRGINIA: Los Virginia tienen el grano ms largo y la mayora de este man se tuesta y come comercialmente con tegumen, o cuando se pela es vendido como man salado. Los man tipo Virginia cuentan con un 22% de la produccin de U.S.A.

3. SPANISH: El man tipo spanish tiene el grano ms pequeo entre las cuatro variedades; y es usado predominantemente para la fabricacin de dulces de man, aunque tambin es usado, en pequeas cantidades, en man salado y mantequilla

Captulo 2. Marco Terico 6

de man. Este tipo de man presenta el mayor contenido de aceite, por lo cual es muy usado para la extraccin de este. Cuenta con un 4% de la produccin de U.S.A.

4. VALENCIA: A diferencia de los otros, este tipo de man tiene tres o ms granos dentro de su vaina. Ellos son muy dulces y usualmente se tuestan y venden en su vaina. Debido a la demanda de los otros tipos de man, el valencia cuenta con menos de un 1% de la produccin de U.S.A (American Peanut Council, 2002).

El man en promedio contiene 28% de protena, 50% de aceite y 18% de carbohidratos (Anexo 2) , aunque los porcentajes de estos varan segn el tipo de man debido a las diferentes clases de man silvestre y cultivado que existen (Peanut Sheller Asociation, 2002). Estos se conocen como fruto o vaina de la especie Arachis hypogaea perteneciente a la familia de las leguminosas (Original Nut House, 2002 y The Peanut Shop, 2002).

2.2 MANTEQUILLA DE MAN

2.2.1 Historia

A diferencia del man, la mantequilla de man no se encuentra sino hacia 1890 en estados Unidos y ha sido para los americanos, el producto ms importante elaborado con man. El propsito de esta fue obtener un producto saludable, con protena fcil de digerir en pacientes con baja asimilacin de protena animal o con dificultades para masticar. As, el seor George A. Bayle Jr. descubri que moliendo el man se lograba obtener una pasta o mantequilla muy palatable, de modo que mecaniz el proceso de elaboracin y empez a venderla como mantequilla de man, la cual presumiblemente se elaboraba a partir de man crudo. El proceso se elabor artesanalmente hasta que en 1903, Abrose W. Straub obtuvo la patente de una mquina para la fabricacin comercial de esta mantequilla. Un ao despus C. H. Sumner, en la exposicin universal de St. Luis, promocion la mantequilla de man como un alimento saludable, y recomendado para invalidos y personas internas en sanatorios principalmente, debido a su alto contenido de protena, bajo contenido de carbohidratos y palatabilidad. Esto atrajo una gran cantidad de compradores que ayudaron a sacar la mantequilla comercialmente, aunque con ventas limitadas al principio debido a que la falta de adecuados equipos de manufactura elevaba los costos de adquisicin.

Pero fue hasta 1922 en Alameda California, con Rosefield Packing Company que J. L. Rosefield perfeccion el proceso de fabricacin de mantequilla de man previniendo la separacin de aceite y hacindola comercialmente disponible. El la produjo independientemente bajo la marca Skippy , que se caracteriz por tener una textura cremosa. Despus de esto, muchas otras compaias empezaron a producir su propia marca de mantequilla de man, llegando a ser este, uno de los alimentos ms comerciales de Norte Amrica.

La mantequilla de man ha sido popular en Norte Amrica bsicamente porque tiene un


agradable sabor que le permite ser utilizada en varios productos; por su facilidad de uso, dado que no requiere coccin, disolucin ni componentes especiales y es estable microbiolgicamente.

La produccin de mantequilla de man se desarroll localmente hasta que se organiz la Asociacin Manufacturera de Mantequilla de Man hacia 1940, en Estados Unidos. Hasta este momento, solo el 25% del man comestible se empleaba para la elaboracin de dicha pasta, pero dndosele poca importancia al uso y existencia de los diversos tipos de man, mtodos de pelado y tostado, grados de la mantequilla, efecto del tamao de las partculas, textura, tiempo de vida til y frmulas para su uso. Por el ao de 1950, cerca de la mitad del man comestible era usado en mantequilla , y en 1964 la proporcin se elev al 63%.

Legalmente, la mantequilla de man es un producto molido, cohesivo, sano, a partir de man tostado o freido proveniente de granos de man maduros que han sido removidos del cacahuate y a los cuales se les ha adicionado sal y agentes saborizantes permitidos (Woodroof, 1973; BBC, 2002; Whole health peanuts, 2002; American Fresh, 2002).

Debido a la acogida que ha tenido este producto en los Estados Unidos, y a las diferencias que se pueden obtener en su presentacin final, el Departamento de Agricultura de Los Estados Unidos elabor en 1972, la norma de estndares de los grados de mantequilla de man (Anexo 3 ).

La produccin de la mantequilla de man ha tenido un estable crecimiento; y a pesar del tamao, edad de dicha industria y simplicidad en el proceso, la informacin fundamental qumica y fsica no se logr obtener sino hasta el ao 1950, cuando se empiezan a resolver sus principales problemas como son: la tendencia de la separacin de la fase de aceite en la pasta resultante; las diferencias en el sabor como resultado del pelado, enfriamiento y tostado; los efectos de la adicin de grasas, carbohidratos y estabilizantes; y el deterioro durante el almacenamiento. Debido a los diferentes ploblemas que aparecen en la elaboracin de mantequilla de man, cada empresa ha desarrollado diferentes mtodos y formulacin para corregirlos, pero sin embargo se sigue un esquema general de elaboracin comercial de mantequillas de man (American fresh, 2002).

2.2.2 Proceso de elaboracin de la mantequilla de man

A nivel mundial se han empleado diferentes mtodos de elaboracin de la mantequilla de man, que han cambiado de acuerdo a las investigaciones y avances teccnolgicos realizados. Sin embargo, a continuacin se describe el proceso de elaboracin de mantequilla de man considerado como el ms moderno y con mayor aceptacin en la industria.

1. Recepcin y seleccin de materia prima

La mayora de productores de mantequilla de man, reciben el grano de man


descascarado y seleccionado, de tal forma que se encuentre listo para el procesamiento.

2. Tostado

El tostado es una operacin importante en la produccin de la mantequilla de man ya que produce en el grano los siguientes efectos:

Reduce el contenido de agua de 5% a menos del 1% (El valor mas empleado es de 0.5%). Esta reduccin aumenta la vida til al reducir la actividad microbiana y evita la perdida del sabor.

Imparte color en todo el grano. Esta coloracin va de blanco a caf a medida que la humedad disminuye y se libera aceite de la pared celular del man; as entre mayor sea el tostado, mayor ser la coloracin. Durante el tostado, aminocidos y carbohidratos reaccionan para producir derivados tetrahydrofuran

Desarrolla el sabor tpico que la mayora de gente asocia con el man

Esta operacin requiere un especial control debido a que el sabor y el color que aqu adquiera el man sern definitivos en la mantequilla final. En la actualidad existen dos mtodos primarios para el tostado del man, tostado en seco y tostado en aceite o freido.

3. Enfriamiento

Esta etapa del proceso asegura el color y sabor del man al detener la tostin, ya que debido a las altas temperaturas empleadas en dicha operacin y al alto contenido de aceite en el man, este puede continuar tostndose an retirado del equipo.

Normalmente este proceso se realiza en cajas o bandas transportadores por las que circula una gran cantidad de aire alrededor del man.

4. Pelado

El proceso de pelado asegura que la piel de la semilla, las partes quemadas que aparecen durante el tostado y las partculas extraas sean removidas, para evitar la aparicin de puntos indeseados en la mantequilla final.

Este proceso se puede realizar por diferentes mtodos como pelado en seco, con agua, por impacto de aire y por movimiento.

5. Molienda y mezclado

La molienda y el mezclado son dos operaciones diferentes pero para la elaboracin de la mantequilla de man usualmente se trabajan en combinacin.

La molienda define la textura de la mantequilla, por lo cual se realiza una o dos


moliendas segn se desee obtener una pasta crugiente o una suave.

Aunque la mezcla de los ingredientes de la mantequilla puede realizarse por separado, es recomendable mezclar en el molino algunos ingredientes como la sal y el azcar debido a que al contar con una pequea fase acuosa en la pasta la dilucin de estos se dificulta, de tal forma que el molino reduce las partculas para facilitar el proceso y evitar la aparicin de grandes cristales. Adems, es importante mezclar los estabilizantes y grasas en esta etapa puesto que la molienda rompe las paredes celulares del man permitiendo que se libere y caliente el aceite por accin de la friccin y energa liberada en el molino. Esto se requiere debido a que los emulsificantes empleados son hidrofobos y se disuelven mejor a altas temperaturas.

Un factor importante que hay que tener en cuenta para esta operacin, es la temperatura de salida de la pasta dado que una temperatura demasiado alta puede ocasionar algunas reacciones indeseables para la mantequilla como la reaccin de Maillard y una temperatura baja dificulta la solubilidad de los estabilizantes. La temperatura ptima depende del estabilizante empleado, pero en general oscila entre los 60 80 C (Danisco, 2001).

La mezcla final se realiza en una mezcladora en la que se adic iona la pasta y dems ingredientes restantes. Este proceso asegura la homogeneidad de la mantequilla.

6. Desairacin

Durante la molienda y el mezclado se incorporan burbujas de aire en la mantequilla que producen una apariencia indeseable para esta y pueden llegar a acelerar su deterioro. La forma ms comn de remover el aire es someterla a una presin de vaco de 0.4 atm absoluta.

7. Enfriamiento

Este proceso se lleva a cabo para detener la reaccin del estabilizante y asegurar que los enlaces formados se mantengan, de otro modo, la mantequilla de man llegar a ser inestable. Es preferible realizar esta operacin rpido para asegurar la uniformidad del producto al evitar fluctuaciones de temperatura. La temperatura de enfriamiento depende del estabilizante empleado.

8. Envasado

La mantequilla de man se empaca en recipientes plsticos o de vidrio. Los recipientes de vidrio son ms duros y pueden causar problemas al retirar el producto pero presentan buenas caractersticas de sellado y no permiten el paso del oxgeno. La vida til de la mantequilla de man en un frasco de vidrio es de aproximadamente 2 aos.

Los recipientes de plstico son ms elsticos y facilitan la obtencin del producto, pero pueden tener entrada de oxgeno. La vida til de la mantequilla de man en un frasco plstico es de aproximadamente 1 ao.


(Geankoplis, 1998; Danisco, 2001; Woodroof, 1983).

2.2.3 Operaciones de control en la elaboracin de la mantequilla de man

Como en cualquier proceso productivo, la elaboracin de la mantequilla de man requiere una adecuada coordinacin y control de todas las etapas que intervienen en este, sin embargo se consideran puntos crticos de control fsico las operaciones de tostin, enfriamiento, molienda y mezcla.

1. Tostado y fredo

El tostado del man en seco y en aceite puede realizarse en un proceso por baches o continuo. La operacin por baches se considera superior para muchos productores, debido a que generalmente la mantequilla se elabora a partir de una mezcla de variedades de man que presentan diferente contenido de humedad y requiere distintas condiciones de proceso las cuales se obtienen ms facilmente de esta forma. La humedad del man es definitiva en esta etapa puesto que entre ms alta sea necesitar mas tiempo para adquirir el color deseado.

La fritura o tostado en aceite del man se realiza con aceite a una temperatura aproximada de 180C durante 3 a 10 minutos dependiendo de la relacin aceite man a la cual se este trabajando y de las caractersticas de calidad deseadas. El aceite debe ser constantemente monitoreado, requiere filtraciones frecuentes, neutralizacin y cambio peridico del mismo con el fin de asegurar la calidad. Se prefiere emplear el aceite de coco, pero el de man y algodn tambin son frecuente empleados.

A pesar de las ventajas del tostado en baches, actualmente es ms empleada la operacin en continuo, debido a que reduce los costos de mano de obra, seguro y disminuye las prdidas de tiempo y producto.

La operacin de fritura de alimentos constituye un proceso de deshidratacin parcial y localizado en la parte externa del producto transformndola progresivamente en una corteza dura. Las temperaturas superficiales que se alcanzan (generalmente en exceso de 150C) permiten escaldar los alimentos con lo que se consigue inactivar enzimas, reducir el aire intercelular y destruir ciertos organismos, incluyendo patgenos. El aceite penetra en las capas superficiales del trozo, donde es retenido por diversos mecanismos y pasa a constituir parte del producto. Los alimentos fritos tienen buen sabor, excelente sensacin de palatabilidad en la boca y una textura apetecible (Dagerskog 1984).

2. Enfriamiento

El mtodo ms comn de enfriamiento se desarrolla por medio del uso de aire a temperatura ambiente y de mtodos mecnicos que permiten que ste circule a travs del grano.


El diseo del equipo varia segn la densidad y temperatura del grano, rapidez de la operacin y cantidad de calor a extraer, y normalmente se prefiere emplear un sistema de movilidad que permita al aire envolver al grano en su totalidad.

Lo ms comn en la industria es emplear ventiladores para el movimiento del aire, los cuales pueden ser centrfugos o de flujo axial. En los ventiladores axiales el movimiento del aire es paralelo al eje de rotac in y en los centrfugos dicho movimiento es perpendicular al eje del ventilador.

3. Molienda

En la molienda los slidos se reducen de tamao mediante diversos mtodos dependiendo de la fuerza que se aplique en cada uno, pudindose encontrar equipos que funcionen por abrasin, friccin o corte (entre dos superficies), impacto (con una superficie slida) y compresin (prensando). Estas fuerzas de alguna manera siempre estn presentes, pero se enfatiza el uso de una de ellas en detrimento de las otras dos, segn el tipo de molino. No todos los granos se muelen de la misma manera. Algunos equipos resultan ms efectivos para ciertas clases de grano.

4. Mezclado

El mezclado o agitacin es forzar un fluido por medios mecnicos para que adquiera un movimiento circulatorio en el interior de un recipiente. El mezclado implica partir de fases individuales y lograr que las fases se distribuyan al azar entre s.

Generalmente los lquidos y productos viscosos se agitan en un recipiente cilndrico cerrado o abierto, y un motor elctrico impulsa al propulsor agitador, que esta montado en un eje. Existen diferentes tipos de agitadores que en combinacin con la velocidad de rotacin del motor se emplean para mezclar una gran cantidad de sustancias. (Geankoplis, 1998; Holman, 1998).

2.3 ESTABILIDAD

Considerando que la estabilidad de un sistema es la propiedad de mantener un particular estado o condicin sin generar cambios espontneos ni reaccionar con otros sistemas o compuestos (Lapides, 1974). Los alimentos se consideran sistemas biolgicos inestables debido a su capacidad de reaccionar ante las diferentes condiciones de almacenamiento en las que se encuentren, generando cambios fsicos, qumicos y/o microbiolgicos que afectan su estructura y por consiguiente su estabilidad.

Es por esta razn que para la industria alimentaria es importante mantener la estabilidad de los alimentos con el fin de minimizar o evitar el desarrollo de las reacciones que pueden ocasionar daos irreversibles sobre los alimentos.


Generalmente, las condiciones ambientales, en las que se encuentran los alimentos como humedad, temperatura y luz, son las iniciadoras y/o catalizadoras de las reacciones de degradacin, las cuales alteran la estructura interna del alimento causando daos que se reflejan en caractersticas fsicas y qumicas de este (Color, apariencia, sabor, textura, contenido de humedad, acidez, etc.)

Sin embargo, hay que tener en cuenta que cada alimento tiene una composicin diferente y dependiendo de esta su estabilidad se ver ms o menos influenciada y se reflejar sobre distintas caractersticas.

Muchos alimentos son emulsiones que generalmente se describen como sistemas formados de dos fases inmiscibles dispersas una en otra en forma de pequeas gotas. La fase constituida por pequeas gotas se denomina fase interna o dispersa y la matriz en la que estn disueltas se llama fase externa o continua. De acuerdo a la proporcin en la que se encuentren estas fases dentro de la emulsin es posible clasificar las emulsiones en emulsin de aceite en agua (O/W) cuando la fase continua es el agua y emulsin de agua en aceite (W/O) cuando la fase continua es el aceite (Berlitz, 1997).

La formacin de pequeas gotitas dispersas est asociada a un incremento del rea interfacial entre las dos fases, valor que aumenta exponencialmente a medida que disminuye el dimetro de la gota.

Debido a la gran cantidad de energa libre positiva existente en la interfase, las emulsiones son termodinmicamente inestables por lo que tienden a desestabilizarse por uno o ms de los tres mecanismos siguientes (Fennema, 1993):

La formacin de sedimentacin, debida a la diferencia de densidades entre las dos fases.

La floculacin, debida a una diferencia en la carga electrosttica esto se debe a las fuerzas de Van der Waals y las fuerzas de repulsin electrosttica; si las fuerzas de repulsin exceden a las de atraccin existe una barrera de energa que se opone a la colisin; cuando la magnitud de esta barrera de energa es mayor a la energa cintica de las partculas, el sistema es estable.

La coalescencia es la ms comn; es el agrupamiento de las gotas y la reduccin del rea interfacial.

Para obtener emulsiones estables debe contrarrestarse la tendencia espontnea a minimizar el rea interfacial a travs de la coalescencia.

2.3.1 Estabilizantes

Para que este fenmeno de separacin no tenga lugar, y la emulsin se mantenga estable durante un perodo muy largo de tiempo se utilizan una serie de substancias conocidas como emulsionantes, que se sitan en la capa lmite entre las gotitas y la fase homognea. Las propiedades de cada agente emulsionante son diferentes, y en general las mezclas se comportan mejor que los componentes individuales.


Los emulsificantes contribuyen a estabilizar fsicamente la emulsin debido a que estn compuestos por una parte lipfila o hidrfoba que se disuelve bien en la fase no acuosa y otra parte polar o hidrfila que se disuelve bien en agua. La parte hidrfoba es, en general, una larga cadena alqulica y la parte hidrfila contiene grupos disociables o tambin grupos hidroxilo o poliglicolter (Charles, 1989).

Entre los mtodos existentes para seleccionar el emulsificante se encuentra el sistema BHL (Balance hidrfilo lipfilo) el cual indica numricamente la fortaleza o la efec tividad de los grupos hidrfilos y lipfilos de los emulgentes (Fennema, 1993). Segn esto se han clasificado, los emulsificantes de acuerdo a la accin que ejercen en la emulsin como se describe en la tabla 2.1.

Tabla 2.1. Valores BHL relacionados con su aplicacin tecnolgica.

Intervalo de BHL Aplicacin

3 - 6 Emulsiones W/O

7 - 9 Humectantes

8 - 18 Emulsiones O/W

15 - 18 Estabilizacin de turbidez

Normalmente el emulsificante es adicionado con una de las dos fases antes de ser mezclados, pero puede ser mezclado al tiempo con las dos fases. En esta primera etapa, la fase dispersa se distribuye en pequeas gotas dentro de la fase continua.

Un emulsificante ayuda en la formacin de una emulsin al disminuir la tensin superficial de un lquido ms que la del otro y evitar la coalescencia de las gotas del otro lquido (Berlitz, 1993).

En el caso de la mantequilla de man, la misin del emulsificante es recubrir las gotas de aceite a travs de enlaces hidrfobos, de tal forma que disminuya la tensin superficial y dificulte la movilidad de las mismas. La cabeza polar de la molcula del emulsificante se estabiliza con la cabeza polar de la protena y disminuye la energa cintica de la emulsin.

Independientemente del tipo de accin del emulsificante y de la forma de desestabilizacin del sistema, se debe detener el agrupamiento de las partculas para que estas se mantengan emulsificadas.


2.4 PROPIEDADES FISICOQUMICAS

2.4.1 Propiedades reolgicas

Todos los alimentos presentan caractersticas y comportamientos diferentes en funcin a su composicin y estructura; que en conjunto con la falta de instrumentos adecuados han dificultado su estudio. Sin embargo, a travs de los aos las ciencias alimentarias han progresado volvindose ms especficas y tecnificadas.

La reologa es la ciencia que estudia la deformacin y el flujo de los cuerpos cuando se someten a la accin de una fuerza externa. Normalmente se denominan lquidos a aquellos materiales que no tienen forma definida y fluyen cuando se les aplica una fuerza. La denominacin de slido se aplica a aquellos materiales o alimentos, que mantienen su forma bajo la aplicacin de una fuerza (Alvarado, 2001; Parada, 1997).

El principio bsico de la teora de los slidos es la ley de Hooke que define el slido ideal como aquel que se deforma instantneamente y proporcionalmente a la magnitud de la fuerza aplicada y se recupera tambin instantneamente al retirar la fuerza.

El fluido ideal es aquel en el cual existe una relacin lineal entre la fuerza de cizalla y el gradiente de cizalla, siguiendo las leyes de los lquidos Newtonianos. Estos siguen la ley de potencia: (Lewis, 1993)

gt *k= (2.1) en donde t es la fuerza de cizalla, K es el ndice de consistencia y g es el gradiente de cizalla representado tambin como dy

dv .

El slido y fluido ideales carecen de estructura (puesto que no hay tomos), ambos son istropos (muestran las mismas propiedades en todas las direcciones) y ambos siguen con exactitud sus leyes respectivas (Lewis, 1993).

Entre el slido y el fluido ideales existe una regin intermedia en la cual algunos materiales bajo ciertas condiciones se comportan como slidos y en otras se comportan como fluidos (en iguales condiciones de presin y temperatura), lo nico que varia es el tiempo en el cual ocurre el proceso. Dichos materiales se clasifican como viscoelsticos (Parada, 1997).

Las propiedades reolgicas de los alimentos fluidos se cuantifican mediante parmetros que son necesarios para solucionar problemas que se presentan en varios aspectos relacionados con la obtencin de un producto alimenticio como son: control de calidad, evaluacin de la aceptacin por el consumidor, evaluacin de la textura, diseo de procesos y control, determinacin de la estructura del alimento, incluyendo cambios fisicoqumicos que ocurren durante el proceso de elaboracin y almacenamiento.


2.4.1.1 Textura

La textura de los alimentos es uno de los atributos primarios que conforman su calidad sensorial. Su definicin no es sencilla porque es el resultado de la accin de estmulos de distinta naturaleza. Conjunto de propiedades reolgicas y de estructura (geomtricas y de superficie) de un producto perceptibles por los mecano receptores, los receptores tctiles y en ciertos casos, por los visuales y auditivos (Parada, 1997).

Un atributo de la textura es la manifestacin de una combinacin de propiedades fsicas y qumicas, que incluyen forma, tamao, nmero, naturaleza y disposic in de los elementos estructurales constituyentes. Son a menudo un reflejo de la estructura del producto, y de este modo, la estructura de un producto puede a menudo conducir a una mejor compresin de sus propiedades fsicas y, en ltimo trmino, de sus caractersticas texturales.

Los instrumentos empleados para medir la textura de los alimentos, fueron clasificados por Scout Blair en tres grandes grupos: fundamentales, empricos e imitativos. Los primeros son los que miden propiedades reolgicas fundamentales. Los empricos son los que miden variables, generalmente no muy bien definidas, pero que estn relacionados con alguno de los atributos mecnicos. Los imitativos son aquellos en los que la medida se realiza en condiciones similares a las que van a ac tuar durante el consumo del alimento (Parada, 1997).

Dentro de la industria alimentaria, los instrumentos ms empleados son los penetrmetros que se encuentran dentro de los mtodos empricos. Estos instrumentos incluyen varios de los instrumentos ms usados para medir una caracterstica mecnica relacionada con la firmeza, dureza o rigidez de diferentes productos. Estn basados en la medida de resistencia que opone un alimento a que una pieza determinada penetre en l. Sobre este principio se han desarrollado distintos tipos que difieren principalmente en: 1) la geometra de la pieza que se introduce en el alimento, que generalmente es cilndrica o cnica; 2) el sistema por el que la pieza se introduce en el alimento, que puede ser aplicando un peso constante o variable o aplicando una fuerza a una velocidad constante y 3) las dimensiones de la variable que miden, que pueden ser las de una fuerza, una distancia o un tiempo (Lewis, 1993).

Uno de los penetrmetros ms populares es el empleado para frutas. Consta de un punzn cilndrico que se introduce en la fruta hasta una distancia determinada mediante la aplicacin de una fuerza a velocidad constante. Se registra un valor de fuerza mxima que esta relacionado con la firmeza del alimento. La magnitud de la fuerza registrada no slo depende de esta firmeza sino tambin, de las dimensiones del punzn, de la distancia de penetracin y de la velocidad con que se aplica la fuerza.


2.4.1.2 Viscosidad

Los lquidos y los gases son fluidos, no se deforman elsticamente ya que fluyen cuando se someten a un esfuerzo de cizallamiento, es decir la sustancia no se puede sostener en equilibrio a un esfuerzo cortante (Lewis, 1997). Generalmente se necesita un esfuerzo de deformacin para mantener un flujo constante de una capa de fluido con relacin a otra, y la magnitud del esfuerzo de deformacin, esfuerzo de cizallamiento o tangencial es una medida de la viscosidad del fluido (Alvarado, 2001).

Debido a que entre los alimentos y en general entre los materiales biolgicos, no hay ninguno que pueda considerarse como slido o fluido puro, la mayora de estos materiales se consideran fluidos viscoelsticos que siguen la ley de potencia. Por esta razn, los fluidos se han clasificado como fluidos newtonianos y fluidos no newtonianos.

La mayora de los fluidos son no newtonianos, es decir, hay una relacin no lineal entre la fuerza de cizalla y el gradiente de cizalla; en donde la viscosidad y la accin cizallante dependen de una serie de factores como son la naturaleza de la fases continua y dispersa, las interacciones partcula partcula y partcula solvente y la concentracin de partculas, forma, tamao y composicin qumica (Lewis, 1993).

Dentro de los fluidos no newtonianos existen fluidos dependientes e independientes del tiempo, siendo los ms comunes estos ltimos que a su vez se subdividen en fluidos pseudoplsticos, dilatantes, plsticos de Bingham y fluidos del tipo Herschel - Bulkley los cuales siguen el comportamiento mostrado en la figura 2.1.

Figura 2.1. Reograma de fluidos tpicos en la industria de alimentos.

La ecuacin que rige el comportamiento de los fluidos viscosos se denomina ley de potencia, en la que la viscosidad aparente es igual a la relacin lineal entre la fuerza de cizalla y el gradiente de cizalla. Esta ecuacin se emplea para modelar los fluidos newtonianos y los fluidos no newtonianos se ajustan a esta ecuacin como se muestra en la tabla 2.2.


Tabla 2.2. Modelos matemticos y empricos para fluidos independientes del tiempo (Alvarado, 2001).

Modelo Ecuacin Comentarios.

Newtoniano gt k=

Fluidos pseudoplsticos y dilatantes

nkgt = (2.2)

n representa el ndice de comportamiento del fluido. Fluidos pseudoplsticos, n1.

Plstico de Bingham 0tgt += k (2.3)

Herschel - Bulkley. 0tgt +=nk (2.4) n


2.4.2 Deterioro

El deterioro de los lpidos se conoce como rancidez y esta dividido en dos grupos: liplisis o rancidez hidroltica, deterioro que conduce a la liberacin de cidos grasos y autooxidacin en la que reaccionan los cidos grasos con el oxgeno.

2.4.2.1 Liplisis

Este proceso consiste en la liberacin de cidos grasos de los triacilglicridos y de los fosfolpidos catalizado por enzimas lipolticas llamadas lipasas y en ciertas condiciones por las altas temperaturas. La lipasa acta sobre los enlaces ster, de tal forma que los hidroliza y genera cidos grasos libres, que incrementan la acidez del sistema. En el caso de los aceites vegetales los c idos grasos liberados por la lipasa son de mas de 14 tomos de carbono, poco voltiles y por tanto no se perciben con el olfato; su presencia se puede advertir mediante el ndice de acidez.

A diferencia de otras reacciones enzimticas la liplisis se puede llevar a cabo en condiciones de actividad acuosa muy baja; esto se debe a que, si los triacilglicridos estn en estado lquido, tienen una gran movilidad y pueden consecuentemente favorecer el contacto con la lipasa y provocar la reaccin.

La hidrlisis de los triacilglicridos no solo se efecta por accin enzimtica; tambin la provocan las altas temperaturas en presencia de agua, como ocurre durante el fredo de los alimentos (Badui, 1984).

2.4.2.2 Autooxidacin

Principalmente es la oxidacin de los cidos grasos en sus dobles ligaduras y recibe el nombre de autooxidacin debido a que se generan compuestos que mantienen y aceleran la reaccin.

Debido a que los fosfolpidos contienen una concentracin alta de cidos grasos poliinsaturados, la oxidacin de los lpidos se inicia generalmente en esta fraccin (cuando est presente); debido a que son mas susceptibles que los triacilglicridos.

Aunque se necesita una energa baja para iniciar esta reaccin, generalmente se requieren catalizadores que la inicien (enzimas lipoxigenasas), ya que el oxigeno en su estado normal de triplete (sus dos electrones mas externos tienen un spin igual) es muy poco electrfilo y por si solo no acta sobre los dobles enlaces; sin embargo, cuando los spin son diferentes se presenta una fuerte repulsin entre ellos, el tomo de oxgeno se encuentra en un estado excitado y se vuelve muy electrfilo, a esta configuracin electrnica se le llama singulete y es lo suficientemente reactiva como para unirse


directamente a los cidos grasos y oxidarlos, lo cual se facilita porque estos ltimos tambin estn como singuletes (Berlitz, 1997).

Para disminuir la oxidacin de los lpidos se emplean antioxidantes, que son sustancias capaces de evitar o reducir la intensidad de las reacciones de oxidacin.

Los antioxidantes pueden actuar por medio de diferentes mecanismos:

Deteniendo la reaccin en cadena de oxidacin de las grasas.

Eliminando el oxgeno atrapado o disuelto en el producto, o el presente en el espacio que queda sin llenar en los envases (espacio de cabeza).

Eliminando las trazas de ciertos metales, como el cobre o el hierro, que facilitan la oxidacin.

Los antioxidantes que actan por los dos primeros mecanismos son los propiamente dichos, mientras que los que actan de la tercera forma se agrupan en la denominacin de sinrgicos de antioxidantes o de agentes quelantes. Los antioxidantes frenan la reaccin de oxidacin, pero a costa de destruirse ellos mismos. El resultado es que la utilizacin de antioxidantes retrasa la alteracin oxidativa del alimento, pero no la evita de una forma definitiva (Berlitz, 1997). El cido ascrbico (Vitamina C) se utiliza principalmente para eliminar el oxgeno del espacio de cabeza.

2.4.3 Color

El aspecto visual de los alimentos es una serie de caractersticas fsicas que incluyen el color, transparencia y turbiedad entre otros, y que en conjunto muestran un panorama de la calidad del producto; razn por la que el color se puede utilizar como ndice de las transformaciones naturales o de cambios ocurridos en el proceso industrial de la mantequilla de man, o simplemente puede ser un estmulo visual que afecte la sensacin del gusto en el consumidor.

En trminos tcnicos, el color es un haz de radiaciones luminosas con una distribucin espectral. Los alimentos transparentes transforman la luz que les llega transmitida a travs de sus cuerpos y los alimentos opacos la reflejan. Esta transformacin de la luz emitida incide en la retina del ojo y es la que finalmente conlleva a la evaluacin visual del producto.

La medida del color de los alimentos se puede analizar dentro de tres relaciones: La primera explica la relacin entre el color y la radiacin, la segunda habla de la relacin entre el color emitido y la sensacin del color observado, y finalmente se encuentra una relacin entre el color emitido y el producto que recibe el haz de luz.

El concepto de color radiacin, explica cual es la relacin entre la luz emitida y el color observado. El haz de luz o espectro captado por el ojo, es una radiacin electromagntica con longitudes de onda que oscilan entre los 380 y los 770 nm, se origina de la liberacin de procesos trmicos o por excitacin de algunos tomos o molculas. Cuando el producto recibe el haz de luz lo transforma y lo refleja o lo deja


atravesar dependiendo de si es opaco o transparente. El espectro de luz vara dependiendo de la fuente y es el que permite observar la caracterstica de color.

El segundo concepto hace referencia a la percepcin individual que tiene cada ser humano del espectro visual que recibe. Existen dos tipos de receptores visuales en la retina, los conos y los bastones. Su percepcin visual es diferente y esta influenciada por la intensidad de la luz. Estas caractersticas fsicas han sido comparadas entre los seres humanos y se ha comprobado cientficamente que en general todos percibimos los colores de la misma manera y generamos definiciones visuales muy similares o iguales.

El ltimo concepto hace referencia a la capacidad de algunos alimentos o materiales como la mantequilla de man de transformar la luz que recibe. Esto esta directamente relacionado con el tipo de fuente luminosa y con su composicin qumica y estructural. El color objeto se puede medir y definir espectrofotomtricamente independientemente de las caractersticas del iluminante y de la capacidad de percepcin del ojo humano. Con el espectrofotmetro es posible realizar una medicin de la luz difusa, que es la que se transforma en el producto y se difunde en todas las direcciones. La luz que reflecta sobre el producto con un ngulo de 90 y que no sufre ninguna transformacin se conoce como brillo y depende de la fuente luminaria (Alvarado, 2001; Parada, 1997).

2.4.3.1 Medida del color -Sistema CIE

Se fundamenta en funcin a la curva de distribucin espectral y a la temperatura del color. La muestra se ilumina con un ngulo de 45 y con una ubicacin del observador de 45.7cm de distancia respecto a la muestra. Este sistema estableci que la mayora de los colores pueden ser imitados por la mezcla aditiva de las cantidades apropiadas de luz de los tres colores primarios: rojo (R), verde (G) y azul (B) (Figura 2.2.a).

En 1931 la CIE (Commission Internationale de leclairage) decidi utilizar la naturaleza algebraica de las ecuaciones de igualacin de colores y convertir el significado de los valores R, G y B obtenidos a tres valores triestmulos primarios dados en coordenadas X, Y, Z. Adicionalmente estos valores fueron seleccionados de tal manera que la brillantez o luminosidad de un estmulo fuera nicamente representado por el valor de Y. Entre las modificaciones de este sistema se encuentran el sistema Hunter (L, a, b) y el sistema internacional CIELAB. (Alvarado, 2001; Parada, 1997).

2.4.3.2 Medida del color - Sistema Hunter

La medida del color se hace sobre un plano cartesiano. Un eje perpendicular al plano llamado L representa la luminosidad; un eje del plano est formado por el verde -a y rojo a, mientras que el otro est formado por el amarillo b y el azul -b(Figura 2.2.b).


El sistema utilizado mide la cantidad de luz transmitida o reflejada con relacin a un blanco patrn. Para la medida del color se trabaja slo dentro del intervalo visible (380 750nm). El sistema cuenta con una fuente de luz blanca que pasa a travs de un prisma o una red de difraccin para producir un espectro, del que pueden aislarse diferentes porciones mediante una rejilla o una red de difraccin. La luz monocromtica (Luz que ha sido seleccionada con una o mas longitudes de onda ordenadamente) resultante pasa a travs de la muestra dando lecturas de transmisin o se refleja en la muestra dando lecturas de reflexin. La luz procedente de la muestra en estudio es recogida por un fotodetector y transformada en lecturas de transmisin o reflexin para cada longitud de onda. El espectro de reflexin proporciona el porcentaje de luz reflejada dentro del campo visible con relacin al blanco y lo proyecta sobre el plano cartesiano (Alvarado, 2001; Parada, 1997).

2.4.3.3 Medida de color Sistema CIELAB

Este sistema se fundamenta en los anteriores, pero est dado por ecuaciones empricas basadas en un sistema cromtico mediante coordenadas cilndricas de cromaticidad (C), tonalidad (h) y las coordenadas rectangulares L*, a* y b* (Figura 2.2.c) (Alvarado, 2001; Parada, 1997).

(a) (b)


(c)

Figura 2.2. (a) Sistema CIE con puntos a, b, c correspondientes a D65. (b) Sistema HUNTER. (c) Sistema CIELAB. (Alvarado y Aguilera 2001).

2.4.4 Actividad de agua

El agua es un componente mayoritario en la mayora de los alimentos, donde contribuye en forma determinante a caractersticas como textura, apariencia, sabor, etc. Igualmente, el agua es un factor importante en el deterioro de los alimentos por el papel que desempea en diferentes reacciones qumicas y enzimticas as como en el desarrollo microbiano (Fennema, 1993).

Es comn pensar que la mayor estabilidad de productos naturales est asociada con contenidos de humedad mnimos. Aunque esto puede ser cierto para una gran cantidad de productos, en muchos otros se ha observado que hay un intervalo ptimo de humedad no necesariamente asociado con niveles mnimos (Rockland y Nishi, 1980).

En general el contenido de humedad de un alimento se refiere a toda el agua en forma global, pero hay que considerar que en la mayora de los productos existen zonas o regiones microscpicas que debido a una alta acumulacin de lpidos no permiten su presencia y la obligan a distribuirse en forma heterognea. Esta distribucin conlleva a ampliar los trminos de agua ligada y agua libre en donde se considera que la primera es una porcin que no congela en las condiciones normales de congelamiento a -20C, mientras que la segunda es la que se volatiliza fcilmente, se pierde en el calentamiento se congela primero y es la responsable de la actividad acuosa.

El agua considerada como libre en un alimento es la responsable de las propiedades reolgicas y en gran medida de las reacciones qumicas, enzimticas y microbiolgicas que inducen el deterioro de un producto.


Aunque el contenido de humedad de un alimento puede ser un factor indicativo de su propensin al deterioro, tambin se ha observado que diferentes alimentos con el mismo contenido de humedad pueden ser muy diferentes en su estabilidad. El contenido de humedad es insuficiente para indicar la perecibilidad de un alimento al no tomar en cuenta las interacciones del agua con otros compuestos del mismo. Por esto Scott (1957) introduce el concepto de actividad de agua (aw ). Este trmino ha resultado muy adecuado para indicar la estabilidad de un producto y toma en cuenta la interaccin del agua con otros constituyentes del alimento en condiciones de equilibrio termodinmico.

La actividad acuosa es una propiedad intrnseca y se relaciona con el contenido de humedad por medio de las isotermas de sorcin y desorcin. Si un producto se somete a atmsferas de humedad relativa elevadas o superiores a su humedad interna se observar una transferencia de masa del gas al slido hasta llegar a un equilibrio; este experimento a diferentes humedades generan la isoterma de sorcin.

La isoterma de sorcin o representacin grfica que interrelaciona el contenido de agua en base seca de un alimento con su actividad de agua a una temperatura constante, da informacin til en los procesos de concentracin y deshidratacin, porque la facilidad o dificultad para eliminar el agua est relacionada con la actividad de agua; adems ayuda a evaluar la estabilidad de los alimentos.

Las isotermas de sorcin para alimentos de bajo contenido de humedad proporcionan informacin importante que puede emplearse para predecir la vida til de un alimento, o usarse directamente para evaluar el efecto del contenido de agua sobre la estabilidad. Sin embargo, la relacin entre las propiedades mecnicas, contenido de agua y temperatura de una alimento proporciona una mejor informacin acerca de la estabilidad, por lo cual existe un nuevo concepto basado en los cambios de fase y que tiene en cuenta las modificaciones de las caractersticas fsicas de los alimentos cuando sus componentes hidrfilos entran en contacto con el agua, que es ms adecuado para predecir la vida til de un alimento (Fennema, 1993). Este estado fsico de los alimentos depende de la composicin, la temperatura y el tiempo de almacenamiento y es medido a partir de un termograma en el que la temperatura Tg es la magnitud caracterstica para la transicin de fases vtreo gomoso (plstico). El valor de esta temperatura es importante para la estabilidad de un alimento debido a que tanto la velocidad de reacciones qumicas y enzimticas como de los procesos fsicos tiende a cero cuando se almacena a su temperatura de cambio de fase Tg.

Puesto que la medida de los valores de Tg requiere instrumentos especializados, algunas veces resulta til averiguar el valor de la monocapa de un alimento ya que aunque no suministra la misma informacin, proporciona una buena estimacin inicial del contenido de agua que imparte la mxima estabilidad a un producto seco y ayuda a dar una mayor idea de las fases del alimento, resultando de considerable importancia prctica. La determinacin de este valor puede hacerse si se conocen los datos acerca del extremo de baja humedad de la isoterma de sorcin, al graficar aw / m (1 - aw ) contra aw y ajustarla a la ecuacin de BET.


aw = 1 + C 1 aw (2.6)

m (1 - aw ) m1 C m1 C

m1 = 1 (2.7)

Interseccin de y + pendiente

Donde aw es la actividad de agua, m el contenido de agua (g H2O por g de materia seca), m1 es el valor de la monocapa y C es una constante (Berlitz, 1997).

2.4.5 Transferencia de calor en estado no estacionario o transitorio

Existen procesos en los cuales la temperatura de cualquier punto del sistema cambia con el tiempo, es decir, se lleva a cabo una transferencia de calor en estado no estacionario o transitorio.

Antes de que un proceso llegue a tener condiciones en estado estacionario, debe ocurrir cierto tiempo despus de iniciarse la transferencia de calor, para permitir que desaparezcan las condiciones de estado no estacionario.

La transferencia de calor en estado no estacionario es importante debido al gran nmero de problemas de calentamiento y enfriamiento que existen en la industria. En el procesamiento de alimentos, como en la industria de las conservas, los alimentos procesados enlatados se calientan por inmersin en baos de vapor o se enfran sumergindolos en agua fra. En la industria del papel los troncos de madera se sumergen en baos de vapor antes de procesarlos. En la mayora de estos sistemas, el material se sumerge repentinamente en un fluido que est a una temperatura ms alta o ms baja.

Estos procesos se pueden estudiar considerando un slido que tiene una conductividad trmica muy alta o una resistencia interna a la conduccin muy baja, en comparacin con la resistencia de la superficie externa, donde se presenta una transferencia por conveccin del fluido externo a la superficie del slido.

En un sistema de calentamiento por inmersin, se supone el coeficiente de transferencia de calor h, no vara con el tiempo; de modo que al generar un balance de calor con respecto al objeto sumergido para un intervalo de tiempo pequeo, la transferencia de calor del bao al objeto debe ser igual a la variacin de energa interna del propio objeto (Geankoplis, 1998).

25

CAPTULO 3

MATERIALES Y MTODOS

En este captulo se describen el diseo experimental, las materias primas, tratamientos, equipos y mtodos empleados para realizar evaluaciones fsicas y qumicas de materia prima y producto terminado.

3.1 DISEO EXPERIMENTAL

Esta seccin presenta las condiciones bajo las cuales fue desarrollada la experimentacin con la cual se busca obtener un anlisis estadstico que permita evaluar los resultados de las diferentes muestras.

3.1.1 Experimentacin

Se realiz un diseo experimental especfico de acuerdo a la etapa del proyecto a ejecutar, con el fin de obtener resultados acorde con el proceso. Sin embargo, se decidi trabajar la mayora de las pruebas con 3 rplicas y 3 muestras para obtener un nmero tal de datos que permita hacer una inferencia estadstica. Aun cuando se sabe que el nmero ptimo de rplicas es cuatro, por razones de costo se redujeron a tres. Las diferencias en el nmero de replicas y muestras de algunos tratamientos se explica en la descripcin de la experimentacion de cada etapa.

Nmero de etapas desarrolladas: 4 Planteamiento del diseo de las operaciones de fritura y enfriamiento, establecimiento de la escala de color para el man, seleccin del estabilizante y la dosificacin ms adecuados y evaluacin durante el periodo de anaquel de la mejor mantequilla

Captulo 3. Mtodos y Materiales 26

3.1.1.1 Etapa 1: Establecimiento de la escala de color para el man

Eleccin del tiempo y grado de fritura del mani de acuerdo con el color

Diseo simple con 5 grados de fritura (Crudo, semicrudo, intermedio, ptimo, quemado), 2 rplicas, 10 muestras por rplica. Diseo completamente al azar man frito con variable de color antes y despus de la operacin de enfriamiento. La evaluacin consiste en analizar el color del man al finalizar la operacin de freido y una vez alcanzada la temperatura ambiente.

3.1.1.2 Etapa 2: Planteamiento del diseo de las operaciones de fritura y enfriamiento

Comparacin del cambio del color del man a temperatura constante

Diseo simple con 1 grado de fritura (ptimo), 2 rplicas, 10 muestras por rplica. Diseo completamente al azar. Man frito con variable de color evaluado antes y despues de someterlo a una temperatura constante de 80C durante 30 minutos para determinar si se oscurece durante este tiempo.

3.1.1.3 Etapa 3: Seleccin del estabilizante y la dosificacin ms adecuados

Evaluacin de textura y estabilidad con diferentes emulsificantes y dosis

Factorial de 2 x 4 con 3 rplicas, 3 muestras por rplica. Diseo completamente al azar. Factor A (Emulsificantes) Monoestearato de glicerilo E1 y Monoestearato de sorbitn E2, factor B (Dosis) 0%, 0.7%, 0.85% y 1.0%.

Evaluacin de la viscosidad aparente con diferentes emulsificantes y dosis

Factorial de 2 x 4 x 5 con 3 rplicas, 3 muestras por rplica. Diseo completamente al azar. Los factores A y B son los mismos del experimento anterior y el factor C (Velocidad de corte de la aguja del viscosmetro) 12, 20, 50, 60 y 100 RPM.

3.1.1.4 Etapa 4: Evaluacin durante el periodo de anaquel de la mejor mantequilla

Evaluacin de deterioro y textura en el tiempo a condiciones de luz y oscuridad

Factorial de 2 x 6 con 3 rplicas, 3 muestras por rplica. Diseo completamente al azar. Factor A (Condiciones atmosfricas) Luz y oscuridad, factor B (Das) 0, 7, 14, 20,26 y 32 das


Evaluacin de deterioro y textura en el tiempo con diferentes temperaturas

Este diseo es igual al anterior pero con factor A (Temperaturas) 7C, 25C y 37C.

Anlisis de la viscosidad aparente al final del periodo de anaquel a condiciones de luz, oscuridad y temperatura

Factorial de 5 x 6 x 5 con 3 rplicas, 2 muestras por rplica. Diseo completamente al azar. Factor A (Condiciones atmosfricas) Luz, oscuridad, 7C, 25C y 37C, factor B (Das) 0, 7, 14, 20, 26 y 32 das y el factor C (Velocidad de corte de la aguja del viscosmetro) 12, 20, 50, 60 y 100 RPM.

Isoterma de adsorcin de la mantequilla de man

Sobre una muestra de mantequilla de man se determin la isoterma de sorcin empleando el mtodo piezosttico con sales de ambientes controlados a humedades relativas de 11, 23, 33, 55, 65, 75 y 100%.

3.1.2 Anlisis de varianza

Para desarrollar el analsis estadstico de los datos se escogi un modelo similar al de bloques aleatorios. Las rplicas en todos los casos son mantequillas elaboradas en diferentes das y las muestras son duplicados o triplicados de la variable a evaluar sobre la misma rplica.

Con el objeto de obtener el grado de significancia de los datos, estos fueron analizados mediante un ANOVA y test de Tukey para las siguientes pruebas y variables:

Etapa 1:

Entre grados de fritura, para los valores de ? E (Diferencia de color entre el man blanco y el man a diferentes grados de fritura. Ecuaciones 3.8 y 3.9) en el momento en que el man se retira de la freidora to, hasta cuando alcanza la temperatura ambiente, t f .

Etapa 2:

Entre los tiempos to y t30 (min) a una temperatura de 80C, para los valores de ? E.

Etapa 3:

Entre tratamientos y dosificaciones, para los valores de fuerza mxima y separacin de aceite.

Entre tratamientos, dosificaciones y velocidades de corte para los valores de viscosidad aparente.

Entre tratamientos, dosificaciones y velocidades de corte para los valores de


esfuerzo de fluencia, ndice de fluidez y de consistencia.

Etapa 4:

Entre tratamientos de luz y oscuridad y tiempo para los valores de fuerza mxima y acidez.

Entre tratamientos de 7, 25 y 37C y tiempo para los valores de fuerza mxima y acidez.

Entre tratamientos de luz y oscuridad, tiempo y velocidades de corte para los valores de viscosidad aparente.

Entre tratamientos de 7, 25 y 37C tiempo y velocidades de corte para los valores de viscosidad aparente.

Entre tratamientos de luz y oscuridad y tiempo para para los valores de esfuerzo de fluencia, ndice de fluidez y de consistencia.

Entre tratamientos de 7, 25 y 37C y tiempo para los valores de esfuerzo de fluencia, ndice de fluidez y de consistencia.

3.2 MATERIAS PRIMAS

3.2.1 Monoestearato de Glicerilo

Es un aditivo ampliamente usado en la industria alimentaria, principalmente en la industria lctea, o productos tales como mantequillas, crnicos, salsas, chocolates, pastas, postres, masa de panificacin, helados, margarinas, mantecas, etc. Evitan el endurecimiento de la miga del pan, disminuyen la separacin de las mantequillas, mejoran la aireacin y el volumen de los pasteles, retardan la prdida de grasa en el chocolate, aumentan la cremosidad de los helados, reducen la salpicadura de las grasas para frer, mantienen estables las emulsiones de los productos crnicos, mantienen la emulsin en los productos lcteos, etc. El valor de BHL para este monoestearato es 2.8 (Ficha tcnica Disproalqumicos, 2002), lo que indica que presenta una mayor afinidad hacia los compuestos hidrfobos.

3.2.2 Monoestearato de Sorbitn

Es un ster de los cidos grasos ms comunes en las grasas alimentarias. Se obtiene por calentamiento del sorbitol con el cido graso correspondiente.

Se utiliza como emulsionante en pastelera, bollera, repostera y fabricacin de galletas. La ingestin diaria admisible es de hasta 25 mg/kg de peso de steres de sorbitan en total. El valor de BHL para este monoestearato es 4.6 (Ficha tcnica


Disproalqumicos, 2002), lo que indica que se asocia ms fcilmente con los compuestos hidrfobos.

3.2.3 Lecitina

Su principal funcin en los alimentos es como emulsionante. La lecitina se obtiene como un subproducto del refinado del aceite de soja

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