instituto politÉcnico...
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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
Departamento de Ingeniería Bioquímica
Elaboración de un helado a partir de semilla
sub-utilizada en México (Jatropha curcas L)
T E S I S
Que para obtener el título en Ingeniería
Bioquímica
PRESENTA:
Jessica Torres Espino
:
Asesor: Dra. Gloria Dávila Ortíz
Co-asesor: Dra. Xariss M. Sánchez Chino
CIUDAD DE MÉXICO Junio 2018
I
DEDICATORIA
A las ausencias y presencias en mi vida…
A mis padres y especialmente a tí mamá
Porque gracias a tu apoyo, esfuerzo y dedicación nos diste a mi y a mis hermanos una carrera y nos
enseñaste el valor de las cosas y sobre todo, por tí soy una mujer de bien que ve en tí un ejemplo de fortaleza y
amor.
A ti papa… en donde quiera que estés.
A mis hermanos y especialmente a tí Griselda
Porque eres el gran apoyo que he tenido siempre, porque no solo eres mi hermana, eres mi amiga, confidente y una gran mujer que siempre me ha
apoyado.
A tí Jorge… mi esposo,
Por ser mi compañero de vida, quien siempre me apoya y está incondicionalmente para mí en las buenas, en las
malas y en las peores, este logro también es tuyo. Te amo.
A mi hijo,
Porque mi vida cambió desde que llegaste, porque eres mi razón de ser y de echarle ganas a cada día,
simplemente porque te amo y eres un pedacito de mí. Te amo.
II
AGRADECIMIENTOS A mis directoras de Tesis: Dra. Gloria Dávila y Xariss M. Sánchez Chino, así como a la valiosa asesoría de la Dra. Cristian Jímenez Martínez, por sus valiosas aportaciones a este trabajo, pero sobre todo por su paciencia y gran apoyo, aún después de tanto tiempo… Mil gracias!
A mis padres…
A mis compañeros de
investigación…
A mi compañero de vida….
A mi comité tutorial: Por sus valiosas aportaciones y por formar parte de esta etapa final de uno de mis proyectos de vida.
El presente trabajo de investigación
fue realizado en el laboratorio de
química de alimentos, del
departamento de Ingeniería
Bioquímica, de la Escuela Nacional de
Ciencias Biológicas-IPN, bajo la
dirección de las Doctoras: Gloria Dávila
y Xariss Sánchez,
INDICE GENERAL
III
Página
Índice general III
Índice de Figuras VI
Índice de Cuadros VII
Resumen VIII
1. INTRODUCCIÓN 1
1.1 Aceite de J. curcas 7
1.2 Proteínas 9
1.3 Factores No Nutricionales 10
1.3.1 Fitatos 12
1.3.2 Inhibidores de proteasas 13
1.3.3 Lectinas (Curcina) 14
1.3.4 Esteres de forbol 15
1.3.5 Saponinas 17
1.4 Toxicidad de J. curcas 18
1.4.1 Métodos de destoxificación y/o eliminación de compuestos
no deseados
19
1.5 Alternativa de usos a J. curcas 19
1.6 Historia del helado 20
1.6.1 Definición de helado 21
1.6.2 Composición de los helados 22
1.6.3 Propiedades de la mezcla 23
1.6.4 Valor nutritivo 23
1.6.5 Tecnología del helado 24
1.6.6 Etapas de fabricación de helados 25
2. JUSTIFICACIÓN 29
3. HIPÓTESIS 31
4. OBJETIVOS 33
5. MATERIALES Y MÉTODOS 35
5.1 Materiales 36
INDICE GENERAL
IV
5.1.1 Material biológico 36
5.1.2 Material de Laboratorio y equipo 36
5.2 Métodos 37
5.2.1 Caracterización física de la semilla 37
5.2.2 Determinación de humedad 37
5.2.3 Caracterización Nutricional de la semilla sin tratamiento
térmico
37
5.2.4 Tostado de la semilla 38
5.2.5 Caracterización no nutricional de la semilla sometida a
diferentes tratamientos térmicos
38
5.2.5.1 Determinación de Saponinas 38
5.2.5.2 Determinación de Fitatos 40
5.2.5.3 Determinación de Compuestos Fenólicos Totales 41
5.2.5.4 Determinación de Inhibidores de Tripsina 43
5.2.6 Elaboración del análogo de leche de semilla de J. curcas 46
5.2.7 Elaboración de base de helado 46
5.2.8 Elaboración artesanal del helado 47
5.2.9 Análisis químico proximal del helado 47
5.2.9.1 Pérdida por secado (humedad) 48
5.2.9.2 Grasas (lípidos) 49
5.2.9.3 Grasas saturadas 50
5.2.9.4 Fibra cruda 51
5.2.9.5 Proteína 53
5.2.9.6 Cenizas 53
5.2.9.7 Carbohidratos totales 53
5.2.9.8 Sodio 56
5.2.9.9 Aporte energético 57
5.2.10 Evaluación sensorial con escala hedónica 57
5.2.11 Diagrama de flujo del proceso de elaboración 59
INDICE GENERAL
V
6. RESULTADOS 60
6.1 Propiedades físicas de las semillas 61
6.2 Análisis químico proximal 63
6.2.1 Determinación de humedad en semilla sometida a
tratamientos térmicos
64
6.3 Determinación de compuestos no nutricionales 65
6.3.1 Determinación de Saponinas 65
6.3.2 Determinación de Fitatos 65
6.3.3 Determinación de Fenólicos Totales 66
6.3.4 Determinación de inhibidores de tripsina 66
6.4 Selección de condiciones de tostado para elaboración de
análogo de leche de semilla de J. curcas
67
6.5 Resultados análisis físico-químico en análogo de leche J.
curcas y evaluación comparativa con leche de vaca.
68
6.6 Evaluacion comparativa de contenido nutricional de helado
comercial y helado elaborado con semilla de J. curcas.
70
6.7 Resultados evaluación sensorial 74
7. CONCLUSIONES 77
8. REFERENCIAS 79
INDICE DE FIGURAS
VI
Figura no. Página
1 Distribución de J. curcas en la República Mexicana 4
2 Patrón SDS-PAGE de la harina desgrasada de semillas de
Jatropha curcas.
10
3 Molécula de fitato 12
4 Estructura base tigliano 15
5 Éster de forbol 12-deoxi-16-hidroxiforbol 16
6 Estructura de molécula de saponina 18
7 Etapas de fabricación del helado empleando proceso
artesanal y proceso de fabricación industrial
28
8 Semilla de J. curcas con testa (lado izquierdo) y sin testa (lado
derecho)
36
9 Reacción producida en la cuantificación de las unidades de
inhibidores de tripsina por el método enzimático de Welham y
Domoney
44
10 Formato para evaluación sensorial 58
11 Diagrama de flujo del proceso de elaboración 59
12 Composición física comparativa de semilla de J. curcas 62
13 Análogo de leche elaborada con semilla tostada de J. curcas 68
14 Helado elaborado con semilla de J. curcas 71
15 Gráfica de aceptación de evaluación sensorial por atributos 75
INDICE DE CUADROS
VII
Cuadro no. Página
1 Composición proximal de semillas de J. curcas, cultivada en
diferentes países (datos en base seca)
5
2 Perfil de aminoácidos en semillas de J. curcas comparado con el
patrón FAO/WHO (para niños en edad preescolar 3-5 años)
6
3 Perfil de ácidos grasos en el aceite de J. curcas de diferentes
países
8
4 Características físico químicas del aceite de J. curcas 9
5 Concentración de inhibidores de tripsina, lectinas, saponinas y
fitatos de semilla de J. curcas de diferentes países
11
6 Listado de equipos empleados 36
7 Preparación de la curva tipo de diosgenina 39
8 Preparación de la curva tipo de fitatos 40
9 Preparación de la curva tipo de ácido gálico 42
10 Características físicas de la semilla de J. curcas proveniente de
Pueblillo Veracruz. (Valores promedio)
62
11 Composición proximal, de la harina de J. curcas 63
12 Contenido de humedad de la harina de J. curcas 64
13 Resultados de Compuestos no nutricionales en semilla J. curcas
sometida a diferentes temperaturas de tostado
67
14 Tabla nutricional comparativa entre leche entera de vaca y
análogo de leche de J. curcas
70
15 Evaluación comparativa nutricional entre helado comercial y
helado empleando semilla tostada de J. curcas
72
Resumen
2018
VIII
La semilla de Jatropha curcas es una fuente importante de aceite vegetal (55-60%) y
proteínas (25-30%). En México se han identificado variedades comestibles de esta
planta, provenientes de Pueblillo, Veracruz, que, si bien contienen algunos factores no
nutricionales, es posible disminuirlos a través de procesos como el tostado, de hecho, en
algunas comunidades del país la gente los consume como botana o la incorporan a
diversos platillos tradicionales.
La semilla de J. curcas fue sometida a diferentes temperaturas de tostado: 100- 250C
durante 15 min, con la finalidad de evaluar el comportamiento de los factores no
nutricionales: Inhibidores de tripsina, Saponinas, Compuestos Fenolicos totales y Fitatos,
ademas de mejorar las características sensoriales. Con base en los resultados obtenidos
fue seleccionada la temperatura de tostado de 200C/15min ya que a esta temperatura
se obtuvo un sabor agradable, mejores características nutricionales en el producto final
(helado) además de disminución de los factores no nutricionales como: Fitatos
(aproximadamente 25%) e Inhibidores de tripsina (aproximadamente 22%), sin presentar
una alteración sobre los factores no nutricionales como: Saponinas ni Compuestos
Fenólicos totales que son deseables por su actividad biologica.
Se elaboró un análogo de leche con semilla tostada a 200C/15min, cuyo contenido de
grasas fue de 4.36g/100mL, fibra cruda < 1.00 g/100mL, proteína 1.71g/100mL, cenizas
0.32 g/100mL y carbohidratos de 1.73g/100mL, el cual fue comparado con respecto al
de leche entera de vaca, obteniendo como resultado que tenia menor concentración de
carbohidratos con respecto al de leche de vaca (~1.33g/100mL), y un aporte de grasa
superior (~0.5g/100mL).
Con este análogo de leche se elaboró un helado con 8.63g/100mL de proteína, y con un
contenido bajo en grasas de las cuales 9.00g/100mL son insaturadas y 2.00g/100 mL son
saturadas, este producto tuvo un buen grado de aceptación para los atributos olor con un
(70%), color (74%) y sabor (56%). Por lo que proponemos el uso de esta semilla en la
alimentación.
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I. INTRODUCCIÓN
“The energy content of the remaining parts of the fruit
After oil extraction exceeds the energy content of the oil” (Brittaine y Lutaladio, 2010)
Generalidades de J. curcas
Se cree que las semillas de Jatropha curcas fueron propagadas por los marinos
portugueses desde su centro de origen en América Central y México hasta Cabo Verde
y Guinea Bissau y después a otros países de África y Asia. (Martínez-Herrera y col.,2006);
esta semilla, tuvo importancia económica en Cabo Verde, desde la primera mitad del siglo
XIX, por la capacidad de crecer en suelos pobres con escasas precipitaciones.
Posteriormente exportó alrededor de 35 000 toneladas de semillas de J. curcas al año a
Lisboa junto con Madagascar, Benin y Guinea, que a su vez exportaron semillas de J.
curcas a Marsella donde su aceite se extrajo para la producción de jabón. Sin embargo,
este comercio se redujo en la década de 1950 con el desarrollo de detergentes sintéticos
más baratos y por la década de 1970 el comercio de aceite de J. curcas había
desaparecido (Wiesenhütter, 2003).
En el pasado, el aceite de J. curcas se utilizó para las lámparas de iluminación (Trabi y
col., 1997). Hoy en día, las comunidades rurales lo siguen usando por su valor medicinal
y para la producción de jabón artesanal, en India y muchos países de África utilizan la
planta de J. curcas como cerco vivo para impedir la entrada de ganado de pastoreo. En
Madagascar y Uganda se utiliza para proveer soporte físico a las plantas de vainilla. En
muchos países el potencial de J. curcas como sustituto de combustible de petróleo ha
sido reconocido, desde la Segunda Guerra Mundial fue utilizado como un sustituto de
diesel en Madagascar, Benin y Cabo Verde, mientras que la glicerina como subproducto
era valiosa para la fabricación de nitro-glicerina. (Brittaine y Lutaladio, 2010).
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En México esta planta crece de forma silvestre formando parte de la vegetación de dunas
costeras y de la selva baja caducifolia (Figura 1) (Jimenez y Martínez, 1994), aunque
también es cultivada en algunos estados de la República Méxicana de manera
importante.
El principal uso de la semilla de J curcas es la obtención de biodiesel a partir de su aceite,
causando un importante beneficio económico y ecológico (Martínez, 2007), tras la
extracción del aceite queda una torta residual rica en proteínas que normalmente no es
aprovechada, por ello estudios se han enfocado en destacar las características
nutricionales de las semillas de J. curcas, provenientes de diversas partes del mundo, y
que en algunos casos ha sido reportada como tóxica o posiblemente tóxica, sin embargo
su toxicidad depende de su composición y ésta de la variedad y los diversos factores
agroecológicos (lugar geográfico y condiciones ambientales), tales factores deben ser
tomados en cuenta en el estudio del residuo de la semilla tras la extracción de aceite
sobre todo, si se quiere utilizar en la alimentación tanto de humanos como de animales.
(King y col., 2009, Makkar y Becker, 1999).
En México se ha reportado que existen variedades de semillas de J. curcas que no
presentan toxicidad debido a que no contienen Esteres de Forbol, colectadas en 4
diferentes regiones agroclimáticas, tres ubicadas en el estado de Veracruz, México
(Castillo de Teayo, Pueblillo, Papantla y Coatzacoalcos) y la otra en el estado de Morelos,
México (Yautepec), de hecho en estas regiones la gente la consume como botana o
incorporada a alimentos tradicionales (Martínez-Herrera y col., 2006), por lo que se
propone que esta semilla podría ser utilizada en la fabricación de alimentos de alto valor
nutricional, ya que destaca su contenido de proteína cruda (31-34.5%) y lípidos (55-58%)
(Cuadro 1), además de un bajo contenido de almidón y azúcares solubles totales (menos
del 6%).
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Martínez-Herrera y col. (2006), también reportan que el contenido de aminoácidos
esenciales (excepto lisina), en estas semillas son mayores a los requeridos por la FAO /
OMS (1990) para niños de cinco años en todas las muestras evaluadas (Cuadro 2). Los
ácidos grasos principales encontrados en las muestras de aceite fueron oleíco (41.5-
48.8%), linoleíco (34.6 a 44.4%), palmítico (10.5-13.0%), acido cis-11-eicosenoico
(C20:1) y acido cis-11,14-eicosadienoico (C20:2) (Cuadro 2).
Además la semilla contiene otros compuestos que son producto del metabolismo
secundario que no son indispensables para la nutrición pero pueden ser beneficiosos o
perjudiciales para la salud; por ejemplo, anteriormente se mencionaba la toxicidad de
algunas variedades de J. curcas, debido a su contenido de Ésteres de Forbol (3.85 mg/g
de extracto seco) además de otros compuestos no deseables, los cuales es posible
inactivar como son los inhibidores de tripsina (33.1-36.4 mg de tripsina inhibida / g de
residuo seco), fitatos (8.5 a 9.3% base seca ), saponinas (2.1 a 2.9% de base seca) y
lectinas (0.35-1.46 mg / mL de la cantidad mínima de la muestra necesario para mostrar
la aglutinación), si bien estos últimos compuestos no son tóxicos en bajas
concentraciones es necesario disminuir su actividad o bien inhibirlos para asegurar la
inocuidad del alimento. Martínez-Herrera y col (2006), realizaron un tratamiento con calor
húmedo (a 121°C durante 20 min) combinado con otros tratamientos, por ejemplo,
irradiación (disminución de la concentración de fitatos), el contenido de saponinas fue
reducido por extracción de etanol e irradiación, la extracción con etanol, seguido de
tratamiento con 0.07% de NaHCO3 disminuyó considerablemente la actividad de lectinas.
El mismo tratamiento también disminuyó el contenido ésteres de forbol en un 97.9% en
las semillas de Coatzacoalcos.
La digestibilidad in vitro de la harina desgrasada (DM) fue de entre 78.6% y 80.6%; se
aumentó hasta aproximadamente 86% con el tratamiento térmico (Martínez, 2007).
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Por otro lado, estudios realizados en semilla de J. curcas provenientes de Yautepec
Morelos reportado por León-López y col. (2013) indican que estas semillas no pueden
usarse para la preparación de concentrados proteicos con capacidad de integrarse a
matrices alimentarias para consumo animal y/o humano en tanto no se determine el
posible efecto de otros compuestos tóxicos residuales.
Figura 1. Distribución de J. curcas en la República Mexicana
En el Cuadro 1 se presenta la composición química de la semilla de J. curcas
provenientes de diferentes países, destacando el contenido de proteína y grasa y en
cantidades menores fibra cruda y cenizas. (Makkar y col., 1997).
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Cuadro 1. Composición proximal de semillas de J. curcas, cultivada en diferentes
países (datos en base seca)
Origen Proteínas
(%)
Lípidos
(%)
Fibra
(%)
Cenizas
(%)
Cabo Verde, Fogo 25.6 55.5 4.7 3.4
Senegal, Santhie Ram 25.1 50.7 5.62 4.5
Ghana, Nyankpala 31.1 42.9 6.1 4.7
Kenia, Kitui 25.0 52.6 5.8 3.4
Tanzania, Mombo 29.3 47.2 4.4 4.9
India, Sangra 23.2 55.0 4.5 4.4
Costa Rica, Rio Grande 19.0 59.1 ----- 4.5
México, Veracruz 23.7 56.6 5.5 3.6
Nicaragua, Managua 22.2 57.8 3.8 3.6
Nigeria, Ife 27.7 53.9 4.1 5.0
México, Papantla 27.2 58.5 3.8 4.3
Makkar y col., 1997
El promedio de ácidos grasos saturados en el aceite de J. curcas es de 20.8-22.7%,
mientras que el correspondiente a los ácidos grasos insaturados es de 77.2-79.6%. de
los cuales destaca el contenido de ácido palmítico (C16:0), esteárico (C18:0), oleico
(C18:1) y linoleico (C18:2) (Foidl y col., 1996; Banerji y col., 1985) como se muestra en
el Cuadro 2, que destaca los principales aminoácidos presentes en la semilla J. curcas.
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Cuadro 2. Perfil de aminoácidos en semillas de J. curcas comparado con el patrón
FAO/WHO (para niños en edad preescolar 3-5 años)
Aminoácido Nicaragua Cabo Verde México Referencia
FAO/WHO
Lisina 3.74 4.28 3.40 5.80
Leucina 7.03 6.94 7.50 6.80
Isoleucina 4.46 4.53 4.85 2.80
Metionina 1.56 1.91 1.76
2.50 Cisterna 2.24 2.24 1.58
Fenilalanina 4.52 4.34 4.89
6.30 Tirosina 2.79 2.99 3.78
Valina 5.24 5.19 5.30 3.50
Histidina 3.20 3.30 3.08 1.90
Treonina 3.71 3.96 3.59 3.40
Serina 4.88 4.80 4.82 -----
Ácido glutámico 15.40 14.68 15.91 -----
Ácido aspártico 9.73 9.49 9.92 -----
Prolina 5.27 4.96 3.80 -----
Glicina 4.66 4.92 4.61 -----
Alanina 5.04 5.21 4.94 -----
Arginina 13.20 11.8 12.90 -----
Triptofano 1.23 1.31 ------- 1.10
Makkar y col., 1996
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1.1 Aceite de J. curcas
El contenido en aceite de las semillas de Jatropha puede variar desde 18.4 a 42.3 %
(Heller, 1996), pero en general se encuentra en el intervalo de 30 a 35 %. El aceite se
almacena toda la semilla, teniendo un contenido de alrededor de 50 a 55 % (Jongschaap,
2007). Esto es comparable con la semilla de cacahuate (42 %), las semillas de colza (37
%), las semillas de soya (14 %) y semilla de girasol (32 %).
Las propiedades fisicoquímicas del aceite de Jatropha son variables ya que estan
influenciados por el ambiente y la interacción genética, al igual que el tamaño de semilla,
peso y contenido de aceite. La madurez de los frutos también puede afectar a la
composición de ácidos grasos del aceite, así como el procesamiento y almacenamiento
afectar su calidad (Raina y Gaikwad 1987).
El aceite crudo de J. curcas es relativamente viscoso, más que el obtenido de Canola. Se
caracteriza por bajo contenido de ácidos grasos libres, lo que mejora su capacidad de
almacenamiento, aunque su alto contenido de ácido oleico y ácido linoleico hacen que
sea propenso a la oxidación (Cuadro 3). La presencia de ácidos grasos insaturados (alto
índicede yodo) permite que permanezca líquido a temperaturas bajas, por otro lado, tiene
un número de cetano alto (calidad de ignición). El bajo contenido de azufre indica menor
cantidad de emisiones dañinas de dióxido de azufre (S02) cuando el aceite se utiliza como
combustible. Estas características hacen que el aceite sea adecuado para la producción
de biodiesel (Cuadro 3).
Como se puede observar en el Cuadro 3 el perfil de ácidos grasos presente en el aceite
obtenido de semilla de J. curcas de países como Cabo verde, Nicaragua e India es
primordialmente de ácidos insaturados en una proporción promedio de 78 % dentro de
los cuales destacan el ácido Oleico, Linoleico y de ácido garaso saturado Esteárico con
un 7% aproximadamente.
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Cuadro 3. Perfil de ácidos grasos en el aceite de J. curcas de diferentes países.
Ácido graso *Cabo verde (%) *Nicaragua (%) **India (%)
Mirístico (14:0) 0.1 0.1 0.8
Palmítico (16:0) 15.1 13.6 17.1
Palmitoleico
(16:1)
0.9 0.8 0.8
Esteárico (18:0) 7.1 7.4 2.4
Oleico (18:1) 44.7 34.3 49.0
Linoleico (18:2) 31.4 43.2 29.7
linolenico (18:3) 0.2 0.2 0.1
Araquídico (20:0) 0.2 0.3 -----
Behénico (22:0) 0.2 ----- -----
Total Saturados 22.7 21.4 20.3
Total
Insaturados
77.2 78.5 79.6
*Foidl y col., 1996; ** Banerji y col., 1985
Tambien en la alimentación los lípidos son importantes ya que, en primera instancia
aportan características sensoriales como palatabilidad, sabor y textura; además de ser
vehículos de vitaminas liposolubles, pigmentos o colorantes y de antioxidantes; actúan
como emulsionantes y favorecen la estabilidad de suspensiones y emulsiones; son la
causa de la saciedad post-pradial, aportan más de 50% de la energía (Urquiaga y col.,
2008).
En el proceso de elaboración de un helado el contenido de lípidos es importante pues
además de un aporte calórico al producto, pueden favorecer la estabilidad de la
suspensión principalmente en la etapa de mantecación. (Goff y Hartel, 2013)
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En el Cuadro 4 se muestran las propiedades fisicoquímicas del aceite de J. curcas las
cuales comparadas con un aceite considerado con ventajas nutricionales como el aceite
de oliva podemos observar parámetros similares; ésto representa una alternativa de uso
para consumo humano de la semilla y favorece su uso en la formulación de un producto
como es el helado.
Cuadro 4. Características físico químicas del aceite de J. curcas
PROPIEDAD VALOR
Valor calorífico
Apariencia
Gravedad específica a 30°C
Acidez
Índice de saponificación
Índice de yodo
Materia in-saponificable
37.8 MJ/kg
Líquido amarillo claro
0.92
1.24 mg base utilizada/g aceite
197 mg de base utilizada/g
aceite
102 mg de base utilizada/g
aceite
0.4%
(Francis y col., 2005)
1.2 Proteínas
Las proteínas son moléculas complejas imprecindibles para la estructura y función de las
células las cuales se originan a partir de la unión de aminoácidos que se agrupan en
largas cadenas y se unen por enlaces peptídicos. En el caso de semillas de J. curcas el
contendido de proteínas es en promedio de 31-34.5%, las proteínas mas abundantes son
las globulinas y glutelinas (Figura 2) que contienen una importante cantidad His, Arg, Tir
y Fen, por lo que sus proteínas han sido utilizadas para la obtención de péptidos con
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actividad antioxidante y quelante. Las propiedades funcionales de las proteínas confieren
en la elaboración de un helado propiedades emulsionantes que a su vez darán estabilidad
a la formulación base del mismo. (Gallegos-Tintoré y col, 2013).
Figura 2. Patrón SDS-PAGE de la harina desgrasada de semillas de Jatropha curcas.
Carriles (M) marcadores, (a) Albuminas, (b) Globulinas, (c) Glutelinas, (d) Prolaminas.
Las propiedades funcionales de las proteínas afecta y modifica las características de los
alimentos contribuyendo en su calidad final, que en el caso de la elaboración de un helado las
propiedades emulsionantes de las proteínas permiten que el producto adquiera características
de palatabilidad y textura (Goff y Hartel, 2013).
1.3 Factores No Nutricionales
Los factores no nutricionales son sustancias presentes en los alimentos, que tienen la
capacidad de interferir o reaccionar con un nutrimento, disminuyendo su
biodisponibilidad. Los alimentos principalmente de origen vegetal contienen este tipo de
sustancias. Durante el metabolismo secundario las plantas producen compuestos que
pueden regular el crecimiento y desarrollo de la misma fotosíntesis, la respiración,
transporte, translocación y asimilación de nutrientes (Wildman, 2001). Los metabolitos
secundarios se dividen dentro de tres grupos: terpenos (isoprenoides), compuestos
fenólicos, y nitrogenados (alcaloides) (Wildman, 2001). En el Cuadro 5 se muestra la
concentración de factores no nutricionales presentes en semilla de J. curcas.
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Cuadro 5. Concentración de inhibidores de tripsina, lectinas, saponinas y fitatos de de
semilla de J. curcas de diferentes países (Makkar y col., 1997)
Origen aInhibidores de
tripsina
bLectinas cSaponina
s
dFitatos eEsteres
de forbol
Cabo verde 27.3 0.85 1.82 7.2 1.5
Senegal,
Santhie
23.6 0.85 2.21 8.2 2.3
Senegal, Nioro
du
21.6 0.85 1.98 8.1 1.7
Ghana,
Nyankpala
22.2 6.85 2.25 7.8 1.3
Burkina Faso 22.8 0.85 1.91 8.2 1.7
Kenia 24.9 0.85 2.67 6.2 3.3
Tanzania 24.4 0.85 2.58 8.6 1.1
India 27.5 6.85 2.02 8.2 1.3
Costa Rica 26.3 6.85 2.72 9.6 1.5
México,
Veracruz
24.5 6.85 2.06 8.6 1.02
Nicaragua 21.1 2.88 2.0 10.1 2.7
México,
Papantla
26.5 1.70 3.4 8.9 Nd
a. mg de tripsina inhibidos / g b. actividad de lectinas c. equivalente de diosgenina d. equivalente de ácido fítico e. mg/g de esteres de Forbol
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1.3.1 Fitatos
El ácido fítico se forma por la esterificación del alcohol inositol cíclico con un máximo de
seis grupos de ácido fosfórico, mio-inositol cíclico hexafosfato (Figura 3, Thompson,
1986). Según la nomenclatura química es llamado “Mio-inositol” 1,2,3,4,5,6-Hexakis;
C6H18O24P6, PM=659.86 (Oberleas, 1971). Es un compuesto esencial de los granos
(cereales y leguminosas), sin embargo, ha sido demostrado que los fitatos pueden limitar
la disponibilidad de los minerales, principalmente, calcio, magnesio, zinc, hierro y cobre
(Pointillart, 1994).
Figura 3. Molécula de fitato (Thompson, 1986).
La molécula de fitato presenta un valor elevado de fósforo (28.2%), con seis radicales de
ácido fosfórico con una afinidad variable por los diferentes cationes
(Fe<Ca<Mn<Co<Cu<Zn); (Thompson, 1986).
El consumo de alimentos ricos en fitatos ha sido asociado con la reducción de la
biodisponibilidad mineral. En alimentos procesados permite la hidrólisis a tri, tetra y penta
inositol fosfatos, los cuales tienen una baja actividad quelante (Harland y Narula, 1999).
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El ácido fítico también disminuye la digestibilidad proteica “in vitro” asociada con la
formación de macro-complejos a través de la interacción con grupos cargados
positivamente (ε-NH3 o lisina) en las proteínas. Esto también afecta en la digestión del
almidón y el índice glicémico. Este efecto fue el resultado de la interacción directa con el
almidón o con enzimas involucradas en la digestión del almidón o la quelación del ion
calcio requerido para la actividad de la α-amilasa (Lajolo y Genovese, 2002).
Sin embargo, este compuesto también puede tener efectos positivos en la salud, de
acuerdo al estudio realizado por Fox y Eberl (2002), para demostrar que el ácido fítico
puede tener un papel tanto en la prevención como en el tratamiento de muchas formas
de cáncer, principalmente para justificar el inicio de ensayos clínicos de Fase I y Fase II
en humanos.
1.3.2 Inhibidores de proteasas
Son proteínas termolábiles que se encuentran en granos y semillas, cuyo consumo
reduce la digestibilidad y el aprovechamiento de proteínas que participan en el proceso
digestivo ya que inhiben la actividad proteolítica de ciertas enzimas. Los más conocidos
son los de Kunitz y Bowman-Birk de la soya. Ambos inhiben el crecimiento, reducen la
absorción de lípidos, la digestibilidad de proteínas, causan hipertrofia pancreática,
aumento de la secreción de bilis y jugo pancreático (Genovese y Lajolo, 1996).
Los inhibidores presentan alta resistencia térmica y a la proteólisis. Han sido ligados al
cáncer pancreático en animales, también pueden actuar como agentes anti
carcinogénicos. Estudios en animales, trabajos en células “in vitro” y datos
epidemiológicos han mostrado bajos promedios de mortalidad por cáncer en personas
con una ingesta de inhibidores de proteasas. Se ha demostrado que los inhibidores de
proteasas pueden suprimir la transformación de células malignas inducidas por diferentes
tipos de carcinogénicos como: radiación ionizante, luz UV, carcinogénicos químicos y
hormonas esferoidales (Clemente y Domoney, 2001).
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1.3.3 Lectinas (Curcina)
En 1888, Stillmark reportó que los extractos de la nuez de castor (Ricinos communis)
aglutinaban la sangre de diferentes especies de animales. En estos extractos se
encontraron proteínas hema-aglutinantes conocidas como aglutininas. Las lectinas son
un grupo de proteínas de origen no inmune que se unen a carbohidratos que poseen al
menos un dominio no catalítico, el cual se une reversiblemente a un mono u oligosacárido
específico. Las lectinas fueron divididas en 4 grupos basadas en su especificidad de
azúcar, tales como glucosa/manosa, galactosa/N-acetil galactosa, N-acetil glucosamina,
mucosa o ácido siálico (Damme y col. 1997)
Las lectinas se encuentran ampliamente distribuidas en el reino vegetal. Almacenado en
semillas y en todo tipo de tejido vegetal, forman parte del sistema de defensa de la planta
contra insectos y gusanos. La presencia de lectinas en alimentos ha sido considerada
como anti nutricional porque tienen un efecto negativo en el valor nutricional de la dieta.
Sin embargo, muchos de los efectos anti nutricionales pueden ser eliminados o
substancialmente reducidos, con tratamientos térmicos, remojo, germinación y cocción.
En el látex de la planta J. curcas, así como la semilla se ha reportado la presencia de la
lectina conocida como curcina, a la cual se le atribuye el efecto purgante y la aparición
de diversos síntomas, tales como nauseas, inflamación, vomito, (Cano y Hernández,
1984) también hay reportes de que el látex de J. curcas es usado tradicionalmente como
coagulante (Osoniyi y Onajobi, 2003). Sin embargo, Makkar y Becker (1999) y Makkar y
col., (1997) han reportado que los esteres de forbol es el principal componente de la
semilla al que se atribuye la toxicidad y que aun calentando la semilla a 160°C durante
30 min., estos compuestos no son destruidos.
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1.3.4 Esteres de forbol.
Estas sustancias se encuentran distribuidas en especies de plantas de la familia
Euphorbiaceae y Thimelaeaceae, y su estructura se basa en un anillo tetracíclico
conocido como tigliano (Figura 4). Estudios químicos de J. curcas han permitido asumir
que el aceite contiene cuatro diferentes esteres de forbol. Debido a su baja abundancia
y extrema inestabilidad, la determinación de su estructura solo ha sido posible para un
diéster intramolecular el 12-deoxi-16-hidroxiforbol (Figura 5) (Haas y col., 2002).
Alrededor de 60 esteres de forbol han sido aislados de 20 diferentes plantas que
pertenecen a la familia Euphorbiaceae y Thymelaeaceae. A pesar de que los esteres de
forbol son altamente inestables y auto-oxidativos bajo condiciones normales de
almacenamiento, no pueden ser destruidos por tratamientos térmicos como algunos otros
compuestos presentes en la semilla de J. curcas (inhibidores de tripsina y lectinas) (Trabi
y col; 1997)
Figura 4. Estructura base tigliano
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Figura 5. Éster de forbol 12-deoxi-16-hidroxiforbol
Las semillas de J. curcas han sido reportadas como toxicas para humanos, roedores y
ganado. Los síntomas de intoxicación en humanos son quemaduras y dolor en boca y
garganta, vomito, delirio, shock muscular, disminución de la capacidad visual y pulso
acelerado. Un alto promedio de mortalidad ha sido reportado al consumir J. curcas en
roedores y animales domésticos, harina de J. curcas al 0.1 o 0.5% suministrada a pollos
causó disminución del crecimiento, hemorragias y congestión. Cuando se les da aceite
en forma oral a las ratas exhibe una DL50 con 6 mL/Kg de peso corporal y una DL100
con 9-13 mL /Kg de peso corporal, los síntomas observados fueron diarrea, inflamación
gastrointestinal y hemorragia ocular. En ciertas regiones de Nigeria y Burkina Faso las
semillas y el aceite son añadidos a las puntas de flechas como veneno (Gandhi y col;
1995).
Cabe destacar que en México existen variedades de semillas de J. curcas, colectadas en
3 diferentes regiones agroclimáticas de México; dos ubicadas en el estado de Veracruz
(Castillo de Teayo, Pueblillo) y la otra en el estado de Morelos (Yautepec) que se ha
reportado no presentan toxicidad debido a que en su composición no contienen Esteres
de forbol (éste análisis de Ésteres de Forbol reportado por el autor, fue realizado
empleando la metodología descrita por Makkar y col., 1998); de hecho, en estas regiones
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de México la gente la consume como botana o incorporada a alimentos tradicionales
(Martínez-Herrera y col., 2006).
Cabe mencionar que Leon y col., 2013, reporta en su investigación para semilla J. curcas
proveniente de Yautepec, Morelos, que el contenido de Esteres de Forbol evaluado en
concentrado proteico utilizando la metodología de Makkar y col., 2008, no se detecta la
presencia de éstos compuestos; sin embargo, empleando como alternativa un análisis
por HPTLC de los etractos obtenidos a partir de harina y concentrado proteico de
J.curcas, éste análisis reveló la presencia de un compuesto con características químicas
de solubilidad y absorción en el UV compatible con ésteres de forbol pero con diferente
Rf, y dicho presunto éster de forbol se encontró en concentraciones de 0.089mg eq. de
PMA /g muestra para la harina de partida.
1.3.5 Saponinas
Los compuestos saponinas tienen varios tipos; puede unirse con glucósidos que forman
estructuras con jabón cuando se mezclan y se agitan con agua, y se han usado para
tratar algunos padecimientos como la diabetes; enfermedades de hígado, hepatitis,
enfermedad cardiovascular como presión arterial alta, colesterol alto y estrés físico (Bajaj,
1995).
Todas las saponinas contienen una glicona (sapogenoil, sapogenina) en su estructura
química, unidos a uno o más azúcares u oligosacáridos (Figura 6). Se pueden dividir en
dos grupos dependiendo si la glicona es triterpenoide o esteroidal (Dini y col., 2009). La
complejidad en la estructura de las saponinas, así como la posición de grupos funcionales
de origen a su diversidad de actividad biológica. Algunas plantas que presentan
saponinas tienen actividad en contra de hongos, bacterias y virus. Las saponinas han
sido extensamente estudiadas por sus efectos hipocolesterolémicos, pero su toxicidad a
largo plazo en humanos es desconocida (Ridout y col; 1988; Thompson, 1993).
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Figura 6. Estructura de molécula de Saponina
1.4 Toxicidad de J. curcas
Aunque las semillas de J. curcas se consideran la parte más tóxica de la planta, todas
las partes de Jatropha contienen compuestos considerados como tóxicos tales como
Ésteres de forbol, curcina e Inhibidores de tripsina (Jongschaap y col., 2007). Las
variedades que se encuentran comúnmente en África y Asia tienen semillas que son
tóxicas para los seres humanos y los animales, mientras que algunas variedades que se
encuentran en México y América Central se han identificado como no tóxicas. (Brittaine
y Lutaladio. 2010).
La toxicidad es principalmente debido a la presencia de ésteres de forbol como ya se
menciono anteriormente, sin embargo, las variedades de Jatropha mexicana que son no
tóxicas, no contienen estos compuestos (Ésteres de forbol) (Martínez-Herrera y col.,
2006).
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1.4.1 Métodos de destoxificación y/o eliminación de compuestos no
deseados
En un principio estos compuestos no nutricionales eran considerados tóxicos, o
indeseables ya que algunas veces su sabor es desagradable, son indigeribles y
perjudiciales para la salud, por lo que se les sometía a diversos tratamientos para su
eliminación parcial o total (Enneking y Wink, 2000). Los métodos iniciales de eliminación
de estos compuestos, deben haber consistido principalmente en la aplicación de calor
(tostado) y algunos por la cocción. Actualmente muchas estrategias están disponibles
para minimizar el efecto indeseable de estas sustancias, incluyendo:
-Reducción a través de procesos como germinación, calentamiento mediante ebullición
u autoclave, remojo, fermentación, extracción, etc.
-Reducción a través de manipulación genética (selección natural o artificial), Ingeniería
genética en rutas biosintéticas, etc. (Enneking y Wink, 2000)
Generalmente una combinación de métodos es recomendada para eliminar factores no
nutricionales, por ejemplo: germinación y cocción (en autoclave), germinación y tostado,
remojo y autoclave. El método elegido dependerá de la disponibilidad, facilidades y de
las condiciones económicas.
1.5 Alternativa de usos a J. curcas
El piñoncillo (J. curcas) ha sido estudiado desde varios puntos de vista, considerando
fundamentalmente el potencial de uso que tiene para la obtención a nivel agroindustrial
de aceite comestible; esta planta es utilizada también en algunas zonas del estado de
Veracruz en la cocina regional, por ejemplo: guisos tradicionales, análogos de productos
lácteos (Cano, 1987).
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1.6 Historia del Helado
Existen versiones que indican que Marco Polo en su famoso viaje al Oriente trajo una
bebida compuesta por zumos de frutas y el agregado de hielo picado o nieve, estas
bebidas tomaron popularidad rápidamente, evolucionaron y son los actuales granizados.
Otra versión habla de que, durante la invasión árabe a Europa, fue introducido un
producto llamado “Scherbet”, que significa Dulce Nieve. En Sicilia con la llegada de los
árabes, el sorbete helado se popularizó ya que existían las dos materias primas
necesarias: zumos de frutas y nieve del monte Etna. De aquí se extendió por toda Europa.
En el siglo XV renace el helado gracias a la difusión de un artista Bernardo Buontalenti
quien en los banquetes ofrecidos a sus visitantes presentaba unos helados elaborados
con nata, frutas, dulces, aromas, huevos y nieve. Este tipo de helado se conoció
rápidamente en toda Europa (Paredes, 2012).
En el siglo XVII también en Sicilia, se introducen varias novedades en la preparación con
la incorporación de azúcar y la adición de sal al hielo utilizado de modo de prolongar su
vida útil. Con esta modificación comenzó también la venta masiva al público, sentando
las bases para la aparición de las modernas heladerías. En el siglo XIX, el helado llega
a los EE.UU., siendo uno de los países de mayor consumo mundial. En el año 1850 Jacob
Fussell comenzó la fabricación industrial de helados en este país (Paredes, 2012).
En México el consumo per cápita de helado es de 2L al año, el cual se hace
principalmente en temporada de calor y su consumo es en establecimientos, en nuestro
país no es común el hábito de compra en volumen de este producto para degustar en
casa, a diferencia de los países que se encuentran en zonas frías como Noruega, Suecia
en donde el consumo alcanza los 22L /persona al año, porque compran en volumen para
llevarlo a casa. Por otro lado, la industria del helado en México tiene un valor de 908.6
millones de dólares. (INEGI,2016). De acuerdo con estimaciones de la división de helados
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del corportivo Unilever, el consumo de helados en México es 30 % menor al de Brasil y
60 % por debajo de chile, por lo que hay una fuerte oportunidad de crecimiento.
De acuerdo a la Encuesta Nacional de Salud y Nutrición de Medio Camino 2016 que
consiste en una encuesta probabilística, polietápica, estratificada y por conglomerados
con representatividad regional y urbana y rural, de acuerdo a ésta encuesta los helados
fueron clasificados dentro del grupo de alimentos del tipo “Botanas, dulces y postres”,
cuya categoría indica que no es recomendable este tipo de alimento para su consumo
cotidiano, ya que la prevalencia de sobrepeso aumentó 1.1% de 2000 a 2016 y la
obesidad incrementó un 42.8% (ENSANUT, 2016).
La industria de postres fríos en México esta conformada por empresas como Unilever
(aproximadamente 40% del mercado), Nestlé (aproximadamente 25 % del mercado), y el
resto como Nutrisa, Santa Clara y otras de menor tamaño que captan entre 5 y 8 %, así
como por algunas marcas transnacionales y algunas marcas regionales. La variación del
precio del helado va en función de la calidad del producto y de la zona donde se
comercialice. (INEGI, 2017).
1.6.1 Definición de helado
El Diccionario de la Lengua Española define al helado como “Refresco o sorbete de zumo
de fruta, huevo, etc., en cierto grado de congelación”.
Según la Norma Oficial Mexicana NOM-036-SSA1-1993, se define como helado al
“alimento producido mediante la congelación con o sin agitación de una mezcla
pasteurizada compuesta por una combinación de ingredientes lácteos pudiendo contener
grasas vegetales, frutas, huevo y sus derivados, saborizantes, edulcorantes y otros
aditivos alimentarios. Cuando su presentación sea empalillada su denominación será
"paleta". Quedan comprendidos los siguientes: Helado de crema, Helado de leche,
Sorbete, Helado de crema vegetal, Helado de grasa vegetal y Sorbete de grasa vegetal.”
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En general posee un 15% de azúcar y una elevada cantidad de grasa, por ejemplo, los
helados de base láctea tienen un valor nutritivo significativo debido principalmente a su
aporte de proteínas y calcio biodisponible. Sin embargo, el helado ha sido considerado
un alimento probema, ya que puede inducir caries dentales o un exceso de grasa en la
dieta (Marshall y Heymann., 1994), lo cual es una teoriía debida al consumo excesivo de
este tipo de productos.
1.6.2 Composicion de los helados
El helado es un alimento muy energético cuyo contenido calórico varia de acuerdo al tipo
y calidad del producto, por ejemplo, para un helado crema el aporte energético es de 55.2
Kcal, para un helado de leche de 24.2Kcal y para un helado de 67.7Kcal (Ambito
Farmaceutico, 2007).
En general, posee un 15% de azúcar y una elevada cantidad de grasa la cuál varía en
función a la calidad y composición del producto, por ejemplo, los helados de base láctea
tienen un valor nutritivo significativo debido principalmente a su aporte de proteínas y
calcio biodisponible. El helado es un alimento altamente variable debido a los diferentes
requerimientos que tienen las distintas mezclas y sabores, las cuales varían de un país a
otro y de un fabricante a otro. Adicionalmente existen ciertas reglas de normalización que
regulan el nombre, composición e ingredientes, sobreaumentos, tratamientos térmicos y
calidad microbiológica, entre otros. (Goff y Hartel, 2013)
La mezcla para helado puede variar según su dependencia a factores, como:
• Legislación. Puede influenciar la cantidad, calidad y origen de las materias
primas, como también los tratamientos térmicos de la mezcla.
• Preferencias del consumidor. Determina la textura, dulzor, color y sabor entre
otros.
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• Posibilidades técnicas. El tipo de mezcla depende, en gran parte de los equipos
que se posean para la preparación de las mezclas, tratamientos térmicos,
congelamiento, envasado y endurecimiento.
• Materias primas. Según el país o región, el costo de las materias primas o su
disponibilidad definira los ingredientes mas apropiados (Timm, 1989).
1.6.3 Propiedades de la mezcla
La mezcla de helado es un sistema coloidal complejo. En ella, algunas de las sustancias
se presentan en solución verdadera (los azucares y las sales); otras se encuentran en
solución coloidal (proteínas lacteas, estabilizantes, edulcorantes) y otras en suspensión
como los glóbulos de grasa. Dentro de las propiedades de la mezcla de importancia
practica se incluyen la estabilidad, acidez, viscosidad, punto de congelación y velocidad
de batido (Marshall y Heymann, 1994).
1.6.4 Valor Nutritivo
Los helados de base láctea tienen un valor nutritivo significativo, debido, principalmente,
a su aporte en proteínas de alto valor biológico y calcio altamente biodisponible, el
contenido proteico varia dependiendo de la calidad de helado, siendo de entre 1.4 a 1.7
g/100g el contenido en un helado de calidad media (https://www.unilever.com.mx) y de
entre 3.6 a 5 g/100g en un helado de calidad premium (http://haagendazs.com.mx).
También suministran azúcares, grasas, fósforo, magnesio y potasio. Su valor nutritivo
proviene de la leche que contienen. En consecuencia, los que cuentan con una
proporción más elevada de leche, como los helados crema, serán los más nutritivos. Los
helados lácteos pueden contener también huevo, frutos secos, chocolate y añadir las
cualidades nutricionales de estos ingredientes al helado de base. En cambio, los helados
de agua tan sólo nos proporcionan las calorías provenientes de su elevado contenido en
azúcar (20-30%).
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Los sorbetes tienen características nutricionales similares a los helados de agua y pueden
realizar un pequeño aporte de fibra o algunos micronutrientes si están elaborados con un
mínimo de un 30% de fruta o zumo. (Goff y Hartel, 2013).
1.6.5 Tecnología del helado
Para la elaboración del helado se emplean componentes que pueden dividirse en dos
grupos:
a) Ingredientes propiamente dichos: que son los constituyentes esenciales de los
helados:
- Lacteos: Leche descremada, leche en polvo entera y descremada, suero de leche,
crema de leche, mantequilla, leches fermentadas (Di Bartolo, 2005)
- Grasas: aceites y grasas vegetales
- Huevo y derivados
- Azúcares (sacarosa, glucosa, lactosa, azúcar invertido, sorbitol
b) Aditivos: se utilizan para mejorar o para conservar sus cualidades.
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1.6.6 Etapas de fabricación de helados:
El proceso de fabricación del helado se describe en la Figura 7; este puede realizarse de
forma artesanal o bien de forma industrial; a continuación, se describen cada una de las
etapas. (Goff y Hartel, 2013)
a. Almacenamiento de los ingredientes
Cada uno de los componentes empleados en la fabricación de helado debe ser
almacenado en condiciones adecuadas, lo cual implica desde los envases
primarios, secundario, temperatura de almacenamiento y humedad, dentro de las
fechas de vencimiento y especificaciones indicadas por el fabricante.
b. Pesaje y dosificación de los ingredientes
Las materias primas sólidas son dosificadas por peso, mientras que los líquidos
se miden por volumen los cuales son ingresados a un tanque de mezcla que puede
ser calentado mediante una “camisa” de agua caliente y un agitador con velocidad
variable con la finalidad de disolver y dispersar todos los componentes.
Otro método a escala industrial es la dosificación de los componentes líquidos a
través de bombas de desplazamiento positivo y velocidad variable.
En el caso de dosificación de cantidades pequeñas, es indispensable el uso de
balanzas calibradas y la incorporación de los ingredientes se realiza de forma
manual.
c. Mezcla y emulsión de ingredientes
El objetivo de este paso del proceso es reducir el tamaño de particula a menos de
100 micras de diámetro a través de un molino coloidal, aumentando de esta
manera la superficie de contacto de cada uno de los componentes, disminuyendo
el peso específico y mejorando la dispersión.
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d. Homogenización de la mezcla
Éste consiste en dividir finalmente los globulos de materia grasa de la mezcla ya
que la grasa sin homogeneizar se encuentra presente debido a un compuesto
natural presente en la leche que es la aglutinina, lo que hace que se forme la
llamada “capa de nata”. Los equipos empleados para este proceso se llaman
Homogeneizadores.
e. Pasteurización de la mezcla
El objetivo de la pasteurización de la mezcla es la destrucción de las bacterias
patógenas que pueden ser nocivas a la salud del consumidor. Éste consiste en
someter a la acción de calor para eliminar dichas bacterias y posteriormente a
enfriamiento; éste proceso se aplica de forma obligatoria en la elaboración de
helados con la finalidad de garantizar la calidad sanitaria del alimento. Con este
proceso también se logran otros objetivos como la destrucción de ciertos tipos de
microrganismos generadores de malos sabores y olores y lograr una completa
disolución de todos los ingredientes de la mezcla.
f. Maduración
Una vez que la mezcla ha sido homogeneizada y pasteurizada se tranfiere a
depósitos a temperatura de 4 o 5°C por un periodo de 4 a 5 h. Este tiempo es
fundamental para lograr los siguientes beneficios en el producto: cristalización de
la grasa y una buena consistenia del helado, mayor resistencia al derretimiento.
g. Mantecación del helado
Conocido también como congelación, es una de las etapas que influyen más en la
calidad del helado final. En esta etapa se realiza la incorporación de aire por
agitación vigorosa de la mezcla, hasta lograr el cuerpo y la textura deseada y la
congelación rápida del agua de la mezcla para evitar la formación de cristales,
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dando una mejor textura al helado. La temperatura para el proceso de mantecación
o congelación esta comprendida entre los -4 y -10 °C.
h. Overrun o agregado de aire a la mezcla
Éste es el proceso de incorporación de aire en el producto, para lo cual debe
considerarse la legislación vigente que restrinja o limite la incorporación de aire, el
contenido de grasa en la mezcla y la demanda del mercado consumidor.
i. Envasado
Las heladerias industriales disponen a partir de los congeladores, de líneas de
envasado que se clasifican en: Envasados de conos, Envasado de copas,
Envasado de helados a granel y producción de paletas o barritas.
j. Endurecimiento
Una vez que los helados han sido envasados, es necesario su endurecimiento, ya
que al salir del congelador la temperatura es de -5 °C, teniendo en este punto el
helado una consistencia semifluida pudiendo incluso perder su forma original si no
es congelado inmediatamente. Para evitar estos defectos, el producto se debe
congelar hasta por lo menos -23°C.
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PROCESO ARTESANAL PROCESO INDUSTRIAL
Figura 7. Etapas de fabricación del helado empleando proceso artesanal y proceso de
fabricación industrial.
k. Distribución
j. Endurecimiento
i. Envasado
h. Agregado de Overrum (aire)
g. Mantecación
f. Maduración
e. Pasteurización
d. Homogenización de la mezcla
c. Mezcla
b. Pesaje y dosificación
a. Recepción y almacenamiento de las materias primas
k. Distribución y conservación
j. Endurecimiento
i. Envasado
g. Mantecación
c. Mezcla
b. Pesaje y dosificación
a. Recepcion y almacen de las materias primas
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2. JUSTIFICACIÓN
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JUSTIFICACIÓN;
El cultivo de J. curcas ha crecido en las ultimas décadas debido tanto a sus características
para ser empleada en producción de biocombustibles, pero también debido a sus
ventajas nutricionales en donde resalta su alto contenido de grasa y proteína destacando
ácidos grasos insaturados y proteínas de alto valor biológico; debido a ello se propone
inocorporarla en la formulación de un helado, lo que podría promover un uso alternativo
para la semilla diferente al de producción de biocombustibles.
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3. HIPÓTESIS
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HIPÓTESIS:
Los factores no nutricionales de la semilla de J. curcas puede ser disminuido o inactivado
por medio de proceso de calentaiento como tostado, lo cual, aunado a su contenido
elevado de proteínas y lípidos primordialmente insaturados, permitirá su uso en un
producto alimenticio como un helado.
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4. OBJETIVOS
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Objetivo General
Elaborar un helado con semilla tostada de J. curcas con propiedades alimenticias
de calidad y características sensoriales agradables.
Objetivos específicos
• Caracterización química proximal de la semilla J. curcas.
• Cuantificación de los compuestos no nutricionales presentes en la semilla J.
curcas sometida a diferentes temperaturas de tostado.
• Establecimiento de las condiciones para la elaboración artesanal de un helado
empleando semilla tostada de|| J. curcas.
• Evaluación de las características fisicoquimicas del producto final.
• Evaluación sensorial del helado elaborado con semillas tostadas de J. curcas.
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5. MATERIALES Y MÉTODOS
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5.1 Materiales
5.1.1 Material biológico
Para el desarrollo de esta investigación se empleó semilla de J. curcas L (Figura 8)
proveniente de Pueblillo, Veracruz, proporcionados por el Dr. Jorge Martínez Herrera.
Figura 8. Semilla de J. curcas con testa (lado izquierdo) y sin testa (lado derecho)
5.1.2 Material de Laboratorio y Equipo
Para el desarrollo experimental se utilizó, el equipo enlistado en el Cuadro 6, material
de vidrio y plástico de laboratorio, así como reactivos grado analítico.
Cuadro 6: Listado de equipos empleados
Equipo Marca
Mufla Thermolyne
Parrilla Thermolyne
Equipo de Soxhlet Lab-line Instruments
Digestor para proteinas Labconco
Destilador para proteinas Labconco
Estufa GCA
Microtitulador Shott Instruments
Potenciómetro Hanna Instruments
Balanza Analítica AND
Espectrofotómetro Jenay
Centrífuga Lab-Tech
Autoclave Technilab
Molino de Granos Janke & Kunkel
Liofilizadora Jouan LP3
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5.2 Métodos
5.2.1 Caracterización física de la semilla
Se realizó la determinación de largo, ancho, grosor y peso de la semilla entera y del
grano.
Para la determinación del peso de la semilla, se escogieron al azar 50 semillas con testa
y se pesaron en una balanza analítica una por una. Posteriormente se descascararon
manualmente y se realizó la determinación de peso del grano sin testa en una balanza
analítica una por una. El resultado del peso de la testa se obtuvo por diferencia entre el
peso de la semilla entera menos el peso del grano. El resultado se reportó en g por cada
100 semillas.
5.2.2 Determinación de humedad
Se realizó la determinación de humedad en termobalanza a las muestras de semilla
cruda, así como a la semilla sometida a 4 temperaturas de tostado: 100, 150, 200 y 250C
(AOAC 2005).
5.2.3 Caracterización Nutricional de la semilla sin tratamiento térmico
El análisis químico proximal se realizó empleando las técnicas reportadas por la A.O.A.C
(2005). Para la determinación de proteína se utilizó el método de Kjeldhal empleando un
factor de conversión de nitrógeno a proteína de 5.71, Lípidos por medio de la extracción
con Soxhlet, Fibra total dietaria por el método enzimático, Cenizas por calcinación y la
determinación de Carbohidratos fue de manera indirecta considerando el total de la
semilla menos la concentración de los demás componentes.
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5.2.4 Tostado de la semilla
Para la determinación del tiempo óptimo de tostado, se descascaró manualmente semilla
de J. curcas. Posteriormente se colocó la semila sin cáscara en un sarten de teflón el cual
se encontraba a 100C; (la temperatura se determinó empleando un termómetro
infrarojo), se realizó el tostado de la semilla durante 10 min, durante este periodo de
tiempo se mezcló la semilla constantemente para obtener un tostado uniforme. Este
mismo procedimiento se siguió para las démas temperaturas de tostado (100, 150, 200
y 250C).
5.2.5 Caracterización no nutricional de semilla sometida a diferentes
tratamientos térmicos.
5.2.5.1 Determinación de Saponinas
La concentración de saponinas se realizó por un método mediante el uso de vainillina
disuelta en metanol y H2SO4 para la generación de grupos cromóforos en saponinas, que
son visibles en longitudes de onda alrededor de 455 - 460 nm, el resultado de la lectura
se comparó con una curva tipo preparada de acuerdo a lo indicado en el Cuadro 7,
utilizando como estándar diosgenina.
La extracción de saponinas se realizó a partir de 0.5 g de semilla molida de J. curcas
(para cada una de los tratamientos térmicos) y se colocaron en tubos de centrifuga de 50
mL, posteriormente se añadieron 10 mL de metanol acuoso al 80% a cada uno de los
tubos y se agitaron inmediatamente para que la mezcla fuera homogénea y se
mantuvieron en agitación mecánica en un agitador orbital durante 16 h.
Pasado dicho tiempo los tubos se centrifugaron a 5000 rpm por 10 min y se recolectó los
sobrenadantes en tubos de vidrio. A los tubos que contenían el remanente de muestra,
se les adicionó 5 mL de metanol al 80%, y se centrifugó a 5000 rpm por 10 min, y se
recolectó nuevamente el sobrenadante (este procedimiento se realizó 2 veces).
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Para la valoración de saponinas, se tomaron 200 μL del extracto obtenido, y se agregaron
50 μL de metanol al 80% a temperatura ambiente. Los tubos se transfirieron a un baño
de hielo, ahí se les adicionó 0.25 mL del reactivo de vainillina y 2.5 mL de ácido sulfúrico
(este último reactivo es importante agregarlo lentamente, resbalándo la solución por la
pared del tubo), y agitando inmediatamente en el vortex. La mezcla obtenida se calentó
en un baño a 60°C por 10 min. Terminado este periodo de tiempo se enfriaron los tubos
en un baño de hielo. Finalmente se midió la absorbancia a 520 nm contra un blanco de
reactivos.
Los valores de las absorbancias obtenidas para cada muestra se interpolaron en la curva
tipo de diosgenina para obtener μg de disogenina por cada mL y finalmente los resultados
se expresaron en g equivalentes de diosgenina por cada 100 g de muestra. Los cálculos
se realizaron de la siguiente manera:
Cuadro 7. Preparación de la curva tipo de diosgenina
No. De Tubo Diosgenina
(g)
Estándar de
diosgenina
(mL)
Metanol
80% (mL)
Reactivo de
Vainillina
(mL)
Ácido
sulfúrico
72% (mL)
Blanco 0 0 0.25 0.25 2.5
1 25 0.05 0.20 0.25 2.5
2 50 0.10 0.15 0.25 2.5
3 75 0.15 0.10 0.25 2.5
4 100 0.20 0.05 0.25 2.5
5 125 0.25 0.00 0.25 2.5
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5.2.5.2 Determinación de Fitatos
La determinación de fitatos se llevó a cabo por espectrofotometría, siguiendo el método
de Vaintraub y Latpeva (1988). La técnica se fundamenta en la destrucción de un
complejo de (Fe3+- ácido sulfosalicílico) conocido como reactivo de Wade y como señal
analítica se utiliza la disminución de la absorción de dicho complejo colorido.
El color morado del reactivo de Wade es debido a la reacción entre el ion férrico y el ácido
sulfosalicílico con una absorbancia máxima a 500 nm. En presencia del fitato, el ion fierro
se une al éster de fosfato y provoca su indisponibilidad para reaccionar con el ácido
sulfosalicílico, resultando un decremento en la intensidad del color morado. Para la
interpretación de los resultados se preparo una curva tipo de acuerdo a lo indicado en el
Cuadro 8, utilizando ácido fitico como patrón de referencia.
Cuadro 8. Preparación de la curva tipo de fitatos
Fitatos (g) solución de ácido fitico (mL)
Agua destilada (mL)
Reactivo de Wade (mL)
0 0 3.0 1.0
32 0.2 2.8 1.0
64 0.4 2.6 1.0
96 0.6 2.4 1.0
128 0.8 2.2 1.0
160 1.0 2.0 1.0
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Para la extracción de los fitatos de la muestra se pesaron aproximadamente 0.5 g de
harina de J. curcas de cada una de las temperaturas de tostado sometidas y se colocaron
en tubos de centrifuga de 50 mL, posteriormente se añadieron 10 mL de HCl al 3.5% en
cada tubo y se agitaron inmediatamente para homogenizar la muestra. Los tubos se
mantuvieron en agitación mecánica en un agitador orbital durante 1 h. Pasado dicho
tiempo los tubos se centrifugaron a 5000 rpm por 10 min. y se recolectaron los
sobrenadantes.
Para la valoración de fitatos primero se añadió la muestra (200 μL de extracto),
posteriormente se agregaron 2800 μL de agua destilada y 1 mL de Reactivo de Wade.
Los tubos se agitaron en el vortex y finalmente se midió la absorbancia a 500 nm contra
un blanco de agua destilada.
❖ Calculo de la concentración de fitatos.
Los valores de las absorbancias obtenidas para cada muestra se interpolaron en la curva
tipo de fitato de sodio para obtener μg de fitato de sodio y finalmente los resultados se
expresaron en mg equivalentes de fitato de sodio por cada 100 g de muestra. Los cálculos
se realizaron de la siguiente manera:
5.2.5.3 Determinación de Compuestos Fenólicos Totales
Se cuantificó la concentración de fenoles totales por el método de Folin-Ciocalteu. Esta
prueba consiste en mezclar ácido fosfotúngstico (H3PW12O40) y ácido fosfomolíbdico
(H3PMo12O40) que se reduce, por la acción de los fenoles, en una mezcla de óxidos azules
de tungsteno (W8O23) en un medio básico Na2CO3 al 10%. Los polifenoles son fácilmente
oxidables en medio básico, formando O2, los productos de oxidación reaccionan con el
molibdato formando óxido de molibdeno MoO, este compuesto puede ser identificado y
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cuantificado por espectroscopía de UV/vis debido a que absorbe a una longitud de 765
nm.
La extracción de compuestos fenólicos totales se realizó conforme al método desarrollado
por Abdel–Aal y Hucl (1999). Se pesaron 0.5 g de harina de J. curcas sometida a los
diferentes tratamientos térmicos y se colocaron en tubos para centrifuga de 50 mL,
posteriormente se les adicionó 10 mL de metanol acidificado (HCl al 1% en metanol) y se
agitaron inmediatamente para que la mezcla fuera homogénea
Los tubos se agitaron en posición vertical durante 8 h en un agitador orbital, ésto se
realizó a temperatura ambiente y protegiendo las muestras de la luz. Concluido el tiempo
de agitación, las muestras con el extracto se centrifugaron a 5000 rpm durante 10 min.
Finalmente se recolectó el sobrenadante de cada muestra en tubos de vidrio, las cuales
también se protegieron de la luz; en lo que respecta a los sólidos estos se desecharon.
Cuadro 9. Preparación de la curva tipo de ácido gálico
No. De tubo Concentración
(mg/mL de ácido
gálico)
L solución (1:10) L agua destilada
Blanco 0 0 1000
1 0.1 200 800
2 0.2 400 600
3 0.3 600 400
4 0.4 800 200
5 0.5 1000 0
Para las muestras (extractos) se tomaron 20 μL de cada una de ellas. Posteriormente se
adicionó 1.58 mL de agua destilada, 100 μL de reactivo de Folin Ciocalteu diluido 1:2 y 300
μL de carbonato de sodio al 10 % y se mezclaron con ayuda de un vortex. Las mezclas se
mantuvieron a temperatura ambiente y protegidas de la luz durante 2 h (tiempo de reacción),
finalizado este tiempo se leyó la absorbancia a una longitud de onda de 765 nm.
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Los valores de las absorbancias obtenidas para cada muestra se interpolaron en la curva
tipo de ácido gálico para obtener mg de ácido gálico por cada mL y finalmente los
resultados se expresaron en mg equivalentes de ácido gálico por cada 100 g de muestra.
Los cálculos se realizaron de la siguiente manera:
5.2.5.4 Determinación de Inhibidores de Tripsina
La actividad de los inhibidores de tripsina se determinó por espectrofotometría, siguiendo
el método enzimático de Welham y Domoney (2000). Estos métodos permiten determinar
la capacidad de la muestra para inhibir la actividad que la tripsina control ejerce sobre el
sustrato sintético α–N–benzoil–DL–arginina–p–nitroanilida (BAPNA).
El sustrato cromogénico BAPNA (amida), al ser hidrolizado por la tripsina, libera un
compuesto colorido de p-nitroanilina (amina), cuya absorbancia se mide a una longitud
de onda de 410 nm a los 10 min de incubación a 37°C. Por lo tanto, el valor de
absorbancia de la p-nitroanilina liberada, está directamente relacionada con la
absorbancia de la tripsina. Una unidad de tripsina (UT) se define arbitrariamente como el
incremento de 0.01 unidades de absorbancia en las condiciones de ensayo anteriormente
señaladas. La absorbancia del control de tripsina deber ser próxima a 0.4 nm, que por
definición es el valor que obtiene cuando el 100% de la tripsina presenta actividad. Este
valor se tomó por conveniencia para estandarizar el método y que los resultados pudieran
ser comparables.
La actividad de los inhibidores de tripsina se expresó en términos de unidades de tripsina
inhibidas, de manera que una unidad de inhibidores de tripsina (UIT) es la cantidad de
inhibidores que reduce 0.01 unidades de absorbancia, en relación con el control de
tripsina y en las condiciones anteriormente definidas. El inhibidor de tripsina presente en
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la muestra, se unió al sitio activo de la tripsina produciéndose una inhibición competitiva,
limitándose así las posibilidades de actuación de esta enzima sobre el sustrato de la
reacción, liberándose menos p-nitroanilida y desarrollándose menos color que en la
reacción control de tripsina. (Welham y Domoney, 2000).
Figura 9. Reacción producida en la cuantificación de las unidades de inhibidores de
tripsina por el método enzimático de Welham y Domoney, 2000.
En tubos eppendorf mantenidos a 37°C en un baño maría, se adicionaron 200 μL de una
solución tampón TRIS – HCl 0.05 M a pH 7.5 y a continuación se añadieron 200 μL de
solución de tripsina. Pasados 2 min, se añadieron 500μL de una solución la cual
denominamos BTC preparada con 10mg de tripsina disueltos en 500mL de una solución
de HCl 1 mM, posteriormente se dejó incubar 10 min a 37 °C en el baño maría.
Tras el proceso de incubación, la reacción enzimatica se detuvo con la adición de 100 μL
de ácido acético al 30%. A continuación, la solución se centrifugó a 3800 rpm durante 10
min y se midió su absorbancia a una longitud de onda de 410 nm en un espectrofotómetro
contra un blanco de reactivos. Este valor debe ser o estar muy próximo a 0.4 unidades
de absorbancia.
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Finalmente se preparó un blanco del control, pero después de la adición de 200 μL de
solución de tripsina y al cabo de 1 min de reacción, se añadieron 100 μL de acido acético
al 30%. Pasado 1 min, se añadieron 500 μL de solución de BTC. De esta manera se evitó
la hidrólisis del BAPNA por acción de la tripsina.
Para llevar a cabo la extracción de los inhibidores de tripsina, se pesaron 0.025 g de
harina de J. curcas de cada una de los tramientos de tostado evaluadas, se colocaron en
tubos eppendorf y posteriormente se les añadió 1 mL de HCl 0.05M, y se mantuvieron en
agitación durante 1h a 4°C. Pasado dicho tiempo los tubos se centrifugaron a 3800 rpm
durante 10 min, enseguida se recolectó el sobrenadante y se mantuvo en un baño de
hielo hasta el momento de su valoración. Se realizó una extracción para cada muestra.
Antes de comenzar la valoración de los inhibidores de tripsina, se llevaron a cabo pruebas
con diferentes volúmenes de extracto para obtener valores de absorbancia inferiores a
0.4. Una vez realizadas las pruebas y conseguidos los volúmenes adecuados, estos
fueron identificados como (x μL). En tubos eppendorf mantenidos a 37°C en un baño
maría, se añadieron los (x μL) de extracto y a continuación el volumen de tampón Tris –
HCl 0.05 M pH 7.5 (y μL) necesario para obtener un volumen final de 200 μL.
Posteriormente, se añadieron 200 μL de solución de tripsina, y pasado el tiempo de
inhibición enzimatico (2 min), se introdujeron 500 μL de solución BTC previamente
calentada a 37°C. Al cabo de 10 min de incubación, la reacción enzimática se detuvo con
100 μL de acido acético al 30%. La muestra se centrifugó a 3800 rpm durante 10 min y
se midió la absorbancia a una longitud de onda de 410 nm.
Se realizaron tres valoraciones de cada extracto. Para el blanco del ensayo se procedió
de igual forma que en la muestra, pero los 200 μL de solución de tripsina fueron
sustituidos por 200 μL de HCl 1mM.
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❖ Cálculo de las unidades de inhibidor de tripsina
El resultado se reportó en unidades de inhibidor de tripsina por mg de muestra. El cálculo
para obtener el número de unidades de inhibidor de tripsina se realizó de acuerdo con la
siguiente fórmula.
5.2.6 Elaboración del análogo de leche de semilla de J. curcas
Para elaborar el análogo de leche se descascaró manualmente la semilla de J. curcas y
se enjuagó con agua purificada, posteriormente se realizó el tostado de la misma en un
sartén de teflón convencional a la temperatura de tostado seleccionada y se colocó en
una licuadora convencional con agua en una proporción 30:70 (semilla: agua).
Posteriormente se realizó la molienda hasta obtener una mezcla homogénea, se filtró el
análogo de leche a través de un trozo de manta de cielo y se colectó el filtrado en un
contenedor limpio y seco.
5.2.7 Elaboración de base de helado
Para la elaboración de base de helado se utilizó la siguiente formulación:
• 375mL de leche condensada
• 350mL de leche evaporada
• 250mL de media-crema
• ½ taza de leche en polvo
• 50 mL de extracto de vainilla
• 1 yema de Huevo
Se colocó en un recipiente a fuego bajo el contenido de leche evaporada, posteriormente
se agregó la leche condensada y mezcló continuamente con una cuchara de madera, La
mezcla anterior se mantuvo en movimiento constante hasta ebullición y se agregó el
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extracto de vainilla. Se continuó con la agitación, añadiendo la leche en polvo y se mezcló
a fuego bajo (cuidadosamente para evitar la generación de grumos) se continuó la
agitación constante a fuego bajo hasta que la mezcla comenzó a espesar. Se agregó la
media-crema y se continuó con agitación a fuego bajo hasta que la mezcla comenzó a
espesar, posteriormente se añadió una yema de huevo y se mantuvo en agitación
constante para aportar cremosidad; se mezcló hasta ebullición, en este punto se observó
una mezcla espesa sin grumos y se mantuvo así por 30 min más a fuego bajo.
5.2.8 Elaboración artesanal del Helado
Para la elaboración de base de helado se utilizó la siguiente formulación:
• 400mL de Base de helado,
• 400mL de análogo de leche de semilla de J. curcas,
• 150g de Semilla tostada de J. curcas
• 20mL de sabor artificial piñon
• 5g de colorante artificial rosa.
Con ayuda de una licuadora se mezcló a baja velocidad la base de helado con 400mL de
análogo de leche de semilla de J. curcas, se adicionaron las semillas tostada de J. curcas
previamente cortadas en trozos, 20mL de sabor artificial piñon, 5g de colorante artificial;
hasta obtener una mezcla homogénea. La mezcla resultante se colocó en un recipiente
de aluminio previamente enfriado en congelación y se coloco en el congelador durante 8
h.
5.2.9 Análisis químico proximal del helado.
Se realizó el análisis quimico proximal de acuerdo con los métodos establecidos en las
Normas Oficiales Mexicanas:
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5.2.9.1 Pérdida por secado (humedad) (g/100g),
Realizado de acuerdo a lo establecido en la NOM-116-SSA1-1994 Bienes y Servicios.
Determinación de Humedad en Alimentos por Tratamiento Térmico. Método por Arena.
❖ Fundamento
Este método se basa en añadir arena o gasa, para incrementar la superficie de contacto
y la circulación del aire en la muestra, favoreciéndose así la evaporación durante el
tratamiento térmico.
❖ Procedimiento
Para cada muestra se prepararon dos cápsulas y las tapas respectivas de la siguiente
forma:
Dos cápsulas de aluminio con 30 g de arena se llevaron a peso constante durante 2 h a
100 ± 2°C; una vez transcurrido el tiempo se sacaron de la estufa y se colocaron en un
desecador para enfriar a temperatura ambiente y se pesaron (masa M1), se colocó en
una cápsula 10 g de producto, se tapó la capsula y se pesó en báscula. (masa M2).
Después de pesar, se mezcló bien la muestra con arena, posteriormente se añadieron
5mL de agua destilada, lo cual facilita una mezcla uniforme.
Se evaporó a sequedad, sin tapa, por medio de un baño maría. Durante la evaporación,
se mezcló el conten ido cada 3 min, cuidando no tener pérdida de muestra.
Se introdujo la cápsula con la muestra previamente evaporada en la estufa y se secó
durante 4 h a 100° ± 2°C. Posteriormente transcurrido el tiempo, se retiró la capsula de
la estufa y se colocó en desecador para enfriar hasta temperatura ambiente y se pesó
inmediatamente (masa M3).
❖ Cálculo.
El contenido de humedad en la muestra se calculo con la siguiente fórmula expresada en
por ciento:
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En donde:
M1 = Peso de la cápsula con arena (g)
M2 = Peso de la cápsula con arena más muestra húmeda (g)
M3 = Peso de la cápsula con arena más muestra seca (g)
5.2.9.2 Grasas (lípidos) (g/100g),
Realizado de acuerdo a la norma NMX-F-615-NORMEX-2004 Alimentos Determinación
de Extracto Etéreo (método soxhlet) en alimentos.
❖ Fundamento
El método para la extracción de los lípidos libres, utiliza un agente deshidratante que
absorbe la humedad de la muestra y arena de mar que provoca un medio poroso que
permite que el disolvente pase con mayor facilidad a través de ésta, extrayendo la grasa
presente. En la extracción de lípidos combinados se utiliza el medio ácido para disolver
las proteínas y así permitir la separación de la grasa.
❖ Procedimiento Extracción de lípidos libres
Se pesaron 2 g de muestra dentro de un cartucho de extracción, se agregó la misma
cantidad de sulfato de sodio y se mezcló con un agitador de vidrio. Se agregaron 2 g de
arena, se continuó mezclando y sin retirar el agitador, se colocó el cartucho en un vaso
de precipitado de 50 mL. Se secó en estufa durante 6 h. Posteriormente se cubrió la
mezcla contenida en el cartucho, con una porción de algodón, y se colocó en el extractor
de Soxhlet. Se realizaron lavados del vaso donde fue secada la muestra con varias
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porciones de éter adicionando los lavados al extractor. Se agregó suficiente éter hasta
obtener 3 descargas del extractor. Se conectó el refrigerante al extractor y se hizo circular
el agua. Se calentó el matraz hasta obtener un mínimo de condensación de 3-6 gotas /
seg. Se efectuó la extracción durante 6 h. Transcurrido el tiempo se suspendió el
calentamiento, se retiró el extractor del matraz y se dejó caer una gota de éter del
extractor sobre un vidrio de reloj, para verificar que la extracción fue realizada completa.
Terminada la extracción, se evaporó el disolvente del matraz a baja temperatura y se
secó en estufa a 100°C hasta peso constante; posteriormente se dejó enfriar en
desecador y pesó.
❖ Cálculos
% de grasa = PG - PB X 100
PM
En donde:
PG = Peso del matraz con grasa seca en g
PB = Peso del matraz con cuerpos de ebullición a peso constante en g
PM = Peso de la muestra en g
5.2.9.3 Grasas saturadas (g/100g)
Realizado de acuerdo a lo establecido en el proyecto de norma PROY-NMX-Y-348-SCFI-
2006 Alimentos para animales – Determinación del indice de yodo – Metodo de Hanus
❖ Fundamento
Se define como el número de g de yodo que reaccionan con 1g de lípidos, en una medida
del promedio de dobles ligaduras o instauraciones que tienen los aceites y grasas.
❖ Procedimiento
Se pesaron 0.5 g de muestra en un matraz para yodo y se disolvieron con 10 mL de
cloroformo, posteriormente se adicionaron con pipeta 25 mL de la solución de Hanus. Se
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dejó reposar este matraz tapado en la oscuridad por 30 min agitando ocasionalmente.
Se adicionaron 10 mL de yoduro de potasio al 15% agitando suavemente, posteriormente
se adicionaron 100 mL de agua destilada realizando enjuagues al tapón del matraz para
yodo.
Se tituló con solución de tiosulfato de sodio al 1% hasta que desapareció el color rojo
oscuro y se observó un color amarillo pálido, posteriormente se agregaron 0.5mL de
solución de almidón (saturada) y se continuó con la titulación hasta que desapareció el
color azul.
Se corrieron dos blancos de reactivos.
❖ Cálculos
Se utilizó la siguiente fórmula para el cálculo del índice de yodo:
Donde:
B= son los mL de tiosulfato gastados en el blanco;
S= son los mL de tiosulfato gastados en la muestra;
N= es la normalidad del tiosulfato;
W= es el peso de la muestra, y
12.69= son los equivalentes de yodo
5.2.9.4 Fibra cruda (g/100g)
Realizado de acuerdo a lo establecido en la NOM-051-SCFI/SSA1-2010 y NOM-F-90-S-
1978 “Determinación de Fibra Cruda en Alimentos”.
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❖ Fundamento
Este método se basa en la digestión ácida y alcalina de la muestra obteniéndose un residuo
de fibra cruda y sales que con calcinación posterior se determina la fibra cruda.
❖ Procedimiento
Se transfirieron 2.0 g de muestra a un vaso de precipitados de volumen adecuado, se
agregó 1 g de asbesto y 200 mL de ácido sulfúrico al 1.25%, se colocó el vaso en el
aparato sobre la placa de calentamiento la cual se encontraba caliente y se calentó la
mezcla durante 30 min, agitando periódicamente el vaso para evitar que los sólidos se
pegaran a las paredes. Posteriormente se filtró la mezcla anterior a través de papel filtro
y se realizaron enjuagues con 60 mL de agua caliente sobre el papel filtro hasta que las
aguas de lavado tuvieron un pH igual al del agua destilada.
Se transfirió el residuo del vaso con ayuda de 200 mL de NaOH al 1.25% y se calentó a
ebullición durante 30 min. Se retiró el vaso y se filtró en buckner con papel filtro de masa
conocida y cenizas conocidas, posteriormente se realizó lavado con agua hasta que las
aguas de lavado tuvieron un pH igual al del agua destilada (pH= 7). El residuo anterior se
transfirió a un crisol a masa constante y se secó a 130°C durante 2 h. Posteriormente se
enfrió el crisol y se pesó. Se calcinó a 600°C durante 30 min, se enfrió y determinó su
masa.
❖ Cálculos
En donde: Ps = masa en g del residuo seco a 130°C
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Pp = masa en g de papel filtro.
Pcp = masa en g de las cenizas del papel.
M = masa de la muestra en g.
Pc = masa en g de las cenizas.
5.2.9.5 Proteína (g/100g)
Se realizó empleando las técnicas reportadas por la A.O.A.C (2005). Para la
determinación de proteína se utilizó el método de Kjeldhal empleando un factor de
conversión de nitrógeno a proteína de 6.25, considerando que este factor es utilizado
para: carne, pescado, huevo, leguminosas y proteínas en general.
5.2.9.6 Cenizas (g/100g)
Realizado de acuerdo a lo establecido en las técnicas reportadas por la A.O.A.C (2005),
por calcinación.
5.2.9.7 Carbohidratos totales (g/100g) De los cuales azúcares (g/100g)
Realizado de acuerdo a lo establecido en la NOM-086-SSA1-1994.
❖ FUNDAMENTO:
Determinación de azúcares Reductores directos y totales.
El fundamento consiste en digerir primero la muestra primero para precipitar las
proteínas, utilizando soluciones de acetato de zinc y ferrocianuro de potasio. En un
volumen se determinan los azúcares reductores directos y otro volumen es hidrolizado
con ácido clorhídrico para determinar los azúcares reductores totales mediante una
valoración volumétrica.
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❖ PROCEDIMIENTO
Titulación de la solución A-B
Se midieron con pipeta volumétrica 5 mL de la solución A o Solución de sulfato de cobre
la cual contenía 34.639 g de sulfato de cobre pentahidratado (CuSO4.5H2O) disuelto en
agua destilada y diluido a 500 mL; filtrar a través de lana de vidrio y 5 mL de la solución
B o Solución de Tartrato de sodio y potasio la cual contenía 173 g de tartrato de sodio y
potasio (KNaC4H4O6.4 H2O) y 50 g de NaOH disueltos en agua y llevados a volumen
de 500 mL en un matraz Erlenmeyer de 500 mL. Se agregaron 100 mL de agua, cuerpos
de ebullición, se calentó en una parrilla cerrada a ebullición y se agregó poco a poco con
una bureta, solución patrón de sacarosa diluida, hasta la reducción total del cobre. Se
agregó 1 mL de la solución acuosa de azul de metileno al 0.2%. Se continuó la titulación
hasta la desaparición del color azul y se verificó el gasto.
❖ CALCULO
Calcular los mg de sacarosa que se necesitan para titular la solución A-B. Este valor
corresponde al factor F del reactivo.
F= V1 X D1
Donde:
F = Factor de Fehling para lactosa
V1 = Volumen de la solución de sacarosa gastada en la titulación de la solución A-B en
mL.
D1 = Dilución de la solución de sacarosa en mg.
❖ PROCEDIMIENTO
Determinación de reductores directos
Se pesaron de 10 g de muestra en un vaso de precipitado de 50 mL, se transferirieron
cuantitativamente con 200 mL de agua destilada caliente a un matraz volumétrico de
250mL, se mezclaron y dejaron reposar 30 min agitando ocasionalmente. Posteriormente
se agregaron 4 mL de solución de acetato de zinc la cual contenía: 21.9 g de acetato de
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zinc (Zn(C2H3O2)2.2H2O) cristalizado y 3 mL de ácido acético glacial disueltos en agua
y llevados a volumen en un matraz volumétrico de 100 mL, se mezclaron, agregaron 4
mL de solución de ferrocianuro de potasio, se mezclaron y filtraron.
Se colocó el filtrado en una bureta y se tituló de acuerdo al procedimiento de titulación de
la solución A-B usando el filtrado obtenido en lugar de la solución patrón de sacarosa.
❖ PROCEDIMIENTO
Se tomaron 25 mL del filtrado y se pasaron a un matraz volumétrico de 100 mL. Se
agregaron 20 mL de agua, 10 mL de ácido clorhídrico concentrado y se mezclaron.
Posteriormente se colocó el matraz con un termómetro sumergido en la solución en un
baño de agua a 70°C y se mantuvo por un periodo de 15 min a partir del momento en
que la temperatura interna se encontró en 96°C. Se enfrió inmediatamente, se agregaron
unas gotas de solución acuosa de fenolftaleína al 1%, se neutralizó con solución de NaOH
1:1 (m/v).
Se colocó la solución en una bureta y se tituló de acuerdo al procedimiento de titulación
de la solución A-B, usando la solución obtenida en lugar de la solución patrón de
sacarosa.
❖ Cálculos
En donde:
F = Factor de Fehling para la lactosa
V1 = Volumen de la solución de sacarosa gastada en la titulación de la solución A-B en
mL.
D1 = Dilución de la solución de sacarosa en mg.
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Donde:
V = mL de la muestra gastados para titular la solución A-B
PM= Peso de la muestra en g
F = Factor del reactivo de Fehling en g de sacarosa
5.2.9.8 Sodio (mg/100g)
Realizado de acuerdo a lo establecido en la NMX-F-150-S-1981 Alimentos para humanos
- Determinacion de cloruro de sodio en salmueras
❖ Fundamento Se basa en la titulación de una muestra de salmuera, donde se valoran los cloruros
contenidos en ella, con una solución valorada de nitrato de plata 0.1N, empleando
cromato de potasio como indicador.
❖ Procedimiento
En un matraz Erlenmeyer se pesaron 0.16 g de muestra, se añadieron 75 mL de agua y se
dejó reposar 15 min, agitando hasta obtener una temperatura de 50 a 55 °C.
Se añadió 1 mL de solución indicadora de cromato de potasio al 5% y se mezcló agitando.
Posteriormente se adicionó gota a gota nitrato de plata sin dejar de agitar hasta la aparición
de un color pardo naranja permanente y detectable.
Se realizó un ensayo en blanco siguiendo el mismo procedimiento, excluyendo la muestra.
❖ Calculos
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Donde:
N = Normalidad de la solución de nitrato de plata.
V1 = mL gastados de nitrato de plata en la titulación.
Vo = mL gastados de nitrato de plata en el ensayo en blanco.
m = Masa en gramos de la muestra empleada.
0.585 iliequivalente del cloruro de sodio.
5.2.9.9 Aporte energético
Realizado de acuerdo a lo establecido en la NOM-051-SCFI/SSA1-2010
La declaración sobre el contenido energético debe expresarse ya sea en kJ (kcal) por
100 g, o por 100 mL, o por porción en envases que contengan varias porciones, o por
envase cuando éste contiene sólo una porción. (De acuerdo al numeral 4.2.8.3.2)
❖ Cálculos (De acuerdo a los numerales 5.1, 5.1.1, 5.1.2)
La cantidad de energía que debe declararse debe calcularse utilizando el siguiente factor
de conversión:
Carbohidratos disponibles 4 kcal/g 17 kJ/g
Proteínas 4 kcal/g 17 kJ/g
Grasas 9 kcal/g 37 kJ/g
5.2.10 Evaluación sensorial con escala hedónica
El objetivo de esta prueba es conocer el nivel de aceptación del helado por medio de una
prueba de nivel de grado que emplea una escala hedónica de 3 puntos (Me gusta mucho,
Me gusta medianamente, Me disgusta), para la cual se utilizó el formato mostrado en la
figura 8, en el cual se utilizó un panel de jueces no entrenados, a los cuales se les pidió
anticipadamente su aceptación en participar en esta prueba y se les explicaron las
características generales de la evaluación. Los atributos a evaluar fueron olor, color,
sabor y consistencia, donde la muestra 1 correspondió al Helado elaborado con J. curcas
y la muestra 2 correspondió al helado de piñon comercial.
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Este tipo de pruebas hedónicas busca disminuir la subjetividad en las apreciaciones de
los jueces, logrando objetividad en las respuestas acerca de las sensaciones provocadas
por el producto evaluado.
PRUEBA AFECTIVA CON ESCALA HEDONICA DE HELADO
Nombre: Fecha:
Instrucciones: Pruebe la muestra que se le presente e indique según la escala, su
opinión sobre ellas. Marque con una X en el renglón que corresponde a la calificación
de la muestra.
MUESTRA 1
Escala de evaluación Atributo evaluado
Olor Color Sabor Consistencia
Me gusta mucho
Me gusta medianamente
Me disgusta
MUESTRA 2
Escala de evaluación Atributo evaluado:
Olor Color Sabor Consistencia
Me gusta mucho
Me gusta medianamente
Me disgusta
Muchas gracias!
Figura 10. Formato para evaluación sensorial
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5.2.11 Proceso de elaboración del helado:
Semilla
Análogo de leche J. curcas curcas
Base para helado
Adicionales
Com
po
ne
n
te
Su
b-
Pro
ce
so
Hela
do
Figura 11: Diagrama de flujo del proceso de elaboración
Tostado
Molienda de la
semilla con agua
Filtrado
Refrigeración
Mezcla de los componentes
con aplicación de calor
Agitación y
calentamiento constante
hasta obtener una
suspensión de
consistencia adecuada
150g de semilla 400 mL Análogo 400 mL Base Molienda
Congelación
Semilla Jatropha
curcas
Agua
Leche evaporada, Leche condensada,
Vainilla, leche en polvo, Media crema,
yema de huevo.
Sabor piñon
Color artificial
HELADO
Análisis Fisicoquímico
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6. RESULTADOS
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6. RESULTADOS
6.1 Propiedades fisicas de las semillas
Las propiedades físicas evaluadas en la semilla J. curcas proveniente de
Pueblillo, Veracruz, se encuentran descritas en el Cuadro 10, como se observa
la semilla entera presentó una longitud de 18.5 mm, Heller (1996) reportó que el
tamaño de la semilla empleada fue de 20 mm lo cual es ligeramente superior a
lo obtenido en el presente trabajo, otro estudio realizado por Martínez-Herrera
(2006) reportó tamaños que en promedio van de 15 a 18 mm para diversas
variedades de semilla colectadas en Coatzacoalcos y Pueblillo Veracruz, así
como también en Cuautla Morelos.
Respecto a la evaluación del ancho de las muestras de semilla J. curcas enteras
empleadas, el valor obtenido fue de 7.9 mm el cual es similar al reportado por
Martínez-Herrera y col. (2006) cuyas dimensiones reportadas oscilaban entre
6.2-7.7mm de ancho. El valor obtenido en la determinación de grosor en la
semilla entera fue de 7.1 mm.
El peso de la semilla entera osciló entre 0.48-0.66g, para la testa fue de 0.16-
0.23g y el peso de grano fue de 0.32-0.45g del peso total de la semilla, Martínez-
Herrera y col. (2006) reportó pesos de la semilla entera entre 0.4-0.7g, para la
testa reportó valores de 0.13-0.2g y para el grano valores de 0.3-0.49g, los
cuales como se puede comparar son similares a los obtenidos en el presente
trabajo.
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Cuadro 10. Características físicas de la semilla de J. curcas proveniente de Pueblillo
Veracruz. (Valores promedio)
Longitud
(mm)
Ancho (mm) Grosor (mm) Peso (g)
Semilla
entera
18.5 ± 0.7
7.9 ±0.04
7.1 ± 0.05
0.5699 ±0.09
Grano 14.7 ± 0.08
7.0 ± 0.06
5.6 ± 0.05
0.3790 ±0.06
testa ------- ------- ------- 0.1909 ±0.04
De la composición total de la semilla J. curcas el 33% corresponde a la testa y
el 67% restante lo constituye el grano de la semilla, Martínez-Herrera y col.
(2006) reportó que para variedades no tóxicas provenientes de esta región la
testa representa un 32% del total de la semilla, mientras que el 68% restante lo
constituye el grano de la semilla de J. curcas (Figura 12).
Figura 12. Composición física comparativa de semilla de J. curcas.
Testa33%
Grano67%
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6.2 Análisis quimico proximal
La composicion proximal realizada a la harina de la semilla de J. curcas se muestra
en el Cuadro 11. Como se observa, el contenido de humedad es bajo y corresponde
aproximadamente al 5.6%, lo cual representa un factor importante ya que favorece
el almacenamiento de la semilla por periodos prolongados y esto reduce el riesgo
bajo de contaminacion microbiologica. (Makkar y col. 1997). Presenta también un
bajo contenido de fibra y cenizas expresado en porcentaje y el compuesto
mayoritario son los lípidos (53.55g / 100g de semilla) el cual es característico de
este género de oleaginosas, así como también presenta un importante contenido de
proteína cruda (32.62g/100g de semilla) lo cual atribuye factores nutricionales
importantes promisorios para su empleo en la alimentación humana o animal. Estos
resultados son similares a los reportados por Makkar y col. (1997) en semillas de J.
curcas no tóxica silvestre, así como a los resultados de Martinez y col. (2011)
Ésta semilla comparada con otras de mayor consumo como lo es el cacahuate
(Sweta y col., 2002) presenta mayor proporción de lípidos y proteína cuyos valores
oscilan de 40-50% y de 27-29% respectivamente. Esto representa una ventaja más
a la semilla de J. curcas, a nivel nutricional para su incorporación en alimentos que
requieran alta concentración de grasa.
Cuadro 11. Composición químico proximal, de la harina de J. curcas
Compuesto g/100g
Proteína 32.62
Lípidos 53.55
Cenizas 4.80
Fibra 2.98
Humedad 5.60
Carbohidratos* 0.45
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6.2.1 Determinación de humedad en semilla sometida a tratamientos térmicos.
Se realizó la determinación de humedad tanto en semilla sin ningun tratamiento
térmico así como en semilla sometida a 4 niveles de tostado: 100°C, 150°C, 200°C
y 250°C (Cuadro 12)
Como se puede observar en el cuadro 12, el contenido de humedad disminuyó
considerablemente al ser sometida a los diversos tratamientos térmicos, de los
cuales el mayor decremento fué el tostado de 100°C (con un contenido de 2.29%
de humedad), obteniendo una disminución de 60% con respecto la humedad inicial
de la semilla, el contenido de humedad en los tostados de 150°C presentó una
disminución del 64%, en el tostado de 200°C disminuyó en un 65% y a 250°C
disminuyó en un 68%. Los beneficios que representa el tostado de la semilla de J.
curcas son primordialmente de tipo microbiológico y de almacenamiento, además
de la posible disminución en el contenido de algunos factores no nutricionales
(Makkar y col., 1998).
Cuadro 12. Contenido de humedad de la harina de J. curcas
Temperatura (°C) Humedad (%)
0 5.60
100 2.29
150 2.02
200 1.95
250 1.80
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6.3 Determinación de compuestos no nutricionales.
6.3.1 Determinación de Saponinas
La concentración inicial de saponinas en la semilla de J. curcas sin ningún
tratamiento fue de 1.067 g/100g de semilla seca equivalente en diosgenina. En el
Cuadro 13, se muestra el contenido de saponinas reportado en g. equivalentes de
diosgenina/100g, para cada temperatura de tostado, encontrando que en el
tratamiento térmico de 100C (T1) se tuvo una reducción de 45%, seguido por los
tratamientos T2 y T3, cuya disminución en el contenido de Saponinas fue de 42% y
de 39% respectivamente. Este es un comportamiento normal debido a la estructura
química de las Saponinas y grupos funcionales glucosídicos, Price y col., 1986 así
como Shi y col. 2004, reportan que algunas saponinas son termolábiles y pueden
interconvertirse o degradarse. Reddy y Pierson (1994) reportaron que estos
compuestos no son destruidos mediante calentamiento o cocción, sin embargo,
Martínez y col. (2011) reportó un contenido de saponinas en harina de J. curcas (sin
ningún tratamiento) de 2.77% y al someter a tratamiento térmico en autoclave
reporto una disminución de 13%, esta variación puede estar en función a las
condiciones de almacenamiento previos a su uso.
6.3.2 Determinación de Fitatos.
En el Cuadro 13 se muestran los resultados de ácido fítico, en la semilla de J. curcas
sin ningún tratamiento fue de 9.5%, similar a lo reportado por Martínez y col. 2011
que fue de 9.1%. estos autores reportaron que al someter la semilla a tratamiento
térmico en autoclave la disminución de la concentración de estos compuestos es
muy pequeña (6% de ácido fítico), sin embargo, los resultados obtenidos en el
presente trabajo no muestran una tendencia definida en la semilla sometida a
tostado, siendo la menor concentración de fitatos obtenida en la harina de J. curcas
a una temperatura de 200°C (7.1 g/100g). Este resultado puede ser debido a que la
estructura del ácido fítico es un ácido orgánico que contiene de 1 a 6 moléculas de
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fosforo en su estructura, por lo que no puede ser desnaturalizada por el efecto de
calor, observando que el tostado no tiene un efecto directo en la disminución de este
compuesto (Ibrahim y col., 2002).
6.3.3 Determinación de Compuestos Fenólicos totales
En el Cuadro 13, se observa el contenido de fenólicos totales reportado en %
equivalente de ácido gálico, en la semilla de J. curcas sometida a 4 temperaturas
de tostado (100, 150, 200 y 250 °C). Martinez y col., 2006 reportó que en general la
semilla contiene cantidades insignificantes de compuestos fenólicos, cuyo
contenido de 0.24g/100g en semilla proveniente de Castillo de Teayo, Ver.,
0.18g/100g en J. curcas de Papantla, Ver., 0.176g/100g en muestra de
Coatzacoalcos, Ver., y 0.151g/100g en muestra proveniente de Yautepec, Mor.,
presentan valores parecidos al obtenido en el presente trabajo que fue de
0.3434g/100g, la diferencia entre valores puede ser debido a la región y condiciones
de almacenamiento de la semilla.
Con relación al tratamiento térmico (tostados) no se observó que este tenga algún
efecto sobre este compuesto en la semilla, esto es comparable con lo reportado por
Martínez y col., 2006, en J. curcas sometida a diferentes tratamientos como
NaHCO3 121°C/25min., etanol 90%, etanol 90% + NaHCO3 121°C/25min e
irradiación, los cuales en algunos casos presentaron un incremento en el contenido,
sin embargo, estas cantidades son reportadas por el autor como insignificantes.
6.3.4 Determinación de inhibidores de tripsina
Debido a que los inhibidores de tripsina son de naturaleza enzimatica pueden ser
inactivados empleando tratamiento térmico (Makkar y col., 1997), lo cual se
comprueba de acuerdo a los resultados reportados en el Cuadro 13 en donde se
observa una reducción de su actividad inicial (semilla sin tratamiento) de 32.1833
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UIT/mg a 21.6500 UIT a 250 grados centígrados de calentamiento lo cual representa
una reducción de 67%, lo cual es comparable con los resultados de Makkar y col.,
(1998) quien reportó que estos compuestos fueron inactivados casi en un 100% en
semillas tostadas de algunas regiones del estado de Quintana Roo en donde son
empleadas para consumo humano. Los resultados obtenidos para la semilla sin
tratamiento térmico son comparables a los reportados por Martinez-Herrera y col.
(2006) quien reporta 36.4 UIT para la semilla proveniente de Pueblillo Veracruz.
6.4 Selección de condiciones de tostado para elaboración de análogo de
leche de semilla de J. curcas.
Para realizar la selección de la temperatura de tostado de la semilla para la
elaboración del análogo de leche, se tomó en cuenta aquellos compuestos no
nutricionales en los que presentó una reducción significativa (aunque no fuera el
menor contenido) y que aportara características sensoriales agradables como es un
sabor tostado adecuado de la semilla, por lo que se selecionó la temperatura de
200°C/ 15 min., en donde se tuvo la mayor reducción de Fitatos, compuestos
fenólicos totales y un buen nivel de reducción de inhibidores de tripsina, además en
esta temperatura de tostado la semilla se observó con un color agradable y un sabor
grato al paladar.
Cuadro 13. Resultados de Compuestos no nutricionales en semilla J. curcas
sometida a diferentes temperaturas de tostado.
Tostado (C) Saponina* Fitato** Fenólicos
totales***
Actividad
UIT****
0 1.067 9.4624 0.3424 32.1833
100 0.586 13.2258 0.4560 31.6500
150 0.6205 11.6129 0.4566 25.6500
200 0.6558 7.0968 0.4258 25.2500
250 0.7721 10.7527 0.4699 21.6500
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* Expresado como mg equivalentes de diosgenina / 100g muestra
** Expresado como mg equivalentes de ácido fítico / 100g muestra.
*** Expresado como mg equivalente de ácido gálico / 100g muestra
**** Expresado en Unidades inhibidos de tripsina / g
6.5 Resultados analisis fisico-quimico en análogo de leche J. curcas y
evaluación comparativa con leche de vaca.
Con base a los resultados obtenidos, se seleccionó la semilla tostada a a 200C
durante 15 min y se elaboró un análogo de leche con las caracteristicas que se
describen a continuación: (Figura 13):
• Aspecto: Líquido.
• Color: Blanco aporcelanado con cierta coloración crema.
• Olor: A semilla ligeramente tostado.
• Sabor: Ligeramente dulce.
Figura 13. Análogo de leche elaborada con semilla tostada de J. curcas.
En el Cuadro 14 se indican los resultados obtenidos de los análisis fisicoquímicos
efectuados a una muestra de análogo de leche de semilla tostada de J. curcas
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comparado con la composición fisicoquímica teórica de leche de vaca.
Como se puede observar el análogo de leche elaborada con semilla tostada de J.
curcas presenta un aporte de grasas y fibra cruda superior al de la leche entera de
vaca, además de un aporte de carbohidratos de aproximadamente 1.73g/100mL, el
cual, aunque es menor al de la leche entera de vaca, representa una buena fuente
alternativa de consumo, lo anterior debido a que la leche de vaca al ser de origen
animal el aporte de carbohidratos es debido a la lactosa, compuesto no presente en
el análogo de leche de J. curcas.
Es importante mencionar que el contenido de grasas (lípidos) en el análogo de leche
de semilla de J. curcas está constituido principalmente por grasas insaturadas como
el ácido oleico, linoleico además de saturados como el ácido graso palmítico,
esteárico, palmitoleico y mirístico (Sánchez-Chino, 2009), por lo que a diferencia de
la leche entera de vaca, el contenido de grasas en el análogo obtenido, tiene un
buen aporte nutritivo sobre su consumo sin representar un potencial riesgo de
consumo elevado de grasas saturadas bajo una ingesta adecuada del producto.
Por otro lado, comparando el análogo de leche de J. curcas con productos similares
como alimento líquido de almendra y de arroz comerciales, el aporte de proteína en
éstos es menor (1g/100g en ambos productos) al de J. curcas (1.71g/100g). Herrera,
2004, en su proyecto de investigación para la elaboración de un análogo de leche
obtenido a partir de semilla de L. mutabilis reporta un contenido de proteína de
4.2g/lt en base seca y un contenido de carbohidratos de 3.33 g/lt. en base seca, los
cuales son superiores en comparación al análogo de leche elaborado con semilla
tostada de J. curcas e incluso a los de leche de vaca comercial.
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Cuadro 14. Tabla nutricional comparativa entre leche entera de vaca y análogo de
leche de J. curcas.
Determinación Resultado (g/100mL)
Leche de vaca
Resultado
(g/100mL)
Análogo de leche
semilla J. curcas
Pérdida por secado
(humedad)
90.0 92.34
Grasas (lípidos) 3.80 4.36
Fibra cruda 0.00 <1.00
Proteína 3.06 1.71
Cenizas 0.7 0.32
Carbohidratos totales 4.70 1.73
6.6 Evaluacion comparativa de contenido nutricional de helado comercial
y helado elaborado con semilla tostada de J. curcas.
Para que el helado formulado con análogo de leche de semilla de J. curcas satisfaga
las exigencias del consumidor debe cumplir con los requisitos establecidos por la
regulación mexicana: Norma Oficial Mexicana NOM-036-SSA1-1993, Bienes y
Servicios. Helados o nieves, sorbetes de crema, de leche o grasa vegetal y bases
o mezclas para helados o nieves y por la Norma Oficial Mexicana NOM-051-
SCFI/SSA1-2010 “Especificaciones generales de etiquetado para alimentos y
bebidas no alcohólicas preenvasados-información comercial y sanitaria”.
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En la Figura 14, se muestra una imagen del helado elaborado con semilla de J.
curcas
Fugura 14. Helado elaborado con semilla de J. curcas.
En el Cuadro 15 se indican los resultados obtenidos de los análisis fisicoquímicos
efectuados al helado elaborado con semilla tostada de J. curcas, estos valores
fueron evaluados con respecto a un helado comercial de fresa marca Holanda ®.
Se definió realizar la comparación nutrimental con un producto de ese tipo y sabor
debido a que el helado de fresa, en México es uno de los de mayor nivel de consumo
y aceptación por la población, además de ser de costo accesible (información
nutrimental obtenida de www.unilever.com.mx/Images/informacion-nutrimental
holanda_tcm1286-497428_1_es.pdf, además de no existir en el mercado un helado
de sabor o características similares a las del elaborado con semilla de J. curcas; los
valores son reportados de acuerdo a lo descrito en la Norma Oficial Mexicana NOM-
051-SCFI/SSA1-2010.
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Cuadro 15. Evaluación comparativa nutricional entre helado comercial y helado
empleando semilla tostada de J. curcas.
Determinación Información nutrimental
(g/100mL)
Helado de fresa Holanda ®
Resultado (g/100mL)
Helado elaborado
con semilla tostada
de J. curcas.
Grasas (lípidos) 4.1 11.00
De las cuales grasas
saturadas
3.7 2.00
Fibra cruda
0.1 <1.00
Proteína
1.4 8.63
Carbohidratos totales 15.6 21.58
Azúcares 12.0 15.33
Sodio 49mg 119.11mg
Aporte energético 105kcal
441 KJ
219.84 Kcal
920.57 KJ
Los resultados obtenidos muestran que el contenido de grasas (lípidos) es mayor
en el helado elaborado con J. curcas, sin embargo, solo el 18% de éstas son grasas
saturadas y en el helado Holanda ® el 90% son grasas saturadas.
Con respecto al contenido de proteína, el helado elaborado empleando semilla
tostada de J. curcas presenta un aporte de proteína superior al helado Holanda ®,
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lo anterior se atribuye por un lado a que el helado de J. curcas además de haber
sido adicionado con una proporción de análogo de leche de semilla tostada también
fue incorporado con una base de helado que contenía leche condensada, lehe
evaporada y leche en polvo, lo cual sumado al análogo de leche, presentó un
contenido superior de proteína. Valores reportados en investigaciones realizados en
helado de vainilla elaborado con huevo de avestruz (Jiménez y Hernández, 2010)
reportan un contenido de proteína de 5.95g/100g de helado, por otro lado, Carmona,
2017 reporta un contenido de proteína de 6.43 g/100g en helado adicionado con
harina de soya germinada, en donde se puede observar que el contenido de
proteínas en el helado elaborado empleando semilla tostada de J. curcas de
8.63g/100g de helado es superior a estos dos productos.
El contenido de carbohidratos para el helado Holanda es de 15.6 g/100mL, de los
cuales 76% son azucares simples y para el helado elaborado empleando semilla
tostada de J. curcas es de 21.58 g/100mL, de los cuales 71% son azucares, como
se puede observar, aunque el contenido en el producto elaborado con semilla de J.
curcas es superior al de helado Holanda ® el porcentaje correspondiente a azúcares
es menor, lo cual representa un beneficio en el consumo de éste producto.
En cuanto al aporte energético, para el producto elaborado empleando semilla
tostada de J. curcas fue superior (219.84 Kcal) comparado con el helado Holanda
® (105 Kcal). Lo anterior debido principalmente al alto contenido de grasas de los
cuales el mayor porcentaje es de proteína y si bien puede parecer que éste producto
implica un aumento en la ingesta calórica es de resaltar que de las grasas que
contiene solo el 2% son saturadas por lo que no representa ningún riesgo a la salud
siempre y cuando sea consumido en porporciones y frecuencia adecuada
considerando, por ejemplo, que el consumo de 100g de helado aporta el 15% del
total de las calorías que debe proporcionar diariamente los alimentos.
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6.7 Resultados evaluacion sensorial
Se realizó la evaluacion sensorial, por medio de una prueba de nivel de agrado, que
emplea una escala hedónica de 3 puntos a 50 personas, donde se consideraron los
siguientes atributos: olor, color, sabor y consistencia. La escala hedónica de 3
puntos evaluados fue: Me gusta mucho, Me gusta medianamente, Me disgusta.
La aceptación de producto se evaluó con base en el resultado de las características
sensoriales, además de la aceptación general que cada juez dio a los productos
evaluados. Los helados evaluados fueron analizados sensorialmente por un panel
no entrenado conformado.
Los resultados de la evaluación sensorial son mostrados en la Figura 15, donde la
Muestra 1 representa los valores de helado elaborado con semilla tostada de J.
curcas y la Muestra 2 representa los valores de helado de piñón (helado comercial-
Heladería La Michoacana). Se definió comparar el nivel de aceptación del helado
de semilla de J. curcas con un producto de características similares como lo es el
piñon ya que la semilla de Jatropha pertenece al grupo de las Euphorbiaceas y es
una oleaginosa conocida como piñon purgante, siendo éstas dos semillas similares,
lo que permitirá tener resultados comparables.
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Muestra 1: Helado elaborado con J. curcas
Muestra 2: Helado de piñon.
Figura 15. Gráfica de aceptación de evaluación sensorial por atributos.
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10
37
3028
21
28
37
5
25
12
18
12
24
15
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15
12
10
57
2
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Muestra 1 Muestra 2 Muestra 1 Muestra 2 Muestra 1 Muestra 2 Muestra 1 Muestra 2
Atributo evaluado: OLOR Atributo evaluado: COLOR Atributo evaluado: SABOR Atributo evaluado: CONSISTENCIA
RESULTADOS EVALUACIÓN SENSORIAL HELADO ELABORADO CON SEMILLA TOSTADA DE J. Curcas Vs HELADO DE PIÑON
Me gusta mucho Me gusta medianamente Me disgusta
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Como se puede observar en la Figura 15, los atributos en la muestra 1 con mayor nivel
de aceptación para la población evaluada fueron olor, color y sabor; de los cuales 70%
(35 personas) seleccionó “Me gusta mucho” al atributo olor contra solo un 20% (10
personas) para la muestra 2, para el atributo Color 74% (37 personas) seleccionó “Me
gusta mucho” contra un 60% (30 personas) para la muestra 2 y para el atributo Sabor,
56% (28 personas) indicó “Me gusta mucho” para la muestra 1, contra 42% (21 personas)
para la muestra 2.
El atributo Consistencia tuvo un mayor grado de aceptación para la Muestra 2 en donde
74% (37 personas) de la población indicó “Me gusta mucho” y 56% (28 personas) para la
muestra 1.
Al realizar el helado elaborado con análogo de leche de semilla de J. curcas, se observó
que tuvo una consistencia más dura ya que la mezcla se congeló durante alrededor de 8
horas, lo que favoreció al semi-endurecimiento de la misma, esto se vió reflejado en los
resultados de la evaluación sensorial, pues este atributo fue el de menor nivel de
aceptación en la población evaluada, en algunos casos indicaron que la consistencia no
era cremosa y muy dura; esto además de la temperatura de congelación pudo ser debido
a la base de helado empleada.
El sabor del helado elaborado con análogo de leche de J. curcas fue bueno ya que era
dulce y ligeramente tostado debido a las semillas incorporadas las cuales llevaron un
proceso de tostado previo como se explica anteriormente en la presente tesis, ésto se vió
reflejado en los resultados de la evaluación sensorial encontrando una diferencia
significativa de 14% entre ambas muestras.
El color que adquirió el helado elaborado con análogo de leche de J. curcas fue rosa,
buscando durante su formulación ser muy parecido al de un helado artesanal-comercial
como el que fue evaluado. Este fue uno de los atributos que también tuvo un mayor nivel
de aceptación en la población evaluada.
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7. CONCLUSIONES
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CONCLUSIONES
1. Derivado del análisis químico proximal realizado, destaca una importante
proporción de proteínas y lípidos que pueden contribuir a la elaboración de
un análogo de leche de semilla de J. curcas así como en la elaboración de
un helado.
2. La presencia de Factores no nutricionales tales como Saponinas, Fitatos e
Inhibidores de Tripsina en la semilla J. curcas pudo ser disminuido mediante
tratamiento térmico de tostado a 200°C.
3. Empleando semilla tostada a 200°C se elaboró un análogo de leche con el
cual se estableció la formulación para la elaboración artesanal del helado.
4. Derivado del análisis fisicoquímico realizado al helado, destaca un importante
contenido de lípidos de los cuales la mayor proporción son grasas
insaturadas, proteínas y aporte energético elevado, que ofrecen beneficio
nutricional al producto para los consumidores.
5. El helado elaborado con semilla de J. curcas tostada a 200°C, tuvo un buen
nivel de aceptación entre la población evaluada, destacando que el sabor
tuvo un mayor porcentaje de aceptación en comparación con un helado de
piñón comercial, lo cual muestra que este producto podría competir con éste
tipo de helados en el mercado.
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8. REFERENCIAS
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