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1 Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR POR EL GRADO ACADÉMICO DE BACHILLER EN INGENIERÍA INDUSTRIAL APLICACIÓN DE HARINA DE OKARA COMO SUSTITUTO PARCIAL DE HARINA DE TRIGO EN LA ELABORACIÓN DE PANETONES LIMA 2020 Autor (es): PONCE AQUINO, Víctor Teobaldo - 1624156 URIARTE DAVILA, Jorge Ronald 1627149 Asesor: Rodriguez Carrillo, Sol Angel Alfredo Lima, Perú Noviembre 2020

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Facultad de Ingeniería

Carrera de Ingeniería Industrial

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR POR EL GRADO ACADÉMICO DE

BACHILLER EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

APLICACIÓN DE HARINA DE OKARA COMO SUSTITUTO PARCIAL DE HARINA DE TRIGO EN LA ELABORACIÓN DE PANETONES LIMA 2020

Autor (es):

PONCE AQUINO, Víctor Teobaldo - 1624156 URIARTE DAVILA, Jorge Ronald – 1627149

Asesor:

Rodriguez Carrillo, Sol Angel Alfredo

Lima, Perú

Noviembre 2020

Page 2: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

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INDICE

RESUMEN........................................................................................................................................ 3

1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN.......................................................................................... 4

2. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS ......................................................................... 9

2.1. OBJETIVOS GENERAL ................................................................................................... 9

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS........................................................................................... 10

3. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................... 10

4. MARCO TEORICO ................................................................................................................. 11

4.1. Nacionales ...................................................................................................................... 11

4.2. Internacionales .............................................................................................................. 13

5. REVISION DE LA LITERATURA ........................................................................................... 16

5.1. Variables cuantitativas ................................................................................................. 17

5.2. Variables cualitativas .................................................................................................... 18

5.3. Marco Conceptual ......................................................................................................... 18

6. HIPÓTESIS ............................................................................................................................. 20

6.1. Hipótesis General .......................................................................................................... 20

6.2. Hipótesis específicas .................................................................................................... 20

7. METODOLOGIA DE INVESTIGACION ................................................................................. 21

7.1. Tipo .............................................................................................................................. 21

7.2. Enfoque....................................................................................................................... 21

7.3. Identificación de Variables ....................................................................................... 21

7.3.1. Operacionalización de variables .......................................................................... 21

7.4. Población y muestra ................................................................................................ 23

7.5. Técnicas e Instrumentos de recolección de datos ............................................... 23

8. RESULTADOS ....................................................................................................................... 32

9. CONCLUSIONES ................................................................................................................... 47

10. RECOMENDACIONES: ..................................................................................................... 48

11. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 49

12. ANEXOS ............................................................................................................................. 52

Page 3: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

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RESUMEN

La okara, un residuo industrial generado a partir de la producción de leche de soya. Este

residuo puede transformarse en harina de okara, un producto de mayor valor agregado

que puede utilizarse en la industria de la panificación.

El objetivo principal de esta investigación es determinar la sustitución optima de harina

de trigo por harina de okara, sin alterar el proceso ni las características reológicas en la

elaboración de panetones.

Como parte de la metodología, se evaluaron las siguientes características tecnológicas:

longitud de fibra, porcentaje de humedad, variaciones de altura, variaciones de acidez,

pesos del producto final, variación en los tiempos de batido, acidez y temperatura de

masa.

Los resultados de esta investigación demostraron que la sustitución optima de harina de

okara en los panetones es de 4.2 % obteniendo como resultado características similares

a un patrón (sin sustitución), con un mayor porcentaje de retención de agua el cual ayuda

a extender el tiempo de vida del producto. Además de los resultados obtenidos, se

evidencio que a mayor sustitución hay variaciones tecnológicas de tamaño, formación de

red gluten.

Del proyecto de estudio, se concluye que la harina de okara puede ser aplicada en la

elaboración de panetones con una sustitución optima de 4.2% siendo 8.7% y 13.7%

sustituciones no recomendadas de acuerdos a las pruebas realizadas en la investigación.

Palabras Clave:

Harina, okara, glutenina, gliadina, panetón, fermentación

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1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

Actualmente “la compañía” (la llamaremos así a la empresa donde se realiza el estudio)

procesa 2, 100 TN de grano de soya; representando una producción de 2’ 280, 000 – 2’

400, 000 litros de leche de soya como materia prima en otros procesos y un desperdicio

de 720 TM de okara por mes el cual representa los porcentajes mencionados en la

“Tabla1”

Tabla 1.

Cuadro de Merma

Una característica hoy en día es la sustitución parcial de la harina de trigo por otros tipos

de harinas, la cual se está haciendo más común, debido a las propiedades y beneficios

nutricionales que aportan; entre estas tenemos la harina de centeno, harina de garbanzo,

harina de okara, harina de arroz, harina de tapioca, harina de oca, etc. En tal sentido,

esta investigación se titula “LA APLICACIÓN DE LA HARINA DE OKARA COMO

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5

SUSTITUTO PARCIAL DE LA HARINA DE TRIGO EN LA ELABORACIÓN DE

PANETONES, LIMA 2020 “.

La investigación tiene como principal objetivo utilizar un subproducto industrial, el cual

representa un desperdicio para “la compañía” y evaluar ¿En qué porcentaje se debe

aplicar la harina de okara como sustituto parcial de la harina de trigo en la elaboración de

panetones?

Es fundamental aclarar algunos términos relacionados con el tema de investigación. Uno

de ellos es “okara”:

Aguado (2010,p.1.) define a la okara como un subproducto pulposo el cual resulta del

procesamiento de leche de soja, también es producto nutritivo rico en proteínas, fibra,

carbohidratos, minerales, vitaminas y grasas. Además, se tiene aplicación como alimento

para animales.

Este subproducto, el cual es un excedente en “la compañía” - como dice Aguado, es

utilizado como alimento de animales (ganado generalmente) por su alto contenido en

proteínas.

Otro término a conocer es la harina de trigo:

(Mora & Ruano, 2012, p.7) mencionan que la harina de trigo tiene una de las más

importantes proteínas la cual es gluten cuya propiedad cuando se humedece y se amasa

mecánicamente es la de formar una elástica masa que puede extenderse en varios

sentidos bajo la presión de un gas que va dilatándose y formando burbujas. Además, si

se le expone al calor el suficiente tiempo, el gluten se coagula, formando una estructura

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6

semirrígida. Mencionan también que las harinas fuertes contienen mayor cantidad de

gluten y son del tipo que se extiende más sin romperse.

La harina de trigo aporta como ingrediente el 40% aprox. de la formulación en un panetón;

por lo que es importante conocer las características fisicoquímicas y reológicas para

obtener un producto de calidad.

Tocando el término de panetón se pasa aclarar este término tomando los aportes de Mora

& Ruano (2012, p. 11). Quienes mencionan que al panetón se le conoce como Stollen o

pan de Cristo en Alemania, como pan de Pascua en Chile y propiamente dicho como

Panetón en Italia el cual suele consumirse en las fiestas navideñas, dicho panetón tiene

variantes en sabor según sus ingredientes en la receta, ya que existen muchas formas

de prepararlos.

Según la Norma Técnica Peruana 206.002 (2018), el bizcocho es el producto de

consistencia blanda, de sabor dulce obtenido por amasamiento y cocimiento de masas

fermentadas, preparadas con harina y con uno o más de los siguientes elementos:

levadura, leudantes, leche, féculas, huevos, sal, azúcar, agua potable, mantequilla,

grasas comestibles y otros aditivos permitidos. Se considera comprendido en la definición

de bizcocho el chancay, pan de dulce, pan de pasas y otros similares.

Según el ministerio de actividades de producción (2005): El nombre «panetón» está

reservado para el producto de confitería, masa blanda al horno, obtenida por

fermentación natural a partir de masa agria, con una forma de base redonda con una

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7

corteza superior agrietada y corte de una manera característica, con una estructura suave

alveolada, alargado y aroma típico de levadura de masa madre.

El panetón en el Perú es consumido en el periodo de fiestas navideñas y aunque también

es popular en otros países tiene nombres diferentes tratándose del mismo producto el

cual es materia de investigación en el presente trabajo.

Achiri y Huillca (2011, p. XX). Indican que sus valores nutritivos son altos, puede mejorar

la dieta y complementarse sobre todo de sectores pobres. Y recomiendan la difusión de

este producto todo el año ya que va dirigido más al sector infantil.

El tema que se investiga, es referente al impacto de la okara como residuo industrial. Al

respecto, Ahn, Mateos - Aparicio (citado por Li, 2013) afirman: “Se producen grandes

cantidades de okara con el aumento del consumo de soja, por ejemplo, en China se

producen alrededor de 2,800,000 toneladas de okara de la industria de producción de

tofu cada año” Las enormes cantidades de este subproducto que son producidas

anualmente representan un importante problema de eliminación. Como bien lo

describimos al inicio de la investigación la okara es usada como alimento para animales,

pero la mayoría se quema como desecho ocasionado un gran impacto ambiental:

Aguado (2010, p.5-p.13) menciona que en los Estados Unidos, esta producción de leche

de soya es una industria de $ 482.8 millones. Conjuntamente con sustitutos de carne y

merienda de barras, las producciones de leche de soya representan un 90% de las ventas

de alimentos de soya entre los periodos de 2003 y 2008, Lo que indica un mercado de

rápido crecimiento de okara como natural subproducto en la industria.

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8

Este subproducto llamado okara suele ser descartado causando un impacto importante

ambiental el cual el problema es yace en que es susceptible a la putrefacción debido a

su alto contenido de humedad (≅80%). Dicho subproducto aún contiene muchos

componentes beneficiosos, lo que trae nuestro interés no solo el aporte nutricional en la

presente investigación, sino también importancia ambiental

Campderrós, & Rinaldoni ( 2017, p. 1). Dichos investigadores han hallado el valor

nutricional que aporta la okara la cual es una fuente rica natural de fibra, gran cantidad

de proteína en la dieta, las cuales se puede procesar en formas industriales útiles como

extruidos o polvos pregelatinizados

Esta alternativa de enriquecimiento, nos permite incorporar de manera innovadora y a un

bajo costo componentes nutricionales en beneficio de la salud; lo cual pueden ser muy

provechosos para nuestra población.

Una de las fuentes de alto potencial para el consumo humano es la okara por su buena

calidad nutricional.

Li (2013, p. 960). Menciona que la okara seca contiene 50% aproximadamente de fibra,

25% de proteína, 10% de lípidos e incluyen isoflavonas, lignanos, fitosteroles,

cumestanos, saponinas y fitatos; además es bien sabido que la fibra dietética juega un

papel importante en muchos procesos fisiológicos y en la prevención de enfermedades

de diferente origen.

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9

Este subproducto por lo expuesto anteriormente nos da una visión de la cantidad de

beneficios nutricionales que posee este residuo industrial, el cual dentro de la realidad

empresarial no existe un buen uso o canalización en el área de estudio.

El equipo de investigación considera importante utilizar este recurso (okara) como fuente

nutricional en la elaboración de panetones y poder generar un valor agregado a su uso

dentro de “la compañía”, considerando que la planta de procesamiento de soya está a

unos metros de la planta de panificación:

Según Pinzón & Carbajal (2013, p. 44), los alimentos funcionales pueden ser

provenientes de productos principales o subproductos. Algunos subproductos son

desaprovechados industrialmente, empleándose en nutrición animal, fertilizantes,

sustratos agrícolas y otros fines. El aprovechamiento de los subproductos generados en

la producción de otros alimentos, es una alternativa interesante como es el caso de la

extracción de leche de soya que genera gran cantidad de un residuo denominado okara,

Esta contiene proteínas, isoflavonas, grasa y polisacáridos (fibra alimentaria).

2. OBJETIVOS GENERALES Y ESPECÍFICOS

2.1. OBJETIVOS GENERAL

Determinar el porcentaje óptimo de sustitución de harina de okara por harina de trigo sin

alterar el proceso y características reológicas en la elaboración de panetones.

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2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Evaluar el porcentaje de harina de okara como sustituto parcial de la harina de

trigo en la formulación de los panetones.

Examinar cómo afecta el porcentaje harina de okara como sustituto parcial de la

harina de trigo en la temperatura de la masa en la elaboración de panetones.

Examinar cómo afecta el porcentaje de harina de okara como sustituto parcial de

la harina de trigo en el tiempo de fermentación en la elaboración de panetones.

Evaluar cómo afecta el porcentaje de harina de okara como sustituto parcial de la

harina de trigo en el tiempo de vida de los panetones.

3. JUSTIFICACIÓN

Esta investigación se hace necesaria porque contribuiría a la solución de un problema

real, es decir, aprovechar al máximo este recurso para la alimentación humana. A

pesar que la okara obtenida es llevada a establos diariamente para la alimentación

del ganado vacuno y porcino, no se tiene ninguna rentabilidad respecto a ello; por el

contrario, solo es viable enviarlo a establos cercanos, ya que el contenido de humedad

no hace rentable los traslados hacia las zonas y el crecimiento exponencial de Lima

Metropolitana incluyendo alrededores han hecho que los establos se ubiquen en

zonas rurales cada vez más alejadas.

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Esta investigación está dirigida a resolver un problema de “la compañía”, donde se

procesan anualmente 2 100 TM de grano de soya al año y se producen 32 % de

desperdicio (okara), el cual es desaprovechado.

Existen varios estudios de uso de okara en productos de panificación; por lo tanto, es

una propuesta innovadora que podría aplicarse a la fabricación de panetones como

ingrediente que aporte valor nutricional y como agente para mejorar el tiempo de vida

del producto.

4. MARCO TEORICO

Con respecto a las investigaciones nacionales relacionadas con el problema de

investigación de este estudio, destacan las siguientes tesis:

4.1. Nacionales

Avellaneda y Cubas (2018) – En su investigación Formulación de panetón con sustitución

parcial de harina de trigo por harina de algarroba plantearon como objetivo general:

seleccionar la formulación adecuada de un panetón, con sustitución parcial de harina de

trigo por harina de algarroba. En cuanto a la metodología, la investigación fue de tipo

aplicada y diseño experimental. La Sustitución que usaron fue de la harina de trigo por

harina de algarrobo en un 10%, 15% y 20% en la elaboración del panetón y se llevó a

cabo las pruebas sensoriales y análisis fisicoquímicos. Se llegó a las siguientes

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12

conclusiones: la formulación 90% con 10% presenta preferencia de atributos de textura,

color, y sabor en el público.

Los resultados de esta investigación evidencian que las sustituciones parciales de la

harina de trigo por harinas sucedáneas no afectan significativamente las características

del panetón; manteniendo las características reológicas, proceso de elaboración,

aceptabilidad sensorial, tiempo de vida y mejora las características composicionales del

producto.

Otra de las investigaciones nacionales relacionadas con el problema destaca la tesis:

Achiri y Huillca (2011) En esta otra investigación elaboraron un panetón andino con

sustitución parcial de harina sucedánea de quinua y kiwicha la evaluación de

temperaturas y tiempos de fermentación en la elaboración de panetón. En cuanto a la

metodología, también fue una investigación de tipo aplicada y diseño experimental; donde

se realizaron sustituciones de 28%, 22% y 16% los cuales tuvieron temperaturas de

fermentación de entre 29°C y 33°C con unos tiempos de fermentación totales de 150 min

y 180 min y temperaturas de horneado de 180°C por alrededor de los 15min. El grupo

de investigadores llegó a las siguientes conclusiones: ellos determinaron que en los tres

tratamientos no se presenta aminoácidos limitantes, teniendo valores de lisina 203%,

192% y 180% y para triptófano de 80.81 %, 81.62% y 82.46% respectivamente; siendo

estos valores mayores a lo requerido según la FAO. Además, el porcentaje de sustitución

ideal fue de harina de panetón 84%, harina de quinua 8% y harina de kiwicha 8%

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13

(porcentaje óptimo de sustitución 16%). Con estos parámetros mencionados se consiguió

obtener un óptimo volumen y un perfil sensorial estadísticamente favorable.

Los resultados de esta investigación permiten afirmar que el uso parcial de harinas

sucedáneas en el panetón aporta características nutricionales en cumplimiento de

organizaciones internacionales sin cambiar los volúmenes de fermentación y el perfil

sensorial.

4.2. Internacionales

También podemos hacer mención de las investigaciones internacionales relacionadas

con el problema de investigación de este estudio, destacando las siguientes tesis:

Mora y Ruano (2012) - en su investigación Incidencia de la masa de oca como sustituto

parcial de la harina de trigo para la elaboración de pan dulce, para optar el grado de

ingeniero por la Universidad Técnica del Norte – ellos plantearon como objetivo general:

la evaluación de la masa de oca (Oxalis tuberossa) como sustituto parcial de la harina de

trigo (Triticum spp) en la elaboración de pan dulce. En cuanto a la metodología, la

investigación fue de tipo aplicada y diseño completamente al azar, con tres repeticiones

por tratamiento, llegaron con un total de 19 tratamientos y experimentaron con 57

unidades, la característica de de la unidad experimental fue de 20 panes con un peso

aproximado de 48 gramos. Se evaluaron diferentes características fisicoquímicas e, el

testigo y producto terminado. Se analizó también la calidad microbiológica y

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características organolépticas. Llegando a la conclusión siguiente: Los panes dulces de

oca comparándolos con el pan dulce tradicional gozan de características similares en

cuanto a azucares, ceniza, carbohidratos y calorías. Con respecto a la humedad, fibra y

grasa el pan de oca este contiene mayores valores entre 26,82%, 0,71%, 1,47%

respectivamente. La proteína en el pan de trigo presenta el mayor valor 25,82% con

respecto al pan dulce de oca que es de 24,20%.

Además, teniendo en cuenta los resultados obtenidos del análisis sensorial, en los que

se evaluaron olor, color, sabor, textura y miga se determinó que los tratamientos T3 (40%

masa de oca, 21 días de maduración y 15 min amasado), T10 (45% masa de oca, 21

días, 25 min amasado) y T12 (45% de masa de oca, 28 días de maduración y 25 min de

amasado) son los mejores tratamientos asimilados por el panel de degustadores.

En esta investigación se plantean que sustituciones parciales con harina de oca permiten

tener características fisicoquímicas y sensoriales similares a un pan tradicional;

considerando que la oca en esta investigación ha sido considerada como un producto

nativo de la zona.

Otra de las investigaciones internacionales relacionadas con el problema destaca la tesis:

Gambino (2008) – en su investigación Elaboración y evaluación de pan pizza con base

en okara, para optar el grado de ingeniera por el Instituto Politécnico Nacional – planteó

como objetivo general: elaborar pan pizza adicionado con okara y evaluar las

Page 15: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

15

características del mismo. En cuanto a la metodología, la investigación es aplicada,

donde se establecieron los niveles de incorporación de okara al 10, 20, 25, 30 y 40% en

un producto de comida rápida en México y se estudiaron los efectos de la adición de

okara en las características fisicoquímicas como son el pH, humedad, actividad de agua

y resistencia al corte, y dimensiones (peso, diámetro, altura y volumen) del pan pizza.

Estos investigadores concluyeron lo siguiente: La capacidad de fermentación es afectada

por las aplicaciones de okara arriba de 25%. con el incremento de la concentración de

okara, el volumen de pan pizza disminuyó, conforme aumenta la concentración de okara

es necesario agregar de 2 a 8% de agua, debido a la gran capacidad de retención de

agua que presenta, lo cual impacta en el aumento de la humedad en el pan pizza en su

etapa de pre horneado. La formulación óptima fue la del pan pizza al 30%.

Los resultados de esta investigación permiten afirmar que las sustituciones de harina

de trigo por okara son importantes en la mejora de la calidad nutricional y funcional del

producto terminado; sin embargo, se tiene un límite máximo de sustitución con el fin de

mantener las características organolépticas y de proceso.

Page 16: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

16

5. REVISION DE LA LITERATURA

A continuación, las bases teóricas que sustentan la investigación que se llevara a cabo.

La aplicación de la harina de okara según (Martha Pinzon, Diana Carbajal , & Mariela

Hernandez, 2012, p. 43-49) tras su investigación de análisis fisicoquímicos, propiedades

funcionales, evaluaciones sensoriales para las cuales se evaluaron atributos de corteza,

color, dureza, sabor, masticabilidad, gomosidad, porcentajes de humedad final de 5.72%,

capacidad de hinchamiento de 7.867 ml/g, capacidad de retención de líquidos 7.350 g/g;

nos da noción de que es un subproducto con gran potencial nutritivo el cual brinda

características similares a la harina de trigo.

El estudio se relaciona con la sustitución parcial que le dan forma a la idea central.

Mora y Ruano (2012, p. 123). Mencionan que el producto terminado el cual es los panes

dulces de oca comparado con el pan dulce tradicional tienen características similares. En

cuanto a la proteína, el pan de trigo es el que presenta el mayor valor que es de 25,82%

con respecto al pan dulce de oca que es de 24,20%

Observando los datos teóricos obtenidos, se puede apreciar que la harina de okara posee

un valor nutritivo alto y características similares, lo cual lo hace perfecto para la sustitución

de la harina de trigo.

El estudio se relaciona con varias teorías que le dan forma y se vincula con el proyecto

planteado.

Page 17: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

17

De acuerdo a los resultados obtenidos del análisis sensorial, en el cual se evaluó color, ,

sabor, olor, textura y miga se determinó que los tratamientos T3 (40% masa de oca, 21

días de maduración y 15 min amasado), T10 (45% masa de oca, 21 días, 25 min

amasado) y T12 (45% de masa de oca, 28 días de maduración y 25 min de amasado)

son los mejores tratamientos asimilados por el panel de degustadores. (Mora y Ruano,

2012, p. 123).

Lo mencionado da a conocer que se tendrá que realizar un análisis del porcentaje

adecuado de harina de Okara para la sustitución y no cambiar características

desfavorablemente al producto final, ya sean fisicoquímicas, nutricionales o sensoriales,

las cuales estarán sujetas a:

5.1. Variables cuantitativas

Materia prima:

o Humedad (%)

Proceso:

o Temperatura de la masa

o Tiempo de fermentación

Page 18: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

18

Producto terminado:

o Humedad

o Fibra

o Volumen

5.2. Variables cualitativas

o Color

o Sabor

o Olor

o Miga

o Textura

5.3. Marco Conceptual

Gluten: Proteína de la harina de trigo, constituido por gliadinas y glutenina; las cuales en

reacción con agua forman una red de gluten responsable de las características de

resistencia y elasticidad de la masa.

Fermentación: Proceso anaeróbico producido por hongos o levaduras; donde se va a

realizar la glucólisis (ruptura de molecular de glucosa), produciendo ácido pirúvico, y este

se convierte en etanol y CO2.

Page 19: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

19

Harinas: La harina es un polvo que se obtiene de la molienda de algunos cereales,

legumbres, tubérculos y otras materias sólidas.

Levadura: Está compuesta de pequeñas células y organismos vegetales esta tiene como

particularidad transformar los azucares y almidones en alcohol, produciendo el proceso

de la fermentación.

Gliadina: Grupo polimórfico de proteínas monomérica de peso molecular entre 30 000 a

80 000 Da, son de tipos α, γ y ω; teniendo como característica la solubilidad en soluciones

de alcohol en agua y son las responsables de darle el volumen a la masa.

Glutenina: Proteínas poliméricas de peso molecular de 30 000 a 90 000 Da y se sub

clasifican en extraíbles y no extraíbles; son las responsables de darle fuerza o tenacidad

a la masa.

Evaluación sensorial: Es una ciencia que se encarga al estudio de la calidad atreves de

los sentidos.

Resilencia: Es la capacidad que se tiene para recuperar su estado normal.

Page 20: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

20

6. HIPÓTESIS

6.1. Hipótesis General

El porcentaje de harina de okara que se debe aplicar como sustituto parcial de la harina

de trigo en diferentes porcentajes fluctuara entre 4% a 15%, teniendo comportamientos

similares de temperatura y tiempo durante las fermentaciones para obtener un perfil

sensorial similar al patrón respecto al producto terminado y contar con un mayor aporte

nutricional.

6.2. Hipótesis específicas

El porcentaje de harina de okara como sustituto parcial de la harina de trigo afecta

la formulación de los panetones cambiando bases proteicas del mismo.

El porcentaje harina de okara como sustituto parcial de la harina de trigo no afecta

significativamente la temperatura de fermentación en la elaboración de panetones.

El porcentaje de harina de okara como sustituto parcial de la harina de trigo varía

dependiendo del proceso de elaboración de panetones.

Page 21: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

21

7. METODOLOGIA DE INVESTIGACION

7.1. Tipo

Nuestra investigación corresponde a una metodología de tipo aplicada, caracterizada por

la aplicación del conocimiento sobre sustituciones parciales de harina de trigo por la okara

en diferentes productos de panificación y la adquisición de otras; llámense resultados de

la investigación, que nos permite conocer los diferentes porcentajes de reemplazo de

okara en el panetón.

7.2. Enfoque

En relación con la naturaleza de los datos de investigación, corresponde al enfoque

cuantitativo, la cual nos permite realizar mediciones respecto a las aplicaciones que se

realizarán y también variables cualitativas; ya que ambos nos van a permitir aproximarse

mejor a la complejidad del problema.

También se trabajará panetones elaborados al 100% con harina de trigo como patrones.

7.3. Identificación de Variables

7.3.1. Operacionalización de variables

Las variables de este trabajo de investigación son dos: la ya mencionada harina de okara

y la elaboración de panetones. A continuación, se presenta la operacionalización de estas

dos variables:

Page 22: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

22

VARIABLE 1 DEFINICIÓN NOMINAL DIMENSIONES INDICADORES

Harina de

okara

Okara, el subproducto

pulposo de la industria de

procesamiento de leche de

soja y tofu, es un potencial

producto nutritivo rico en

fibra, proteínas,

carbohidratos, vitaminas,

minerales y grasas.

Según Samadrita S. et al,

2012; la temperatura de

secado para la okara fue

entre 45 - 60 °C, durante 5

horas.

Secado de la

okara.

Temperatura y

tiempo.

VARIABLE 2 DEFINICIÓN NOMINAL DIMENSIONES INDICADORES

Elaboración

de panetones

Según, el ministerio de

actividades de producción

(2005): El nombre

«panetón» está reservado

para el producto de

confitería, masa blanda al

horno a 24°C, obtenida por

fermentación natural a

partir de masa agria donde

aumenta su volumen de 4

a 5 veces su valor inicial y

con una estructura suave

alveolada, alargado y

aroma típico de levadura

de masa madre.

Formulaciones

Temperatura

de

fermentación.

Tiempos de

fermentación.

Tiempo de vida

Indicador de

confiabilidad

Determinación

de temperatura

Toma de tiempos

Determinación

del perfil

sensorial y

fisicoquímico.

Page 23: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

23

7.4. Población y muestra

La población serán los panelistas entrenados de “la compañía”, quienes realizarán las

evaluaciones sensoriales.

Para finalizar la muestra será los panetones, los cuales estarán aplicados a diferentes

porcentajes de harina de okara (0, 4.2, 8.7 y 13.7%).

7.5. Técnicas e Instrumentos de recolección de datos

7.5.1. Extracción de harina de okara:

La harina de okara (100 Kg) se colocarán en bandejas de acero inoxidable con el

fin de abarcar la mayor superficie para el secado; serán tratados en un horno Nova

2000 a una temperatura de 140 - 150°C por un intervalo de 6 horas; luego es

enfriado al ambiente por 1 hora, obteniendo una humedad de 4.85%. La okara

seca pasa al proceso de moliendo en un molino de martillo con malla de 140 mm.

El producto final es una harina de okara con 5.42% de humedad.

7.5.2. Proceso de elaboración del panetón:

En la elaboración de panetones contamos con los siguientes ingredientes: harina

de trigo, levadura fresca y madre, agua, azúcar blanco, grasa anhidra de leche,

Page 24: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

24

margarina, yema de huevo, leche en polvo, sal, pasas y fruta confitada. Además

de aditivos autorizados como sustancias conservadoras, emulsionantes,

estabilizadores, colorantes, agentes de tratamiento de las harinas y antioxidantes.

ETAPA DESCRIPCION

Recepción,

transporte y

pesado de

insumos

En estas etapas se pesa los ingredientes para cada batch de

acuerdo a formulación y se distribuyen en las áreas de

mezclado.

Mezclado I

La levadura natural obtenido por los procesos I y II (mezclado y

fermentado), junto con los otros ingredientes (harina de trigo,

azúcar blanco, gluten de trigo, margarina, agentes de tratamiento

de las harinas y emulsionantes y agua) son mezclados hasta

conseguir que las masas tengan la textura deseada (mezcla

homogénea y punto de liga). Se mezcla por un tiempo de 8 a 15

minutos, con una temperatura de la masa de 24°C a 32 °C.

Fermentación I

Finalizado el mezclado, la masa se traslada a una cámara de

reposo en donde permanece por un tiempo de 2.0 a 3.0 horas a

temperatura ambiente, para que incremente su volumen. Se

realiza un control de la acidez el cual debe tener un valor máximo

de 0.45% de ácido láctico.

Mezclado II

Luego del reposo, se adicionan nuevamente ingredientes (harina

de trigo, gluten de trigo, margarina, sal, yema de huevo,

sustancias conservadoras, grasa anhidra de leche, azúcar

blanco, agentes de tratamiento de las harinas, leche descremada

en polvo, esencias, colorantes, emulsionantes, estabilizadores,

antioxidantes, fruta confitada, naranja confitada y pasas) y se

mezclan hasta lograr una masa elástica, el mezclado se realiza

por un tiempo de 8 a 25 minutos. Se realiza un control de la

acidez el cual debe tener un valor máximo de 0.45% de ácido

láctico.

Page 25: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

25

División Etapa donde se realiza el corte de la masa.

Moldeado

Consiste en proporcionar a la masa fraccionada una forma

compacta y esférica, se realiza de manera manual; luego la masa

boleada es depositada en el molde, para luego ser llevadas a la

cámara de fermentación.

Fermentación

II

Se realiza en una cámara de fermentación y consiste en obtener

por medio de fermentación el aumento al volumen deseado, en

condiciones controladas de temperatura de 30 a 36 °C y

humedad relativa de 70 a 93%, por un tiempo entre 3.0 a 9.0

horas.

Horneado

La masa ingresa al horno y es horneada a una temperatura de

120 a 220ºC, por un tiempo de 60 minutos, con la finalidad de

obtener el cocimiento de la masa y el color de corteza

característico.

Enfriamiento

Operación que consiste reducir la temperatura del panetón

horneado a temperatura interna máxima de 32 °C, por un tiempo

de 1.5 a 4 horas, esta operación se realiza para evitar la

condensación en las paredes del envase (bolsa) debido a una

evaporación durante el embolsado.

Detección

de metales

Consiste en detectar partículas de acero inoxidable, ferrosas y no

ferrosas en el producto final. El producto es transportado a través

de fajas sanitarias al equipo Detector de metales.

Embolsado,

envasado y

cerrado

El producto es empacado en su empaque primario y secundario,

según corresponda la presentación.

Codificado

El producto es trasladado hacia el codificador, donde se imprime

en el envase los datos de producción y la fecha de vencimiento.

Page 26: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

26

Figura 1: Diagrama de flujo de elaboración de panetones

RECEPCION, TRANSPROTE Y PESADO

MEZCLADO 1 (MASA BLANCA)

FERMETACIÓN I

MEZCLADO 2 (MASA AMARILLA)

DIVISIÓN

MOLDEADO

FERMENTACÓN 2

HORNEADO

ENFRIAMIENTO

DETECCION DE METALES

EMBOLSADO, ENVASADO Y CERRADO

CODIFICADO

Page 27: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

27

Adicionalmente, los panetones con contenido de okara se procesarán de acuerdo a las

siguientes proporciones:

N° Receta Proporción de harina de okara* Proporción de harina de trigo

1 Patrón 0.0 % 100%

2 Receta 1 4.2 % 95.8%

3 Receta 2 8.7 % 91.3%

4 Receta 3 13.7 % 86.3%

Tabla N°1: Proporciones de harinas en recetas

* Según las etapas del proceso de elaboración descrita en el ítem 7.5.2. tanto en el

mezclado 1 y 2 se adiciona harina en el proceso para la fabricación de panetones; en

nuestro caso aplicativo los reemplazos de harina de okara por harina de trigo se

realizaron en el mezclado 2 (masa amarilla) y si consideramos el % de sustitución sobre

el total de harina en la formulación; vamos a obtener los porcentajes indicados 4.2%,

8.7% y 13.7%.

Page 28: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

28

Evaluación de variables:

Durante el proceso de elaboración del panetón se controlará las siguientes

variables:

Tiempo de batido: Se tomará en cada una de las 4 etapas de batido y será

realizada a través de un cronómetro, este control culminando cuando la red de

gluten es uniforme.

Foto N° 1: Red de gluten uniforme (masa)

Tiempo de fermentación: El tiempo de fermentación se tomará en base al

volumen del fermento, siendo este comparado con el volumen del fermento patrón.

Se realizará a través de un cronómetro en las 4 etapas.

Foto N° 2: Fermentación de masa

Page 29: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

29

Temperatura de fermentación: Se tomará en las 4 etapas y se realizará con un

termómetro digital. Aplicación directa.

Acidez: Se tomará una muestra de la masa en cada una las 4 etapas y analizará

por el método de titulación. Se pesa una muestra de 5g y se coloca al interior del

molino de cuchillas, se le adiciona 100 ml de agua destilada y proceder a moler

(15 a 20 segundos) hasta obtener una mezcla homogénea; la mezcla se vierte en

un matraz de 250 ml, lavando con agua destilada las paredes del vaso del molino

de cuchillas; con el fin de evitar pérdida de muestra, se enraza a 200 ml con agua

destilada y se agita cuidadosamente usando la varilla de vidrio. Posteriormente se

adiciona 2 a 3 gotas de solución de fenolftaleína al 1% y se titula con solución de

hidróxido de sodio 0.1N, agregando gota a gota. La titulación se detiene cuando la

solución vire de incoloro a rosa pálido persistente. Anotar el gasto (ml) de hidróxido

de sodio (NaOH) utilizado. El resultado de la acidez se expresa en % de ácido

láctico.

Pruebas de caracterización del panetón:

Se realizarán análisis composicionales y microbiológicos del producto para las

diferentes dosis de sustitución, incluyendo al patrón, teniendo como entregables

los certificados de análisis; lo cual permitirá evidenciar la factibilidad de la

sustitución de la harina de okara por harina de trigo. Se detalla los requisitos y

metodología.

Page 30: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

30

Pruebas de control:

Se realizarán análisis fisicoquímicos de manera mensual para evaluar las

características del panetón y el tiempo de vida al que se puede llegar el producto,

teniendo como entregables certificados de análisis con parámetros de humedad

(%), acidez (%), tamaño de fibra (cm), altura (cm) y actividad de agua.

Evaluación sensorial:

Se realizarán pruebas “ESCALAR HEDÓNICA” para evaluar sensorialmente los

panetones elaborados. Se realizará una encuesta a 10 participantes entrenados y

los resultados se representarán en una escala verbal numérica. Con los datos se

elaborará un estudio estadístico para evaluar la percepción y aceptación o no de

los panetones según la proporción de harina de okara sustituidas.

Codificación de unidad y categorías del Análisis.

REQUISITOS UNIDADES MÉTODO DE ENSAYO

Humedad

(%)

NTP 209.004:1968 (revisada el 2011) ACEITES Y

GRASAS COMESTIBLES. Método de determinación

del contenido de humedad y materias volátiles. 1ª

Edición

Altura (cm.) Métodos Normalizados

Longitud de

Fibra (cm) Métodos Normalizados

Acidez

(%)

NTP 206.008: 1976 (Revisado el 2011). Productos de

panadería. Determinación del porcentaje de acidez

titulable

Peso (Kg) Métodos Normalizados

Page 31: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

31

Extracción Proceso de

molido

Secado

Sustitucíón

Tiempo de batido

Okara

Tiempo de fermentación

Temperatura de fermentación

Acidez

Evaluación Pruebas de caracterización

del panetón

Pruebas de control

Evaluación sensorial

Conclusión

Análisis de redes semánticas

Page 32: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

32

Okara final: 4.85% HR Okara intermedia: 69.61% HR Okara inicial: 85.45% HR

8. RESULTADOS:

1. Para la obtención de la harina de okara, se partió de una masa húmeda con

85.45% de humedad relativa (HR) y color blanco cremoso; durante el proceso de

secado a 140 - 150°C por un intervalo de 6 horas; se obtiene la okara granulada

debido a la pérdida de humedad, de color blanco cremoso muy ligeramente más

opaca que la muestra inicial y con 4.85% de HR. Posteriormente la okara (seca)

fue molida en el molino de martillo y tamizado a través de una malla de 140 mm;

obteniendo una humedad final de 5.42% (Foto N° 3).

Foto N° 3: Okara con diferentes HR

2. Elaboración de panetones

La elaboración de panetones se realiza de acuerdo al diagrama mostrado en Fig.1.

En este proceso se evidencio que, de acuerdo a las variables propuestas como

Page 33: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

33

tiempos de batido, acidez de la masa y temperaturas de la masa; estas mantienen

las mismas características respecto al patrón en el mezclado I; sin embargo, en

mezclado II, se evidenció que la acidez se incrementa conforme aumenta la

sustitución de harina de okara pasando de 031% de ácido láctico hasta 0.35% de

ácido láctico. Adicionalmente se puede indicar que el aumento de absorción de

agua de la masa, incremento con respecto al patrón como se indica en el cuadro

adjunto:

Los autores Benavides y Recalde (2007), indican la funcionabilidad de la okara en

la industria de panificación; ya que este aporte de fibra facilita la absorción de agua

y mejora el manejo de la masa.

Variable de masa Patrón Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

Mezclado I

Tiempo batido (min) 12 12 12 12

Acidez (% ác. Láctico) 0.30 0.30 0.30 0.30

Temperatura (°C) 31.3 31.3 31.4 31.3

Mezclado II

Tiempo batido(min) 13 13 13 13

Acidez (% ác. Láctico) 0.31 0.32 0.35 0.35

Temperatura (°C) 28.9 29.0 29.7 28.5

Adición de agua (g) 0 300 500 1100

Tabla N°2: Variables de masa en la elaboración de panetones

3. Una vez que se obtuvieron los panetones horneados y enfriados; se realizaron una

serie de pruebas para evaluar las características reológicas y fisicoquímicas.

Page 34: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

34

Variación de la altura según tiempo transcurrido

20.00

18.00

16.00

14.00

Patron Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

cm.

VARIACION DE ALTURA SEGÚN TIEMPO TRANSCURRIDO

- Se evaluó la altura de las cuatro formulaciones durante el tiempo de vida del

producto (6 meses). En la tabla N° 3 podemos observar que hay variación de

tamaño a través del tiempo. Como parte de esta prueba, se aprecia que la

variación de altura de la “Prueba 1” es más cercana al comportamiento del patrón.

Conforme se aumenta el porcentaje de sustitución de harina de trigo por harina de

okara, la altura del producto va disminuyendo.

INICI O

0.5° MES

1° MES

1.5° MES

2° MES

2.5° MES

3° MES

3.5° MES

4° MES

4.5° MES

5° MES

5.5° MES

6° MES

Patron 19.00 17.00 17.50 17.00 17.50 17.00 17.00 17.00 17.00 16.50 17.00 16.50 17.50

Prueba 1 17.50 16.00 16.50 15.50 16.80 16.40 16.50 16.60 16.50 16.50 15.50 16.50 16.80

Prueba 2 16.60 16.00 15.00 16.00 15.70 16.00 15.50 15.50 16.00 15.50 16.00 14.00 14.30

Prueba 3 14.50 15.50 16.50 15.00 14.50 15.50 16.00 15.00 15.10 14.00 15.50 15.00 15.50

Tabla N° 3: Variación de altura según el tiempo transcurrido

Page 35: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

35

En este caso podemos mencionar que Avellaneda y Cubas (2018), explican que

el grano de trigo contiene entre el 80 y 85% de proteínas formadoras de gluten

Figura N° 1: Esquema de la red de gluten. Imagen adaptada de Shewry et.al (2001)

Page 36: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

36

Rafael Villanueva Flores( 2014 ) . Menciona que la interacción entre glutenina y

gliadina teniendo presencia de agua y de energía mecánica es la causante en la

formación del gluten. Ya que la glutenina y la gliadina aportan diferentes

propiedades reológicas a la masa luego de haberse formado una estructura

dinámica. Menciona también que la gliadina contribuye a la extensibilidad,

mientras que la glutenina contribuye a la elasticidad del producto de panificación.

+

Figura N°2 : Panes sin gluten elaborados a base de almidón de maíz Fuente:

Revista de ciencia de cereales de Tilman J. Schober, Scott R. Bean, Daniel

L. Boyle, Parque Seok-Ho ( 2008 )

También Peralta y Malmorejo (2011), indican que la harina es el componente más

importante en panificación y afecta a la funcionalidad impartida por la fuerza del gluten,

es esta la que forma una red continúa elástica extensible e impermeable al CO2, por lo

Page 37: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

37

d b c

a

cual la sustitución de harinas sucedáneas en menor proporción es lo más adecuada.

(Figura N° 2).

Para León et.al se sabe que el incremento de volumen va a depender de la cantidad de

CO2 producido, el substrato disponible y la capacidad de la red proteica de deformarse

bajo esta presión.

Foto N° 4: Panetones patrón y pruebas, luego del enfriado. a) Patrón, b) Prueba 1, c)

Prueba 2, d) Prueba 3

En la foto N° 4 podemos evidenciar que el producto final con 100% harina de trigo (figura a) llamado también patrón, ha presentado un crecimiento regular por encima del molde.

La prueba con sustitución al 4.2% de harina de okara (Prueba 1, figura b), tiene

dimensiones similares al patrón, pero de menor tamaño; y las pruebas 2 y 3 con 8.7% y

13.7% de sustitución (figura c y d respectivamente) no presentan un crecimiento regular

respecto al patrón, incluso ligeramente por debajo del molde.

Page 38: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

38

Variación de longitud de fibra según tiempo transcurrido

16.00

14.00

12.00

10.00

8.00

6.00

4.00

2.00

0.00

Título del eje

Patron Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

cm.

VARIACION DE LONGITUD DE FIBRA SEGÚN TIEMPO TRANSCURRIDO

- Posteriormente se realizó la prueba de longitud de fibra. Como se puede apreciar la

longitud de fibra del patrón (Tabla N° 4, figura a) tiene una longitud inicial de 12.50 cm, la

prueba 2 (Foto 5 : figura b) una longitud de 10,60 cm; para las dos últimas pruebas (Foto

5 : figura c y d respectivamente), se puede notar que la fibra es muy corta considerando

una especificación de Mín.10 (mínimo 10 cm de fibra); teniendo resultados de 5 cm y 4

cm respectivamente, por lo cual podemos concluir que a mayor sustitución hay mayor

disminución en la longitud de fibra del producto final.

INICIO 0.5° MES

1° MES

1.5° MES

2° MES

2.5° MES

3° MES

3.5° MES

4° MES

4.5° MES

5° MES

5.5° MES

6° MES

Patron 12.50 11.00 13.00 11.00 12.00 12.00 12.30 12.00 12.00 11.50 12.00 12.00 13.50

Prueba 1 10.60 12.50 8.00 9.50 11.40 10.20 10.00 10.50 9.70 11.00 9.00 8.60 10.97

Prueba 2 5.00 7.20 6.00 7.50 7.70 7.00 8.50 8.00 8.30 7.85 9.00 8.30 8.13

Prueba 3 4.00 6.00 6.50 5.00 7.20 7.00 7.20 6.20 5.00 4.70 6.00 5.70 5.80

Tabla N° 4: Variación de la longitud de fibra según el tiempo transcurrido.

Page 39: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

39

Foto N°5: Corte longitudinal para a) Patrón, b) Prueba 1, c) Prueba 2, d) Prueba 3.

Imagen e) Demostración de la longitud de fibra.

c a d b

Page 40: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

40

VARIACION DE ACIDEZ SEGÚN TIEMPO TRANSCURRIDO

- Para medir la acidez se realizó una prueba de titulación con NaOH 0.1N. En esta prueba

de realizo una molienda y mezclado de la muestra de panetón (5g) con 250 mL de agua

desionizada en el molino de cuchillas GM 200 “Retsch” Alemania, a esta mezcla de color

blanquecina se adicionó 3 gotas de fonolftaleina 1% y se procedió a la titulación con

NaOH 0.1N hasta que la solución vire a rosa pálido persistente.

En los resultados mostrados se observa que la acidez de las pruebas se incrementó

debido a una mayor biodisponibilidad de sustrato; en este caso almidones. Según León

et.al, en el amasado las amilasas se activan y empiezan a actuar sobre el almidón

dañado; esta acción genera azúcares fermentables que, en conjunto con los azúcares de

la masa, constituyen el sustrato para la acción de las levaduras consumiendo de esta

manera primero los azucares simples; por su parte Hernandez y Zapata (2008) indican

que la harina de okara contiene entre los carbohidratos: de 3 al 4% de celulosa, 1.0 al

1.5% de sacarosa y pequeñas cantidades de dextrosa, maltosa, levulosa y dextrina

soluble. Estos son asimilados en gran parte por la levadura durante la fermentación. La

harina contiene 70% del peso y está compuesto de 19 al 26% de amilosa y 70 al 80% de

amilopectina.

Page 41: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

41

Variación de la acidez según tiempo transcurrido

0.63

0.58

0.53

0.48

0.43

0.38

Título del eje

Patron Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

%.

INICIO 0.5° MES

1° MES

1.5° MES

2° MES

2.5° MES

3° MES

3.5° MES

4° MES

4.5° MES

5° MES

5.5° MES

6° MES

Patron 0.40 0.46 0.42 0.42 0.41 0.42 0.48 0.48 0.53 0.48 0.42 0.42 0.44

Prueba 1 0.41 0.45 0.48 0.48 0.48 0.51 0.53 0.51 0.5 0.50 0.50 0.47 0.49

Prueba 2 0.45 0.49 0.50 0.48 0.51 0.52 0.54 0.5 0.48 0.51 0.48 0.44 0.48

Prueba 3 0.45 0.48 0.48 0.50 0.51 0.52 0.56 0.52 0.58 0.53 0.48 0.5 0.5

Tabla N° 5: Variación de la acidez según el tiempo transcurrido.

Foto N° 6: molino de cuchillas GM 200 “Retsch” Alemania

Page 42: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

42

Foto N° 7: Viraje de color en la titulación con NaOH 0.1N

VARIACION DE HUMEDAD SEGÚN TIEMPO TRANSCURRIDO

La humedad se midió en una balanza OHAUS MB45 con radiación halógeno a una

temperatura de 120°C, la prueba consistió en la evaporación del agua libre hasta tener la

masa constante. Se pesó 3g de muestra y durante el calentamiento con un radiador

halógeno las moléculas de agua se excitan selectivamente, haciendo que las molecular

de agua se separen de la muestra.

Por ejemplo, en la foto N° 8, se muestran las pruebas de humedad al inicio del estudio.

Se puede apreciar que el patrón tiene una humedad de 28.33 % (figura A1); en la figura

A2 (prueba 1) tiene una humedad de 29.30%, en la figura A3 (prueba 2) tiene una

humedad de 29.36% y en la figura A4 (prueba 3) una humedad de 33.46%.

Page 43: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

43

Foto N° 8: Resultados de las mediciones de humedad

A4 A3

A2 A1

Page 44: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

44

Variación de la humedad según tiempo transcurrido

36.00

34.00

32.00

30.00

28.00

26.00

24.00

22.00

20.00

18.00

Título del eje

Patron Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

%.

En la tabla N° 6 evidenciamos una menor perdida de humedad en el tiempo respecto al

patrón, por lo que se puede concluir que mientras más harina de okara tenga el panetón,

mayor humedad tendrá el producto final, hecho que coincide con Paucar Menacho et al.

(2016), quienes consideran que es posible que la harina de okara ayuda a la retención

de la humedad.

INICIO 0.5° MES

1° MES

1.5° MES

2° MES

2.5° MES

3° MES

3.5° MES

4° MES

4.5° MES

5° MES

5.5° MES

6° MES

Patron 28.33 23.18 21.51 21.09 21.50 20.02 19.64 20.30 20.68 20.42 20.17 20.63 20.03

Prueba 1 29.30 22.05 21.00 20.99 20.91 19.99 20.01 20.09 19.94 20.02 18.23 19.84 18.97

Prueba 2 29.36 22.43 21.83 22.09 21.96 21.90 21.46 21.80 20.06 21.25 20.95 20.33 20.33

Prueba 3 33.46 25.70 24.26 23.06 22.83 21.36 22.68 21.03 21.88 22.15 22.46 21.15 22.71

Tabla N° 6: Variación de la humedad según el tiempo transcurrido.

Page 45: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

45

Variación de Peso segun Tiempo Transcurrido

930.00

920.00

910.00

900.00

890.00

880.00

870.00

860.00

850.00

Título del eje

Patron Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

gr.

VARIACION DE PESO SEGÚN TIEMPO TRANSCURRIDO

En la tabla N° 7 evidenciamos pérdida de peso en el tiempo; según la curva los pesos de

las pruebas 2 y 3 se mantienen mejor que el patrón; esto nos indica que hay una menor

pérdida de humedad en el tiempo de estas pruebas y para el caso de la prueba 1, la

pérdida de peso es similar al patrón. Esta pérdida es normal en productos de panificación

ya que hay una evaporación de agua; sin embargo, la aplicación de harina de soya ayuda

a desacelerar este proceso; según lo contrastado Paucar Menacho et al. (2016), la

desaceleración de perdida de humedad o peso se cumple con la harina de okara ya que

juega un papel importante como retentor de agua.

INICIO 0.5° MES

1° MES

1.5° MES

2° MES

2.5° MES

3° MES

3.5° MES

4° MES

4.5° MES

5° MES

5.5° MES

6° MES

Patron 921.60 910.00 917.30 901.50 905.10 902.30 880.10 890.20 892.40 885.70 891.00 885.50 887.50

Prueba 1 917.60 910.70 919.60 907.80 904.00 902.00 898.50 899.70 899.40 897.70 895.10 895.70 884.80

Prueba 2 923.10 915.10 913.30 912.50 908.90 897.60 900.30 890.30 901.20 903.60 897.70 894.90 894.20

Prueba 3 912.70 897.30 895.70 892.80 893.30 895.60 884.10 887.50 888.40 883.30 887.70 881.60 879.70

Tabla N° 7: Variación de peso según el tiempo transcurrido

Page 46: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

46

Foto N° 8: Pesos iniciales de productos

A4 A3 A2 A1

Page 47: Facultad de Ingeniería Carrera de Ingeniería Industrial

47

9. CONCLUSIONES:

Se determinó que el porcentaje óptimo de sustitución de harina de okara por harina

de trigo es de 4.2%; considerando que el efecto en la reología de la masa, proceso

y producto terminado es similar o mejor al estándar.

La temperatura de la masa presenta ligeros cambios durante el proceso de 28.9 a

29.7 °C; sin embargo, en la prueba 3 se obtuvo 28.5 °C por lo que no es

concluyente que esta variable afecte el proceso de fermentación.

El aumento de acidez es causado por una mayor actividad de fermentación dada

por la biodisponibilidad de los carbohidratos de cadenas cortas; lo cual nos

permitiría asociar a la producción de panetones en menores dosis de levaduras.

A mayor sustitución de harina de trigo por harina de okara, mayor será la absorción

de agua; ya que la harina de okara trabaja como una fibra retentora de humedad.

La dosis de 4.2% mejora la calidad del producto en el tiempo de vida; mejorando

algunas características como la humedad.

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10. RECOMENDACIONES:

Podríamos esperar que a mayor dosis de harina de okara, sería mejor para los

productos de panificación; sin embargo, en panetones hay que cuidar las

características reológicas y fermentación del proceso, por lo dentro de las dosis

planteadas se determinar que la dosis de 4.2% es la más óptima.

Para las dosis de 8.7% y 13.7% se podría trabajar adicionando gluten como

reforzados de la masa, permitiendo de esta manera mejorar la red de gluten y tener

mayor estructura.

En posteriores pruebas de 8.7% y 13.7% demás de la adición de gluten, se tendría

que considerar menor dosis de levadura para fermentaciones óptimas en el

proceso y controlar la acidez.

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11. BIBLIOGRAFÍA

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12. ANEXOS

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