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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

LICENCIATURA EN QUÍMICA DE

ALIMENTOS

Protocolos Experimentales para la Asignatura de Laboratorio de

Tecnología de Alimentos CLAVE: 1809 CRÉDITOS: 20

Departamento de Alimentos y Biotecnología. Facultad de Química – UNAM

2011-2

Profesores: Alatorre García Gabriela, Cañizo Suarez María Elena, Conca Torres Armando, García Saturnino Verónica, Hernández Briones Verónica,

Hernández Izquierdo Verónica Mayela, León Félix Marco Antonio, Mina Cetina Aleida, Nieto Pineda Federico, Ortiz Palma Pérez Juan Diego

Paz Lemus Esmeralda, Reyo Herrera Agustín.

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CONTENIDO

Página

Cuestionarios Previos 3

Bloque de Cereales 12

Bloque de Cárnicos 81

Bloque de Lácteos 118

Bloque de Vegetales 196

Anexo 1. Textura 226

Anexo 2. Viscosímetro Brookfield 229

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CUESTIONARIOS PREVIOS

TEXTURA

1. En el ámbito de la ciencia de los alimentos, ¿qué se entiende por textura? 2. ¿Qué equipos se utilizan para medir esta propiedad? ¿En qué se basan y qué

utilidad tienen? 3. ¿Qué ventajas y desventajas presenta el evaluar la textura de un alimento por un

método sensorial y uno instrumental? 4. ¿En qué consisten las pruebas de TPA, compresión/relajación y extensión? 5. Elabora un esquema de una curva típica de TPA y define los parámetros que

pueden obtenerse a partir de ella.

REOLOGÍA

1. ¿Qué estudia la reología? 2. Define el concepto de viscosidad desde el punto de vista fisicoquímico. 3. ¿Qué equipos se utilizan para medir esta propiedad en el campo de los alimentos?

¿En qué se basan y qué utilidad tienen? 4. Define la clasificación de fluidos de acuerdo a su comportamiento reológico.

BLOQUE DE CEREALES

Calidad de Granos

1. ¿Qué función cumplen las Normas Oficiales Mexicanas (NOM’s) y por qué son tan importantes?

2. ¿Cuáles son las operaciones previas al almacenamiento, que pueden (o no) aplicarse a un lote de granos, con base en los resultados del Análisis Físico? ¿Cuál es su objetivo?

3. ¿Por qué no debe abrir la bolsa para percibir el olor si detecta hongos o infestación evidentes?

4. ¿Por qué es indispensable reportar las cinco lecturas de temperatura y no el promedio? ¿Qué diferencia obtuvo entre lecturas? ¿Cuál es la máxima diferencia entre la temperatura del grano y la T del ambiente?

5. Si hay focos de calentamiento en el grano, ¿qué implica? ¿Con qué otros parámetros se relaciona?

6. ¿Por qué debe registrarse si los insectos encontrados están vivos o muertos?

7. ¿Cuáles son los riesgos de humedad elevada en el grano? ¿Cómo se reduce si es necesario, antes del almacenamiento?

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8. ¿Qué otros parámetros se relacionan con la humedad? 9. ¿Con qué atributos de calidad y funcionalidad se relaciona la dureza del

grano? 10. ¿Qué información nos dan las determinaciones de densidad?

Molienda

1. ¿En qué consiste el “acondicionamiento” de los granos y qué efectos particulares se logran?

2. ¿Qué humedad se recomienda para producir harina integral? ¿Por qué? 3. ¿Qué humedad se recomienda para producir harina blanca? ¿Por qué? 4. ¿Qué dificultades presenta el atemperado con 20 Kg de grano? ¿con 250

Kg? ¿Cómo se hace el atemperado en la industria? 5. ¿Qué es el grado de extracción? ¿Cuál es el dato base para calcularlo?

¿Qué factores lo afectan? 6. ¿Qué humedad debe tener la harina para almacenarla y asegurar su

conservación? ¿Qué riesgos hay si no se cumple este parámetro? 7. ¿Qué contenido de cenizas se espera en harinas blancas? ¿En harinas

integrales? Calidad de Harinas

1. ¿En qué se basan los principales sistemas de clasificación de trigo en el mundo?

2. En un cuadro, mencione las diferencias en los sistemas de clasificación de trigo de México, E.U. y Canadá.

3. Describa las siguientes pruebas reológicas, su utilidad y la información que se obtiene de cada una de ellas:

a. Farinógrafo b. Mixógrafo c. Alveógrafo d. Extensógrafo

4. Defina gluten y los componentes del mismo, así las características que se derivan de ellos.

Cerveza

1. ¿Qué cuidados y qué características deben de tener una cepa microbiana que será utilizada en la fabricación de una cerveza?.

2. ¿Como influye el tamaño de partícula de la malta molida en la elaboración de cerveza?

3. ¿Qué tipo de agua se recomienda para la elaboración de cerveza?. 4. ¿Cual es propósito de adicionar lúpulo a una cerveza?

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5. ¿Por qué es importante controlar las temperaturas de sacarificación de la malta y que reacciones ocurren durante este paso?

6. ¿Cuales son los parámetros fisicoquímicos básicos pero necesarios para controlar un proceso fermentativo en la elaboración de un producto cervecero?

7. ¿Cuales son las principales operaciones unitarias involucradas en la fabricación de una cerveza?

Panificación 1. Investigue sobre datos del mercado de panificación en México y la

participación de las principales panificadoras. 2. ¿Qué fenómenos fisicoquímicos están relacionados con el envejecimiento de

pan? 3. Explique dos modelos propuestos para explicar el envejecimiento de pan. 4. ¿Cómo podría alargar la vida de anaquel de un producto de panificación? 5. ¿Qué papel tiene cada uno de los ingredientes empleados en la elaboración de

pan? Nixtamalización

1. Describa brevemente las características físicas del maíz adecuado para la nixtamalización.

2. Describa los cambios físicos se esperan en el maíz después de la nixtamalización y después del reposo.

3. Considerando las diferencias entre las proteínas del trigo y del maíz, explique qué pasaría si sometiera esta masa a la acción de la levadura.

4. ¿Qué pasos de la nixtamalización y de la elaboración de tortillas considera como puntos de control? ¿Qué importancia tiene cada uno, en la obtención de un producto aceptable?

Pastas

1. ¿Cuál es la materia prima empleada para la elaboración de pastas? Anote especificaciones.

2. ¿Qué factores se deben tomar en cuenta en la elaboración de pastas? 3. Industrialmente, ¿qué equipos se utilizan para la elaboración de pastas? 4. Explique cuáles son las pruebas de calidad que se deben realizar a una

pasta. 5. ¿Cuáles son los aditivos permitidos y su función en la elaboración de

pastas?

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BLOQUE DE CÁRNICOS

Calidad de la Materia Prima 1. Investigar el fundamento de cada una de las determinaciones realizadas para evaluar el grado de frescura de la carne: prueba de Eber, Extracto de volumen liberado, Bases volátiles y ¿Cual es la finalidad de aplicar estas pruebas en la carne fresca? 2. ¿Se debe incluir el análisis microbiológico para conocer el grado de frescura de la carne? 3. ¿Cuales son los productos finales del metabolismo normal y anormal de las proteínas y de las grasas, y que efecto tienen en el organismo humano? 4. ¿Que entrenamiento deben recibir las personas para participar en las pruebas de evaluación sensorial de la carne? 5. Norma Oficial Mexicana y Norma Codex para carne fresca 6. ¿De qué factores depende la estabilidad de una emulsión? 7. ¿En qué productos cárnicos es muy importante la CRA de la carne? 8. ¿En qué productos cárnicos no es importante la CRA de la carne? 9. ¿Qué factores influyen en la capacidad de retención de agua? 10. ¿La carne de que especie tendrá la mayor CE? Explicar por que. 11. ¿Porque es importante determinar estas pruebas de plataforma en la carne fresca? Productos Cárnicos General 12. ¿Que funciones tienen los aditivos y cuanto es la cantidad permitida en los productos cárnicos? (fosfatos, nitritos, cloruro de sodio, glutamato de sodio, eritorbato de sodio) 13. ¿Qué reacciones se llevan a cabo entre la mioglobina y los nitritos? 14. ¿Buscar que especias tiene un efecto bacteriostático en los productos cárnicos? 15. Describir los cambios fisicoquímicos que sufren las proteínas de la carne durante las etapas de maduración de los productos fermentados 16. Norma oficial para los siguientes productos: salami madurado, salchicha, jamón cocido, chorizo, longaniza, paté, tocino, curados y cocidos y curados, emulsionados y cocidos.

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17. Compuestos que se forman durante el ahumado de los productos cárnicos y función que desarrollan , así como especificar cuales producen toxicidad. 18. ¿Se pueden enriquecer los productos cárnicos con derivados de la soya? 19. ¿Que factores influyen en la formación de las emulsiones cárnicas? 20. ¿Que requisitos deben cumplir las fundas sintéticas para usarse en los productos cárnicos? 21. ¿Se pueden adicionar hidrocoloides y colorantes a los productos cárnicos, cuales y en que cantidades? 22. ¿Porque es importante que los productos cárnicos logren alcanzar la temperatura de cocimiento en el centro del producto de 68°C?

BLOQUE DE LÁCTEOS Calidad de Leche 1. Mencione cuál es la importancia del control de calidad en la leche. 2. ¿Cuáles son las pruebas de campo y plataforma, por qué se llaman así y cuál es su

utilidad? 3. ¿Cuáles son las pruebas fisicoquímicas que se realizan con mayor frecuencia en la

leche y con qué finalidad se practican? 4. Investigue los tipos de métodos que existen para la determinación de humedad en

leche. Mencione ejemplos. 5. Investigue los tipos de métodos que existen para la determinación de grasa en leche.

Mencione ejemplos. Pasteurización de Leche 6. Define el concepto de pasteurización. 7. Investiga las condiciones de temperaturas y tiempos para llevar a cabo

pasteurizaciones LTLT, HTST y UHT. 8. Explica las diferencias entre un método de pasteurización continua y uno de

pasteurización discontinua. 9. ¿Qué es el coeficiente global de transferencia de calor (U), cómo se calcula y qué

unidades tiene? 10. ¿Cómo se calcula el número de Reynolds y qué utilidad tiene? 11. ¿Qué es el calor específico (Cp) de un alimento y qué unidades tiene (en unidades

SI)? 12. De acuerdo con la literatura, ¿cuál es el Cp de la leche?

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13. ¿Cuál es el principio de las pruebas de fosfatasa y peroxidasa utilizadas para determinar si un producto lácteo ha sido pasteurizado?

Yogurt 14. Defina ¿qué es el yogurt? E investigue las características de la leche y de los

microorganismos que componen la cepa para la elaboración del mismo. 15. Investigue como afectan en la elaboración de yogurt los siguientes parámetros: sólidos

totales, contenido de grasa en la leche, concentración de inóculo y la temperatura de incubación.

16. En la elaboración de yogurt ¿Qué efecto tendría el utilizar una leche homogenizada? 17. ¿Cuáles son los defectos más comunes del yogurt y la forma de prevenirlos? 18. ¿Cuál es la importancia de la medición reológica del yogurt? Quesos 19. ¿Qué es la fuerza del cuajo? 20. ¿Con qué propósito se añade a la leche pasteurizada cloruro de calcio en la

elaboración de quesos? 21. Objetivos del salado en quesos. Explica los diferentes tipos de salado. 22. ¿Cuál es la importancia de medir la textura en los quesos? Cajeta 23. Explique dos razones por las cuales se adicionan bicarbonato de sodio en la

elaboración de cajeta 24. Elabore un cuadro especificando las principales reacciones que suceden en el

proceso de elaboración de cajeta y sus condiciones óptimas (pH, T, aw, etc.) 25. ¿Cuál es la diferencia entre el proceso de elaboración de la cajeta y la leche

condensada? 26. Explique cuál es el efecto de adicionar glucosa y sacarosa en el proceso de

elaboración de la cajeta.

Descremado 27. ¿Cuál es el fundamento del descremado natural? ¿Qué factores lo afectan? 28. Describa el principio básico del descremado centrífugo y sus ventajas sobre el natural. 29. Diga usted la importancia del descremado en una planta pasteurizadora de leche. 30. ¿Qué factores afectan el descremado según la ley de Stokes? 31. En el descremado centrífugo, ¿Cómo se ven afectados los siguientes parámetros:

Viscosidad

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Tamaño del glóbulo de grasa Tiempo de proceso Temperatura

32. Mencione las condiciones ideales para un buen descremado espontáneo y un buen descremado centrífugo e in dique porqué las diferencias. Mantequilla 33. Describa usted que sucede desde el punto de vista fisicoquímico durante el batido en el proceso de elaboración de mantequilla. 34. ¿Porqué es importante mantener una temperatura entre 10-12ºC durante el batido en la elaboración de mantequilla? 35. Mencione ¿ cuál es el objetivo de aumentar la acidez durante la maduración de crema destinada a la elaboración de la mantequilla?. 36. ¿Cuáles son los microorganismos que producen acidez y aroma en la mantequilla? 37. Diga usted cuál es la función del ácido cítrico en el desarrollo del aroma durante la maduración de la crema para elaborar mantequilla madurada. 38. ¿Cuál es la función del batido, el amasado y el salado en la elaboración de mantequilla?. Homogenización y su eficiencia 39. Enuncie el fundamento de la homogenización indicando las ventajas y desventajas de este proceso aplicado a la leche. 40. Indique los tipos de homogenizadores existentes para la leche. 41. Exprese la ley de Stokes e indique que factores se afectan con la homogenización. 42. Mencione brevemente en que consisten los métodos de reposo y microscópico para probar el grado o eficiencia de homogenización. 43. ¿Cuál es el intervalo de presión utilizado en los homogenizadores comerciales, según la bibliografía?

BLOQUE DE VEGETALES Calidad de Materias Primas, Jarabes y Salmueras

1. Define grado salino, y el °Brix y como se calculan. 2. Explica el principio de medición del salinómetro y el pesasales. 3. Explica el principio de medición del refractómetro. 4. Explica las aplicaciones de jarabes y salmueras en alimentos. 5. Investiga el método empleado para determinar la acidez de frutas y hortalizas y la

fórmula empleada para determinar el % de acidez. 6. Investiga las estructuras químicas de los principales ácidos orgánicos presentes en

frutas y hortalizas.

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Mermeladas

1. ¿Cuál es el fundamento de la conservación de frutas por adición de azúcar? 2. ¿Cuál es el fundamento de la elaboración de una mermelada y cuáles son los factores que intervienen en el proceso? 3. Explica los controles que deben llevarse a cabo en el proceso de elaboración de una mermelada y en el producto terminado. 4. ¿Qué tipos de pectina se encuentran en el mercado y de qué origen son? 5. Investiga las especificaciones de calidad de mermeladas y jaleas de acuerdo a la normatividad existente. Bebidas

1. ¿Cuál es la importancia del estado de madurez de la fruta en las características sensoriales de la bebida de fruta?

2. Define los términos Pasteurización y Ultrapasteurización. 3. Define el término de envasado aséptico. 4. Explica la importancia de la acidificación en bebidas de fruta. 5. Describe las ventajas y desventajas del vidrio como material de envase para jugos de fruta. Enlatado

1. Explica cómo se reporta el tamaño de una lata cilíndrica y qué significado tiene cada cifra.

2. ¿Qué es el agotado y cuál es el objetivo del mismo en un proceso de enlatado? 3. ¿Por qué es importante hacer un escaldado previo a los productos vegetales antes

de enlatarlos, en que consiste un escaldado térmico y uno químico y sobre que enzimas actúan?

4. Explica el concepto de espacio de cabeza y qué importancia tiene en el proceso térmico.

5. Justifica los microorganismos de referencia para el cálculo del tiempo de proceso en alimentos de baja acidez y en alimentos ácidos.

6. Explica los pasos que deben seguirse para la operación de autoclaves 7. Explica el motivo por el cual el agua de enfriamiento debe ser controlada en su nivel

de cloro. Oleorresinas

1. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de utilizar una oleorresina en vez de una

especia natural y sin transformar? 2. ¿Considera posible logar una dispersión de oleorresina en agua y cómo lo lograría?

¿Le encuentra alguna utilidad? 3. ¿Cuál considera Usted el punto crítico de control durante el proceso de extracción de

la oleorresina y porqué?

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4. ¿Si Usted fuese comisionado para elaborar un proyecto normativo de la calidad de las oleorresinas, que parámetros toxicológicos de salud pública evaluaría?

5. ¿Consideraría a las oleorresinas como aditivos alimenticios naturales o artificiales y por qué?

Congelación

1. Describe la curva de congelación de un alimento. 2. Define el término congelación rápida y lenta y describe el impacto de cada una en la

calidad de los alimentos congelados. 3. Explica porqué es importante no recongelar los alimentos. 4. Explica el sistema de compresión mecánica para la producción de frío en una

instalación frigorífica. 5. ¿Cuál es la temperatura de almacenamiento de los alimentos congelados y a que se

debe que se recomiende esa temperatura? 6. Menciona y explica los métodos que se utilizan para congelar: chícharos, pulpas de

frutas, pizzas congeladas y fresas (criogenia).

Deshidratación

1. ¿Cuál es el principio de la conservación de alimentos por deshidratación? 2. ¿Cómo se define la actividad de agua? 3. ¿Cuántos tipos de agua podemos encontrar en un alimento? Define cada uno de ellos

y explica cuál es removida en un proceso de deshidratación. 4. Menciona y explica los métodos que se utilizan para la deshidratación de: rodajas de

manzana, pimientos rebanados y puré de plátano. 5. Explica la función de los siguientes aditivos en la deshidratación: ácido ascórbico,

metabisulfito de sodio y ácido cítrico. 6. Explica el término de alimentos de humedad intermedia.

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Módulo de Cereales

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PRESENTACIÓN

Los cereales y leguminosas son la base de la dieta en México y en la mayor parte del mundo. A diferencia de otros grupos de productos, el consumo de los granos generalmente requiere de importantes procesos, muchos de los cuales son muy antiguos, pero siguen vigentes porque son extraordinarios desde el punto de vista tecnológico; por ejemplo, la panificación, la nixtamalización y el malteado. Hoy en día en la industria alimentaria es indispensable contar con conocimientos, habilidades y competencias para la utilización de este grupo tan importante de materias primas y para la elaboración de sus productos procesados con los estándares de seguridad y calidad que el mercado actual requiere.

OBJETIVOS: A través de este módulo, los estudiantes lograrán:

• Aplicar e interpretar adecuadamente los controles aplicables a los cereales, las leguminosas y sus productos.

• Llevar a cabo los principales procesos aplicables a este grupo: molienda, panificación, nixtamalización y malteado.

• Seleccionar y aplicar los procesos y operaciones unitarias adecuados para la obtención de productos de cereales y leguminosas.

• Integrar y aplicar los conocimientos, habilidades y competencias para proponer nuevos productos.

El módulo de Cereales consta de las siguientes sesiones de trabajo:

TEMA DURACIÓN PÁGINA Sesión 1: Calidad Física de los granos 2 DÍAS 14 Sesión 2: Molienda y Tamizado 2 DÍA 22 Sesión 3: Calidad de harinas 2 DÍAS 33 Sesión 4: Elaboración de cerveza 1 DÍA Y CONTROLES

DURANTE UNA SEMANA 46

Sesión 5: Panificación y Evaluación del pan

2 DÍAS 51

Sesión 6: Nixtamalización y evaluación de textura en productos nixtamalizados

2 DÍAS 61

Sesión 7: Elaboración de pastas 2 DÍAS 70 Sesión 8: Presentación final del módulo. 1 DÍA

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SESION 1 CALIDAD FÍSICA DE LOS GRANOS

(2 días)

Objetivos Al finalizar esta práctica, los alumnos serán capaces de: • Realizar las pruebas físicas más utilizadas para determinar la calidad de los granos, e

interpretarlas. • Establecer el grado de calidad de los granos, a partir de los resultados de las pruebas

físicas. • Aplicar e interpretar las normas disponibles para los diferentes granos y elaborar una

propuesta de norma, cuando no exista. Introducción La calidad de los granos está definida por el conjunto de atributos que identifican un lote y que determinan el grado de aceptación del mismo. De acuerdo a los atributos de calidad pueden darse bonificaciones o depreciaciones al producto, lo que es muy importante desde el punto de vista económico. Por otro lado, un lote de granos puede destinarse a diferentes usos industriales en función de sus características particulares, ya que éstas lo hacen más o menos adecuado para algún tipo de procesos o de productos. En la comercialización de granos, generalmente se consideran los atributos y pruebas de calidad establecidos en las Normas que son los documentos oficiales que establecen las especificaciones que el producto debe cumplir. Siempre que es posible, estas características se encuentran expresadas en forma numérica y en términos de unidades apropiadas, junto con límites de aplicación de estos requerimientos normativos; así por ejemplo, el trigo puede tener como máximo de humedad, el 13 % referido al peso en base húmeda, determinado mediante el higrómetro electrónico para granos, o cualquier otro método que permita obtener una precisión de 0.1 %

Para la conservación de granos, es necesario someterlos a un número de operaciones que se determinan basándose en las características de calidad del lote.

En resumen, la determinación de la calidad de un lote de grano, permite asegurar que sea inocuo para los consumidores y el ambiente, establecer un precio justo, determinar su uso potencial y el comportamiento que tendrá durante la molienda u otro proceso industrial y determinar las operaciones necesarias para reducir pérdidas. Las determinaciones pueden agruparse en:

A. Sensoriales y temperatura B. Impurezas y sanidad

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C. Humedad, densidad y dureza D. Análisis selectivo.

RECUERDE QUE ANTES DE EMPEZAR LA PRÁCTICA, DEBE ELABORAR EL DIAGRAMA DE FLUJO DE LAS DETERMINACIONES. Lea cuidadosamente todo el protocolo, para ordenarlas en el diagrama de la manera adecuada, pues para algunas determinaciones es importante el momento en que se llevan a cabo o se requiere de determinaciones previas. Desde luego, al recibir la muestra se pesa y se registran los datos de origen y del recipiente que contiene la muestra. Parte Experimental

Equipo

• Cribas específicas para cada grano • Balanzas granataria y analítica • Termómetro de mercurio o digital • Higrómetro para granos o estufa de secado a 130 °C con ventilación total • Pesafiltros (a peso constante) y desecadores • Molino para granos • Tamiz de malla 40 • Homogeneizador de granos Boerner o similar, o mantas de 1 m x 1 m • Balanza de densidad para granos , ó recipiente de 1 L exacto.

Material

• Bolsas de polietileno de diferentes tamaños, para fracciones y para submuestras.

• Engrapadora, etiquetas y masking tape • Lupa, pinzas de disección y bisturí • Vasos de ppdos. de 300 y de 600 ml • Probeta de plástico de 1 L y pesa con cordón • Lija del no. 2, en tiras de 3 x 10 cm montadas en una base firme.

Muestras y reactivos

• 3.0 Kg de trigo*, para cada equipo • 2.0 Kg de otro grano*, asignado por el profesor, entre: maíz, sorgo, avena,

garbanzo, centeno, soya, frijol, alubia, lenteja, cebada y arroz. * Los granos se seguirán utilizando en las prácticas subsecuentes

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Problema En esta práctica se le asignarán 2 muestras de granos para realizar las determinaciones físicas que permitan establecer su calidad, con base en las Normas. Analice las muestras y aplique las especificaciones de la Norma Oficial Mexicana (NOM) ó de la Norma Mexicana (NMX), para resolver las 4 preguntas del formato de reporte:

1. Calidad del grano 2. Efecto de la calidad en el precio (sobreprecio ó depreciación) 3. Posibles usos 4. Operaciones necesarias antes del almacenamiento.

Si no existe Norma para el grano en cuestión, señale los puntos que se deben

considerar para hacer un anteproyecto de Norma de ese grano.

Procedimiento 1. Consulte la Norma Oficial Mexicana correspondiente a cada grano. Trabajará con

trigo y otro grano asignado por el profesor. Lea cuidadosamente la norma y el protocolo y prepare lo necesario. El día de la práctica debe tener a la mano las normas de los granos asignados.

2. Realice las determinaciones físicas que indican las normas respectivas para las 2 muestras y recuerde que utilizará estos granos en las siguientes prácticas. En la siguiente parte se encuentran los detalles de estas determinaciones.

3. Para reportar, debe llenar las hojas de registro de datos que se encuentran en este protocolo. Estúdielas antes para llenarlas mejor; si tiene sugerencias para mejorar las formas, hágalas.

4. Compare sus resultados con la norma correspondiente y clasifique los granos por su calidad.

5. En caso de que no haya norma vigente, señale los puntos a considerar en un anteproyecto de norma, partiendo de las normas para otros granos similares, ó de usos semejantes, y de la metodología propuesta por AOAC y /o AACC. Ambos están en las Bibliotecas de la FQ (edificios A y E), en el área de manuales.

Determinaciones Físicas A. Sensoriales y temperatura A.1 En cuanto se recibe la bolsa con la muestra, sin abrir, se examina por fuera en

busca de alteraciones o defectos evidentes. Si hubiese alguno como hongos o infestación, se omite la detección de olor, por seguridad del analista. Si este defecto es muy notable, puede ser necesario suspender el análisis e incinerar el grano. Si hay cualquier evidencia de deterioro, en especial polvillo fino, no debe olerse el grano, ya que puede haber aflatoxinas.

A.2 Si el aspecto inicial es aceptable, sin agitar la bolsa, se toma inmediatamente la temperatura del grano en 5 zonas diferentes de la bolsa. Se reportan la

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temperatura ambiente, las 5 lecturas, la máxima diferencia entre lecturas y la diferencia con la T ambiente.

A.3 Inmediatamente después de registrar la temperatura, se cierra la bolsa, se agita la muestra, al menos durante un minuto y se abre nuevamente la bolsa para percibir el olor, “arrastrando” el olor con la mano; no debe meterse la nariz a éste. El olor debe ser el aceptable, típico del grano. No deben percibirse olores de humedad, hongos, fermentación, acidez, rancidez, putrefacción, plaguicidas ni otros olores extraños. De existir alguno, se describe.

A.4 A continuación, se homogeniza la muestra, en el homogenizador de Boerner, en una bolsa suficientemente grande, o en la manta.

A.5 Se completa la evaluación sensorial del grano, examinando color y aspecto. El color del grano se compara con un muestrario ó con una escala de color; en el laboratorio contamos con escalas para granos amarillos a café y otra para granos grises, azules y negros. Es importante registrar si en la muestra hay insectos, mohos o daños evidentes.

B. Impurezas y Sanidad.

B.1 Una vez homogenizado el grano, se toma exactamente 1 Kg para el examen de

impurezas y sanidad. Se pasa todo el grano por la criba de orificio triangular de 1.98 mm para trigo, o la correspondiente a cada grano y se colectan todas las impurezas como piedras, terrones, paja, tallos hierbas, malezas, hojas, excretas o pelos de roedores, vidrios, insectos (registrando si están vivos o muertos) ó fragmentos de ellos, y cualquier otra materia extraña al grano; se separan manualmente las que hayan quedado entre el grano, o todas si no se tiene la criba y se registra el peso. El grano limpio se utilizará en otras determinaciones. Se reporta el % de impurezas con un decimal y se especifica en la hoja de reporte qué impurezas se encontraron.

B.2 La determinación de sanidad consiste en identificar la presencia de insectos en sus fases de huevecillo, larva, pupa o adulto, así como su identidad. De preferencia se conservan y se remiten a un especialista para identificarlos y sobre todo, prevenir plagas. Se considera infestado si se encuentran 2 ó más gorgojos (insectos perforadores) vivos en 1 Kg de grano.

C. Humedad, densidad y dureza

C.1 La humedad se determina en la muestra limpia, después de retirar las impurezas.

En esta práctica se hace por secado en estufa con ventilación total. Se toma una muestra de 50 g de grano limpio, se muele evitando el calentamiento, hasta obtener partículas de tamaño < 500 Vm, es decir, que pasen la malla no. 40. Se pesa con exactitud una muestra de 2 g, se coloca en el pesafiltros previamente puesto a peso constante, se seca a 130 °C durante 2 horas (asegúrese de contar el tiempo a partir de que la estufa recupera la T = 130 °C, después de

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introducir la muestra), y se pesa nuevamente cuando alcanza la temperatura ambiente en el desecador. Se reporta humedad en %, con un decimal.

C.2 Las medidas de densidad que se determinan son: el peso hectolítrico, el peso de mil granos y el índice de flotación.

C.2.1 Para determinar el peso hectolítrico se utiliza una balanza de peso específico y se obtiene directamente el dato de Kg / HL. Si no se tiene, se utiliza un recipiente de 1 L exacto; se deja caer el grano limpio, libremente, desde una altura de 30 cm, hasta que se desborde. Se rasa el recipiente con una reglilla, haciendo 3 movimientos en zigzag, se pesa el grano y se calcula el peso en Kg que corresponde a 1 HL (100 L). Se reporta con un decimal.

C.2.2 Para determinar el peso de mil granos, se pesan en balanza analítica, 50 piezas del grano, tomadas al azar, de la muestra limpia, y se hace el cálculo correspondiente (x 20). La determinación se repite con otros 2 lotes de 50 granos c/u, para que sea por triplicado.

C.2.3 El índice de flotación se hace por duplicado, directamente sobre muestras de 100 piezas cada una. Los 100 granos se colocan en un vaso de precipitados, se estima el volumen que ocupa el grano y enseguida se agregan 4 volúmenes de agua destilada. Se dejan transcurrir exactamente 15 mintuos, al cabo de los cuales se separan y se cuentan los granos que flotan. Es importante para la reproducibilidad del método, controlar muy bien el volumen de agua y el tiempo.

C.3 Para determinar la dureza de los granos, elija el método más adecuado según el

tamaño y forma del grano: C.3.1 Resistencia al impacto: Se colocan 20 g de grano limpio en el fondo de

una probeta de plástico de 1 L. Desde el borde de la probeta, se deja caer la pesa sujeta con una cuerda lo suficientemente larga para que caiga libremente y pueda retirarse después; se repite la operación 10 veces y después se retira el contenido de la probeta, pasándolo por un tamiz de malla 80; se pesan las fracciones de grano entero, quebrado y el producto que pasa a través de la malla y se reportan los % de las 3 fracciones.

C.3.2 Resistencia a la abrasión: Se toman 10 piezas de la muestra, se pesan y se tallan 5 veces cada uno sobre las tiras de lija del no. 2, de 3 x 10 cm, tratando de aplicar la misma fuerza y asegurándose de recorrerlas en toda su longitud. Al final se pesan los residuos no desgastados de los granos y se reporta el % de pérdida por abrasión (calculado por diferencia ).

D. Análisis Selectivo Se toman 100 g del grano limpio y se separan las siguientes fracciones; cuando hay

duda, se apartan los granos y se revisan con más detalle, utilizando una lupa y abriéndolos con bisturí para examinar el pericarpio, el endospermo y el embrión.

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Los daños que pueden presentarse y, por lo tanto, las fracciones que se separan y se pesan son:

D.1 Granos quebrados: los que están rotos o fragmentados D.2 Clases y grupos contrastantes: granos de otra variedad, ó de otra especie ó

género. D.3 Granos dañados, reportando por separado los tipos de daño: por insectos, calor,

hongos y heladas, así como granos germinados, inmaduros y chupados. Se reportan por separado:

D.3.1 Daños por hongos, según se describió en las generalidades, separando desde “trazas de carbón” y “carbón parcial”, hasta “carbón total” cuando el endospermo está totalmente invadido por el hongo; recuerde que en se caso se puede extraer la masa de esporas con el bisturí ó un instrumento punzante. La “punta negra” se diferencia de los carbones porque daña al pericarpio; se reporta por separado.

D.3.2 Daños por insectos, como perforaciones o galerías, así como la presencia de cualquier forma de insecto, vivo o muerto, en estado de larva, pupa ó adulto.

D.3.3 Daños por calor excesivo, que causa decoloraciones ó fisuras y es muy importante porque puede afectar a las proteínas en sus propiedades funcionales.

D.3.4 Daños por heladas, que generalmente se presentan como quemaduras en el pericarpio, decoloración y a veces, como arrugas.

D.3.5 Granos yesosos o de “panza blanca”, generalmente atribuible a una deficiencia proteica y elevado contenido de almidón

D.3.6 Granos inmaduros, verdes y chupados, D.3.7 Granos dañados por roedores, que muestran dentelladas y son

peligrosos porque el grano contaminado con excretas es mucho más que el que consumen y puede transmitir enfermedades. Generalmente están relacionados con el hallazgo de heces y pelos de roedor en las impurezas.

D.3.8 Granos germinados, que presentan plántulas ó pericarpio abierto en la zona del germen, en cualquiera de las fases de germinación.

REPORTE: Entregue el reporte de este ejercicio, vaciando sus resultados en la hoja de datos anexa. Escriba sus observaciones y/o conclusiones en un apartado adicional. Recuerde que, de acuerdo con las NOM’s, se reportan todas las fracciones con un decimal; se reportan por separado los granos quebrados, contrastantes y el subtotal de granos dañados. La suma de dañados + quebrados se reporta como total de defectuosos. Para el reporte del módulo, relacione las conclusiones obtenidas en este ejercicio, con los resultados obtenidos en las siguientes prácticas en las que usó este grano y/o sus derivados.

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Bibliografía

• AACC International. Approved Methods of Analysis, 11th Ed. St. Paul, MN, U.S.A. • AACC. Cereal Chemistry. Disponible en: http://www.aaccnet.org/cerealchemistry/ • AOAC, 1980. “Official Methods of Analysis”. USA. • Canadian Grain Comisión. 2009. Oficial Grain Grading Guide. Disponible a través de

Internet en: http://www.grainscanada.gc.ca/oggg-gocg/ggg-gcg-eng.htm • Hoseney, R. C., Principios de Ciencia y Tecnología de los Cereales, Ed. Acribia S.A.,

Zaragoza, España, 1991 • IRRI. Rice Knowledge Bank. (Sin fecha). Rice Grain Quality. Disponible a través de

Internet en: http://www.knowledgebank.irri.org/grainQuality/default.htm • Maier, D.E. 1995. Grain Quality Fact Sheets. Purdue University. Disponible a través

de Internet en: http://www.ces.purdue.edu/extmedia/grain.htm • Manuales para educación agropecuaria. (1981). Elaboración de productos agrícolas.

Área: Industrias rurales. Trillas, México. • Otras referencias útiles:

o Purdue University. 2009. PostHarvest Grain Quality. (Lecturas y videos**). Disponible a través de Internet en: http://extension.entm.purdue.edu/grainlab/index.php?page=news/home.php

o Ramírez Genel, M. (1979). “Almacenamiento y conservación de granos y semillas “. 6ª impr. CECSA. México.

o SECOFI. “Ley Federal sobre Metrología y Normalización”. Diario Oficial de la Federación. 28 de julio de 2006. México.

o Serna, Sergio. (1996). “Química, Almacenamiento e Industrialización de Cereales”. Editorial AGT. México.

• Sistema Nacional para el Abasto. (1987). “Normalización de granos”. Serie: Manuales técnicos para la elaboración de cursos de capacitación. ANDSA. México.

• www.secofi.gob.mx. Catálogo de Normas.

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SESIÓN 2

MOLIENDA Y TAMIZADO DE LOS CEREALES (2 días)

Objetivos Al finalizar esta práctica, los alumnos serán capaces de: • Efectuar el acondicionamiento, molienda y tamizado de cereales • Explicar el concepto de “Índice de distribución” y • Calcular el grado de extracción en el proceso de molienda. Introducción La molienda de los cereales empezó a practicarse en la prehistoria hacia el inicio del neolítico; algunos autores consideran que las tribus seminómadas que recolectaban trigo silvestre, empezaron a obtener harina, alrededor del año 10,000 a. C. En excavaciones de aldeas primitivas de unos 6,700 años a.C. se han encontrado utensilios para la molienda de granos, y se supone que alrededor del año 3 000 a.C. se empezó a utilizar la “piedra de moler”, que a diferencia de las anteriores, era un utensilio específicamente elaborado para ese propósito, y que constaba de una piedra plana y otra como rodillo, semejante al metate. El objetivo de la molienda, desde entonces, es facilitar el consumo directo de los cereales, separando las partes del grano. Generalmente implica la eliminación del salvado ó cubierta de las semillas que está formada por pericarpio, epidermis y capa aleurona, además de eliminar el germen, que por ser rico en lípidos hace al producto más susceptible de enranciamiento. Con los cereales molturados de la prehistoria, se elaboraban papillas o panes planos y duros, parecidos a las galletas. Con los avances tecnológicos del siglo XX, surgieron molinos automáticos y se empezaron a usar los sistemas actuales, con 2 cilindros que giran en sentidos opuestos y a diferentes velocidades; también se ha mejorado notablemente el sistema de cernido y se ha puesto atención a las características de calidad de las harinas. Los productos de la molienda El salvado es rico en proteínas, vitaminas y minerales; el germen contiene cantidades importantes de lípidos y vitaminas, en tanto que el producto de la molienda es más pobre en esos componentes; es decir, que como resultado de la molienda se obtiene un producto con mejores características sensoriales, de fácil consumo y con posibilidad de diversificar los productos derivados, pero se pierde valor nutritivo.

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La molienda es específica para cada tipo de cereal y existen diferentes procesos de molienda para obtener diversos productos. Por ejemplo el arroz y la cebada se prefieren en grano entero; el trigo y el centeno se obtienen en forma de harina fina, en tanto que el maíz es deseable en sémola gruesa. En algunos casos, los cereales se muelen en húmedo tratando de conseguir la separación del salvado y el germen, y de fraccionar el endospermo en almidón y proteína. A continuación se mencionan algunas de las características más importantes en las moliendas de los granos: Trigo: Es el grano que más se consume en forma de harina; se obitene por molturación en seco, mediante varios sistemas conectados, de rodillos lisos y estriados. Las harinas muy refinadas aparecen con la mayor disponibilidad de energía para el cribado. Centeno: Debe tener menos de 8 % de granos finos, es decir los que pasan la criba de 1.6 x 9.5 mm. La limpieza es muy importante pues no deben quedar granos con cornezuelo (Claviceps purpurea), ya que este hongo contiene alcaloides muy tóxicos. Se acondiciona a 15 % de humedad, lo cual generalmente es muy rápido porque el grano es muy blando. La molienda se hace con rodillos estriados, pues los lisos tienden a formar escamas.

Arroz: La mayor parte del arroz se consume en forma de grano entero; la “molienda” o beneficio del arroz consiste en descascarar el grano entre rodillos de goma, que giran en sentidos opuestos a velocidad diferencial; este tipo de proceso reduce fracturas, que son indeseables. Después se somete el arroz “vestido” a la acción abrasiva de discos de lija y finalmente se hace el pulido del arroz para darle brillo y retirar por completo los restos del salvado. Cebada: Su procesamiento es muy similar al del arroz; se caracteriza porque la cascarilla está fuertemente adherida al pericarpio por lo que se requiere un proceso abrasivo que se denomina perlado, del cual se obtiene la cebada “perla” que se emplea en sopas, por ejemplo. Maíz: Se moltura en húmedo para obtener sus componentes químicos, principalmente el almidón y también puede procesarse en seco en un desgerminador o molino de frotamiento de superficies cónicas que separan cáscara, germen y endospermo. El endospermo se fragmenta después en molinos de rodillo, aunque como sémola gruesa, no como harina. La cáscara se usa para alimentos de animales y el germen para extraer aceite. En Mesoamérica, además se nixtamaliza primero, ya que mediante este proceso térmico-alcalino, se producen los cambios en los componentes que le dan características muy particulares a la masa y a los productos; sin este proceso no sería posible elaborar tortillas o tamales.

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Avena: En este caso la selección de granos es muy importante, pues no todos dan buenos resultados. Después de la limpieza, la avena se somete a desecación a 93 °C lo que le da un ligero sabor a tostado, inactiva lipasas y hace más frágil la cáscara. Se descascaran los granos y se tratan con vapor, laminando inmediatamente para formar los copos. En algunos casos se laminan más finamente para hacer avenas instantáneas. La molienda de trigo El proceso se inicia con las dos operaciones de acondicionamiento: limpieza y ajuste de humedad; el grano sucio o en malas condiciones de almacenamiento no debe procesarse. En primer lugar, se utilizan separadores magnéticos para retirar cualquier metal que pudiera estar presente en el producto, y eliminar los riesgos de generar chispas y de dañar las máquinas. A continuación, el grano se limpia mediante aspiración para separar broza, paja, piedras, palos y todo lo que sea mayor que el grano; después, se utilizan cribas para separar impurezas de diferentes tamaños. Mediante corrientes de aire se eliminan impurezas cuya densidad es diferente a la del grano. Para separar los granos de la misma especie por tamaño y densidad, se utilizan discos separadores, en cuyos orificios caben granos de tamaño y forma determinados, ó bien máquinas vibrátiles con fuerza centrífuga, ó mesas de gravedad. La siguiente operación generalmente es de abrasión para eliminar suciedad y plagas como tizón y roya. Para el ajuste de humedad, que también se llama atemperado, se agrega al grano el agua que le falte para alcanzar la humedad requerida en la molienda. Además de añadir agua, debe darse un tiempo de reposo para que la humedad se distribuya uniformemente, y penetre en el grano, con lo cual:

- el salvado se hace correoso y se evita que se fragmente durante la molturación; así es más fácil retirarlo y no se mezcla con la harina;

- el endospermo se suaviza para que se fragmente de manera más eficiente en

el proceso. El reposo requerido depende del contenido de proteína y de la dureza del grano y va de 6 horas para los suaves, a 24 ó más para los granos vítreos. El trigo se lleva a un contenido de humedad de 15 a 16 % para la molienda. La difusión del agua en el grano se facilita con la temperatura por lo cual en los procesos industriales se emplean tratamientos de 40 a 45 °C; este es un punto importante de control, ya que las temperaturas mayores causan desnaturalización de las proteínas, principalmente de las que constituyen el gluten, con la consecuente pérdida de propiedades funcionales. En el caso del trigo, en casi todos los granos con surcos y, en general, cuando se produce harina, la molienda se hace en seco, con molinos de rodillos que giran con velocidades

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diferentes: generalmente uno de ellos gira 2.5 veces más rápido que el otro, lo cual tiene un efecto de corte, además del efecto de compresión entre los rodillos. Los primeros molinos, llamados “sistema de trituración“ (break) son estriados, por lo que raspan el grano y luego el salvado; después de esta etapa se separan salvado y germen. El endospermo pasa a los molinos del “sistema de reducción” que son generalmente 4 ó 5 molinos de rodillos lisos, que reducen progresivamente el tamaño de partícula. Después de cada molino se hace un tamizado con purificación ó separación de partículas por tamaño mediante corrientes de aire, para enviar los fragmentos al molino adecuado. Todas estas fracciones medianas de endospermo se denominan “medianos” o fracción granular (o middlings ). La granulometría del producto final depende del tipo de harina y del uso que tenga, pero en general, se considera que la harina blanca, de uso común debe tener del 85 al 95 % con tamaño de partícula menor a 150 µm, es decir, que pase la malla no. 80. El producto obtenido es la harina y está formada por varias fracciones:

- Harina de grado directo (straight grade flour) es la harina blanca, estándar que es el conjunto de las fracciones de harina obtenidas en el proceso. Representa entre 70 y 74 % del total de productos y está constituída por 2 fracciones:

- Harina flor o de patente (patent flour) que es la fracción que se obtiene al inicio

del sistema de reducción. Se caracteriza por el menor contenido de salvado y germen. A su vez está formada por las de patente larga y corta (short & long patents); la de patente corta tiene aún menos salvado y la fracción entre ésta y el total de harina flor es la harina “límite” (cut-off). La harina flor representa como el 65 % del total de productos; la de patente corta es como el 45% y la harina límite alrededor de 20%.

- Harina “clara” (clear flour) es la que viene de las colas del sistema de fragmentación y generalmente es de color oscuro por su alto contenido de salvado y por lo tanto, de minerales. Esta fracción es como 7 % del total de productos.

Los otros productos de la molienda son:

- Salvado que es cerca del 10 % del total de productos - Germen que es alrededor de 0.5 % - Cortos que son la fracción de harina rica en salvado, que se combina con el

germen y el salvado para alimentación animal; los cortos son alrededor del 15 % de los productos

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En el proceso industrial, la harina se somete después a operaciones como blanqueado, secado, aglomerado y enriquecimiento que recientemente es obligatorio en México, y en el cual se adicionan tiamina, niacina, riboflavina y hierro que se perdieron al eliminar el salvado y el germen. También puede combinarse con otros ingredientes y/o aditivos para producir harinas semi -preparadas o para productos específicos. Finalmente se empaqueta o embarca para diferentes usos. El trigo también puede someterse a molienda húmeda, cuando se trata de separar sus componentes químicos. Finalmente, es muy importante señalar que, tanto en la industria como en el laboratorio de control, es muy importante mantener en buen estado todo el equipo, especialmente los tamices que deben limpiarse adecuadamente para evitar adherencias que afecten el paso de material por la malla, además de mantenerse bien secos para evitar deterioro. El siguiente esquema muestra las partes del grano de trigo y permite visualizar la composición de los productos de la molienda.

ESQUEMA DEL GRANO DE TRIGO

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Parte Experimental Problema El profesor le asignará muestras de trigo y/o de otros granos. Una vez que haya verificado que es adecuado para consumo humano, someta la muestra a molienda y determine el índice de distribución y el grado de extracción molinera. Compare el índice de distribución con el de las harinas de referencia. Equipo

• Molino para granos • Tamices de diferentes tamaños de malla • Balanzas analíticas y granatarias. • Estufa a 130°C • Mufla a 600°C

Material

• Espátulas • Pesafiltros y crisoles (a peso constante) • Desecadores • Mechero, tela de alambre y tripié

Muestras

• 2.0 Kg de trigo y/o de alguno de los otros granos caracterizados en la práctica anterior. (Recuerde que la harina obtenida se utilizará en otras prácticas). El grano debe tener calidad adecuada para consumo humano y es necesario conocer el % de humedad del lote.

• Bolsas y etiquetas. • Harinas diferentes para comparar índice de distribución • Harina comercial de trigo de patente.

NOTA: Las harinas obtenidas se utilizarán en las prácticas siguientes. Procedimiento. 1. Acondicionamiento

a. Se limpia el grano previamente caracterizado y se pesa; registre los datos. b. Con base en el de % de humedad y el peso de grano limpio, se calcula la cantidad

de agua que necesita para llegar a la humedad óptima para la molienda de acuerdo a la siguiente fórmula:

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Peso de agua a añadir=100-Humedad original

100-Humedad deseada

-1[ ] * Peso de muestra

Acondicionamiento (Método AACC 26-95)

e.g. 1000 g harina a 11.3% H, llevarla a 15% H --� 43.4 ml

Peso de agua a añadir=100-Humedad original

100-Humedad deseada

-1[ ] * Peso de muestraPeso de agua a añadir=100-Humedad original

100-Humedad deseada

-1[ ] * Peso de muestra

Acondicionamiento (Método AACC 26-95)

e.g. 1000 g harina a 11.3% H, llevarla a 15% H --� 43.4 ml

c. Acondicione a 15 % humedad (que es el que se usa para trigos panaderos). Se

añade el agua a temperatura entre 30° y 40 °C, y se mantiene de 6 a 24 horas para homogenizar la humedad, (de preferencia 12 h), en un recipiente cerrado, con agitación frecuente.

2. Molienda

a. Localice un molino cerca de su lugar de residencia. Anote ubicación, marca del molino, capacidad, un diagrama del mismo y las condiciones desde el punto de vista tecnológico e higiénico.

b. El grano acondicionado se somete a molienda 3 veces para obtener una harina con un adecuado tamaño de partícula para su posterior análisis. El índice de distribución se determinará después de la última etapa de la molienda; para hacerlo, se toma una muestra de 25 g a la salida del molino y se tamiza por la serie de mallas (al menos 4 mallas diferentes), registrando el peso de las fracciones retenidas en cada una.

c. Al terminar la molienda, se separan el salvado y germen así como los cortos; se reúnen las fracciones de harina y se pesan todas las porciones. Se guarda cuidadosamente la harina, para las siguientes prácticas.

d. Compare con el tamizado de la harina de trigo de patente comercial. e. Al terminar de tamizar, asegúrese de dejar limpios los tamices; se cepillan con

una brocha fina, que no maltrate la malla. Si no es suficiente, se remojan con solución acuosa de NaOH de 0.025 a 0.1 N (de 1 a 4 g/L), según las adherencias que tengan, durante 2 horas, se enjuagan muy bien y se secan perfectamente. Por ningún motivo deben quedarse los tamices en la sosa por más tiempo, ya que pueden deteriorarse.

3. Controles a. Determine el índice de distribución de las otras harinas que le asignaron; pase una

muestra de 25 g por todos los tamices y determine el porcentaje de cada fracción b. Determine humedad en una muestra de 2 g, mediante secado en estufa a 130°C,

con ventilación total, durante dos horas (AOAC 14.004).

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c. Determine el contenido de cenizas en la harina obtenida. Se coloca una muestra

de 2 g en un crisol de porcelana, se calcina a fuego directo con mechero y se incinera en mufla a 600°C durante 2 horas; se transfiere al desecador, se deja enfriar hasta T ambiente y se pesa (AOAC 14.006-008).

4. Reporte

a. Investigue el significado de la nomenclatura de los tamices, así como su equivalencia en el sistema decimal.

b. Se calcula el grado de extracción, entendiendo éste como la harina de grado directo que se obtuvo, en base al peso del grano antes de acondicionar.

c. Se calculan el rendimiento de cada subproducto y el rendimiento total.

d. Reporte:

(1) Índice de distribución (2) Realice la gráfica tamaño de partícula vs. % retenido en cada tamiz

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Bibliografía.

• Brooker, Donald. 1992. “Drying and Storage of grains and oilseeds”. Van Nostrand - Reinhold. E.U.A.

• Hoseney, C.R. 1991. “Principios de Ciencia y Tecnología de los Cereales”. Ed.Acribia. España.

• Kent, N.L. 1971. “Tecnología de los Cereales”. Ed. Acribia. España. • Pomeranz, Y. 1988. “Wheat Chemistry and Technology, Vol.II”. American

Association of Cereal Chemists”. U.S.A. • Serna, S. Sergio. 1996. “Química, almacenamiento e industrialización de los

cereales” AGT Editor. México.

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MOLIENDA. REPORTE DE RESULTADOS Datos de la muestra: Origen: Remitido por: Impurezas: % Defectuosos: % Humedad: % Calidad:

Analista: Fecha:

Acondicionamiento:

Peso grano limpio: Agua agregada: Tiempo: Muestra de 25 g. Peso de fracciones en cada malla. Malla (mm) Muestra problema (g) Muestra control (g) 20 40 60 80 Índice de Distribución: % en cada etapa Malla (mm) Muestra problema (%) Muestra control (%) 20 40 60 80 Producto final: Peso de salvado: g Peso de harina: g Peso de cortos: g Grado de extracción: % Humedad: % Cenizas: %

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COMPARACIÓN CON OTRAS HARINAS Después de hacer las gráficas indicadas en el reporte, analícelas:

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SESION 3:

DETERMINACIÓN DE LA CALIDAD DE LA HARINA DE TRIGO (2 días)

Objetivos Al finalizar la práctica, los alumnos lograrán: • Identificar las características que distinguen a la harina de trigo de las de otros

cereales. • Realizar e interpretar las pruebas más utilizadas para determinar la calidad de las

harinas. • Relacionar los atributos de la harina de trigo con sus posibles usos.

Introducción Entre todas las harinas que el hombre consume, la de trigo es indudablemente única en sus cualidades. La distingue su capacidad de formar una masa cohesiva y elástica, que puede retener los gases de la fermentación y retenerlos dentro de una fina red proteica, a través de todas las manipulaciones del proceso. Esto le da al producto cualidades muy peculiares: una textura esponjosa, baja densidad, con una estructura típica de celdillas uniformes y una consistencia muy característica, suavemente elástica que se aprecia directamente y durante la masticación. Las Normas Oficiales Mexicanas, como las de muchos otros países, establecen requisitos de calidad para las harinas, los cuales se pueden dividir en:

• Especificaciones higiénicas y sanitarias • Especificaciones nutricias • Especificaciones tecnológicas

ESPECIFICACIONES HIGIÉNICAS Y SANITARIAS: Están orientadas a preservar la salud del consumidor y garantizar la adecuada calidad sanitaria de los productos. Antes de hacer el ejercicio, consulte la NOM-147-SSA1-1996. ESPECIFICACIONES NUTRICIAS: Su objetivo es garantizar el aporte de nutrientes que se espera de los productos. ESPECIFICACIONES TECNOLÓGICAS que dependen de los productos a que se destine la harina. Finalmente es importante señalar que detrás del control y estudio de la harina de trigo existe una gran cantidad de trabajo de profesionales y investigadores, y que múltiples asociaciones se han dedicado a la elaboración, validación y publicación de métodos de prueba, que son revisados y actualizados continuamente; entre ellas destacan la

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American Association of Cereal Chemists, (AACC), International Association for Cereal Chemistry (ICC) así como la AOAC. En el ámbito del comercio internacional la International Standarization Organization (ISO) publica métodos adaptados y cuidadosamente probados por todas las anteriores. También conviene recordar la importancia del muestreo. En este ejercicio se trabajará con pequeñas muestras de 1 ó 2 Kg, pero en un molino que trabaja 24 h / día, 6 días / semana, es indispensable un muestreo que permita a la vez tener control del proceso e integrar una muestra representativa, por ejemplo en un turno ó de la harina producida con un lote de trigo. Generalmente se toman varias muestras pequeñas, con frecuencia para control en línea mediante algunas determinaciones, y de ellas se integra la muestra “maestra” o representativa, en la cual se efectúa un estudio más completo, según las necesidades. Problema Del conjunto de harinas que el profesor asigne en el grupo, es necesario seleccionar la mejor para cada uno de los siguientes productos: pan de caja, pan de dulce, bolillo ó baguette, pastel, galleta, pasta para sopa, gluten. Mediante las pruebas de calidad de harinas, y comparando su muestra con harinas comerciales conocidas, determine para cuál de los productos es más adecuada la harina que se le asignó. Parte Experimental Las pruebas de calidad a realizar son las siguientes. Se recomienda hacerlas en dos sesiones de laboratorio: en la primera hasta pH y acidez ó pigmentos, y las demás, que involucran preparación de masas, en la segunda sesión.

1. Aspecto sanitario general 2. Materia extraña e Infestación 3. Granulometría 4. Determinación de color 5. Contenido de humedad 6. Determinación de cenizas 7. pH y acidez 8. Pigmentos 9. Absorción de agua. 10. Sedimentación en iso-propanol 11. Almidón alterado directo e índice de maltosa 12. Contenido y calidad de proteína:

• gluten húmedo • gluten seco • cifra de Pelshenke

13. Pruebas de galletería, austera y rica.

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Equipo

o Balanzas analítica y granataria o Estufa de secado a 130°C, con ventilación o Espectrofotómetro y celdas de 1 cm o Baño de agua de T controlada o Amasadora o mezcladora o Mufla a 550 °C o Microscopio o Vórtex o Potenciómetro o Tamices o Cronómetro o Horno de panificación

Material

• 2 matraces erlenmeyer 125 ml • espátulas • 3 vasos de pp de 300 ml • termómetro • 2 matraces erlenmeyer 300 ml • bureta de 25 ml • 2 pesafiltros y 2 crisoles a peso

cte. • desecador • probeta de 100 ml con tapón • soporte universal y pinzas • probeta de 100 ml • recipiente para baño • pipetas volumétricas de 1, 5 y 10

ml • escala de color para harinas • pipetas graduadas de 1, 5 y 10 ml • recipientes para mezclar

• embudos • tela de alambre • 1 tripie • regla graduada en mm • vaso de pp de 400 ml • tapones varios tamaños • vasos de pp. de 250 ml • porta y cubreobjetos • lámina de hornear bien plana • mecheros • cortador de galletas circular, de 6

cm de diámetro • varillas de vidrio de 7 mm de V y

40 cm de largo • rodillo para extender masa de

unos 25 cm de largo

Muestras y Reactivos:

• Muestra problema de harina de aprox 1.3 Kg. Se puede usar la harina usada en la práctica anterior.

• Muestras de harinas conocidas, para utilizarlas como referencia. • Solución acuosa de Rojo congo al 0.2 % • n- butanol saturado en agua (77 % V:V) • Buffers de referencia pH 4 y 7 para calibrar el potenciómetro • Hidróxido de sodio 0.02 N (valorar hasta la cuarta cifra decimal).

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• Fenolftaleína • Lugol (Disolver 0.1 g de cristales de yodo y 0.2 de KI en 4 ml de agua destilada;

agregar 40 ml de agua y 6 ml de sol. aq. de NaHCO3 al 5 %). • Agua destilada, recientemente hervida y fría • Solución de azul de bromofenol: 4 mg/L de agua destilada • Ácido láctico acuoso 1:4 [50 ml de ácido láctico ( 85% ), en 200 ml agua destilada

y sometido a reflujo por 6 horas, sin pérdida de vol.] • Isopropanol 99 % pureza mín. • Reactivo para sedimentación: Mezclar perfectamente 180 ml de la sol. de ácido

láctico, con 200 ml de isopropanol y aforar a 1 L con agua destilada. Tapar perfectamente y dejar reposar 48 horas.

• papel filtro Whatman no.1 • manteca vegetal hidrogenada • azúcar refinada, tamizada por malla 30 • sal de mesa • bicarbonato de sodio

Procedimientos 1. Aspecto sanitario general. Como en el caso del grano, se examina a simple vista la

muestra en busca de cuerpos extraños de cualquier tipo, así como hongos e insectos. Si el aspecto visual es satisfactorio se examina el olor directamente y después, en una suspensión de 10 g de harina en 50 ml de agua destilada; se coloca en un matraz erlenmeyer, se tapa perfectamente y se calienta en baño de agua hirviendo durante 10 minutos. Se destapa y se percibe el olor inmediatamente. El olor debe ser característico y es muy importante ya que la harina retiene fácilmente olores de otras materias almacenadas cerca de ella, o de semillas extrañas presentes en el grano, y porque el olor a moho puede detectarse con facilidad antes de que haya desarrollo evidente de hongos. Se reportan aspecto general y olor por separado, como satisfactorio o no satisfactorio, señalando, en su caso, los defectos detectados.

2. Materia extraña e Infestación. Una vez aprobado el aspecto sanitario general de la

harina, se tamizan 100 g pasándolos por 3 cribas al menos, por ejemplo las no. 20, 50 y 70, se examinan todas las fracciones cuidadosamente, para detectar piedrecillas, salvado, granos quebrados, pelos y/o excretas de roedores, insectos (registrando vivos y muertos) y/o fragmentos, larvas y huevecillos, así como cualquier otra materia ajena a la harina; éstas se pueden examinar al microscopio con bajo aumento (100x) para identificarlas. En lotes grandes, se incuba una muestra de harina en un recipiente de poca profundidad, alisando la superficie; los gorgojos vivos migran a la superficie, dejando un rastro visible. Se reporta % de materia extraña, identificándola. También puede hacerse mediante la digestión en ácido y separación con petróleo (Método AACC 28).

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3. Granulometría. Puede hacerse mediante tamizado, como se hizo en la práctica de molienda. También puede determinarse mediante Coulter Counter ú otros métodos similares.

4. Determinación de color. Prepare una mezcla de 3 g de harina y 1 ml de agua y

extiéndala en un área de 2 cm2 sobre un portaobjetos. Compare el color con los cuadrados de la escala proporcionada en el laboratorio y reporte el número del color más parecido. Investigue a qué escala corresponde a este número.

5. Contenido de humedad. Se determina por pérdida de peso en una muestra de 2 g,

secando a 130±3ºC durante dos horas, como indica el AOAC. También puede determinarse por métodos de conductividad, aunque son menos precisos ó el método espectroscópico de reflexión del infrarrojo próximo: NIR (2). (Métodos oficiales: ISO 712 y AOAC 14.004).

6. Determinación de cenizas. Se determinan en una muestra de 2 g, que se coloca en

una cápsula de porcelana y se calcina con mechero, en la campana; posteriormente se incinera en mufla a 600°C hasta que estén al rojo-blanco. (aproximadamente 3 horas). Se reporta el % de cenizas.

(Métodos oficiales: AOAC 14.006-008, ISO 2171, AACC 08-12).

7. pH y acidez. Para determinar el pH se suspenden 10 g de muestra en 100 ml de agua destilada, recientemente hervida y a 25ºC, se mezcla hasta obtener una suspensión homogénea que se deja macerar 30 minutos, agitando de vez en cuando; después se deja reposar, se decanta el líquido, se filtra y se mide el pH. Para determinar acidez, se toman 10 ml del mismo filtrado, se agregan 50 ml de agua destilada, recientemente hervida y a 25°C, se titula con NaOH valorada 0.02 N y fenolftaleína como indicador. La acidez se reporta en ml de NaOH requeridos para neutralizar la muestra.

8. Pigmentos. Se pasa la muestra por malla 60, se pesan 8 g y se colocan en un

matraz erlenmeyer de 125 ml con tapón; se adicionan 40 ml de solución de butanol saturado en agua. Se agita por 1 min y se deja reposar: 16 horas para semolina y pasta, y 30 min para harinas. Se agita nuevamente, se filtra a través de Whatman No.1 y se transfiere a la celda; se determina la absorbancia a 435.8 nm, usando como blanco la solución de n-butanol.

La celda debe ser de 1 cm para aplicar el factor de 1.6632, ya que 1 mg de caroteno

en 100 ml de n-butanol saturado en agua, tiene una absortividad de 1.6632 a 435.8 nm. (Método AOAC). Si se aplica la fórmula

A = εcl donde:

A = Absorbancia ε=Coeficiente de absortividad molar c = concentración l = longitud de la celda

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como l = 1, bastará con dividir A/V para obtener c.

9. Absorción de agua. En esta práctica se determina mediante la prueba empírica, registrando la cantidad de agua que se requiere para formar una buena masa con 100 g de harina + 1 g de sal y comparando dicha cantidad con la requerida por otras harinas de trigo y de otros cereales. La diferencia se debe al gluten, que es mucho más higroscópico que las proteínas de los otros granos. Conviene usar esta misma masa para la determinación de gluten húmedo y seco.

10. Sedimentación con iso-propanol. Para esta prueba es fundamental agitar

exactamente como se describe, y controlar con precisión el tiempo. Practique los movimientos en los tiempos señalados antes de hacer la prueba, para lograr reproducibilidad. La prueba se hace por duplicado dando un intervalo de 30 seg en el procesamiento de ambas muestras.

Se homogeniza la muestra de harina, antes de empezar y se toma una muestra de

aprox. 100 g, que se tamizan por la malla 100, mecánicamente por 1.5 min. Se pesan con exactitud 3.2 g de la fracción que pasó la malla 100 y se colocan en una probeta graduada de 100 ml, con tapón.

Se activa el cronómetro en el momento de agregar 50 ml de la solución de azul de bromofenol, se tapa y se mezcla moviendo la probeta de manera horizontal, de izquierda a derecha, en un trayecto de 30 cm, 12 veces hacia cada lado en 5 segundos; la harina debe dispersarse por completo en el líquido. A continuación se procede al mezclado mecánico ó manual, y es muy importantes que sea preciso en los movimientos y en el tiempo.

En este ejercicio, el mezclado es manual. La probeta bien tapada, se invierte por

completo y luego se endereza 18 veces en 30 segundos, con movimientos suaves. Se deja reposar 1.5 min y se agregan 25 ml del reactivo de isopropanol-ácido láctico. Se tapa y se mezcla invirtiendo la probeta 4 veces. Se deja reposar 2 min y se vuelve a agitar invirtiendo 18 veces en 30 segundos. Se deja reposar durante 1.5 minutos y se repite el mezclado por 15 segundos (9 veces). Se coloca en una superficie planta, y se deja reposar exactamente por 5 minutos. Se lee el volumen de sedimento, estimando un decimal. Este es el valor directo de sedimentación y debe corregirse en función de la humedad de la harina, para reportarlo en base a 14 % de humedad. Multiplique el valor directo por el factor para obtener el valor de sedimentación corregido.

Humedad de harina

Factor

Humedad de harina

Factor

Humedad de harina

Factor

8.0 1.14 11.0 1.00 14.0 1.00 8.5 1.10 11.5 0.99 14.5 1.02 9.0 1.07 12.0 0.98 15.0 1.04 9.5 1.05 12.5 0.98 15.5 1.07 10.0 1.03 13.0 0.98 16.0 1.10

39

10.5 1.01 13.5 0.99 Los valores de sedimentación dependen de muchos factores, incluyendo las condiciones ambientales de cultivo del trigo. Por ello es importante para cada laboratorio, establecer una tabla de interpretación para las muestras que analizan rutinariamente, y que son cultivadas bajo condiciones similares. (Método AOAC). En términos generales, los valores de sedimentación van de 20 ml ó menos para trigos con bajo contenido de proteína, que se asocia a un gluten débil y no adecuado para la elaboración de pan, hasta 70 ml ó más para los trigos de alto contenido de proteína y gluten fuerte, que son los ideales para panificación. Recuerde que una prueba aislada no es concluyente, y que para conocer la calidad de la harina debe relacionar todos los resultados.

11. Almidón alterado. El grado de alteración del almidón en la harina influye en su

capacidad para absorber agua. Esta alteración se puede estimar con métodos que miden la cantidad de maltosa liberada del almidón por la acción de la amilasa, ya que solamente los granos lesionados son susceptibles a la amilasa en estado no gelificado. También puede usarse algún método que evalúe las propiedades de gelificación del almidón, como el número de caída de Hagberg:. En esta práctica se utiliza la técnica microscópica, en la cual los gránulos de almidón alterado se pueden reconocer porque toman el color del rojo congo, en tanto que los granos intactos no se tiñen (4,6). El resultado se reporta con signos + ( de 0 a 4) (Métodos: ISO 3093, AACC 56-881B)

12. Contenido y calidad de proteína. La cantidad de proteína puede

determinarse por el método de Kjeldahl ó turbidimetría; también puede determinarse mediante equipos modernos, específicos para granos, como el analizador de humedad y proteína por NIR (near infrared). Además de la cantidad total de proteína es importante la cantidad de gluten; éste se determinará en la harina de trigo y en alguna otra, para comparación, controlando con precisión el tiempo de mezclado, que debe ser el mismo para las 2 muestras.

12.1 Gluten húmedo: Se pesan 100 g de harina o, de preferencia, se usa la

masa formada en la prueba de absorción de agua; se agregan 1 g de sal y el agua suficiente para formar una masa firme, iniciando con 50 ml; se mezcla durante un tiempo controlado, hasta formar la masa y se deja reposar en agua a temperatura ambiente, durante 30 minutos exactamente. A continuación, usando un cedazo ó una manta de cielo debajo, se lava en el agua para eliminar el almidón; se cambia el agua varias veces (las mismas para todas las muestras), hasta que no se enturbie en absoluto ni produzca reacción de almidón con una gota de lugol. Se exprime el gluten para eliminar el exceso de agua, manteniendo

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la manta debajo y reintegrando todos los fragmentos. La pasta obtenida es el gluten, que se deja escurrir en una superficie lisa, ligeramente inclinada durante 10 minutos y se pesa.

12.2 Gluten seco: El agua que absorbe el gluten es más o menos el doble su peso, de manera que puede calcularse aproximadamente el % de gluten seco dividiendo el peso del gluten húmedo entre 3. Se reporta % de gluten húmedo y seco. Compruebe la elasticidad del gluten al manejarla entre los dedos. ¿Qué puede comentar al respecto? 12.21 Algunas propiedades del gluten: Registre el peso y diámetro de

la esfera de gluten, colóquela en una charola y hornee a 220°C por 20 a 30 min. Registre nuevamente el diámetro y el peso; córtela por mitad y examínela. Ésta no es una prueba de calidad de harina, pero permite evidenciar las propiedades del gluten. Obtenga una fotografía e incluya los resultados en su reporte.

12.3 Cifra de Pelshenke: Esta prueba nos da una idea de la fuerza del gluten y

del tipo de trigo del que proviene la harina. Para realizarla, primero prepare la suspensión de levadura al 10 % en agua a 28°C. Se pesan por triplicado, muestras de 4 g de harina y se mezcla cada una con 2.2 ml de la suspensión de levadura; se amasa hasta formar una bolita. Se preparan vasos de precipitados con 120 ml de agua c/u, se estabilizan a 30°C y se mantienen así durante toda la prueba; se coloca una bola de masa en cada vaso, y se activa el cronómetro al momento de la inmersión. Se determinan los tiempos de flotación y de desintegración, en minutos. Una vez que flotan, la desintegración es inminente, por lo que deben observarse con atención. Si la desviación entre las 3 muestras es > 5%, se repite la prueba. La flotación se registra en el momento en que la esfera de masa llega hasta la superficie del agua, y la desintegración cuando se ha perdido el contorno inferior y aparece al menos un fragmento de masa en el fondo.

Es muy importante que la levadura esté activa, lo cual se nota por la producción y liberación de CO2 al poner a la levadura en contacto con el azúcar, a temperatura adecuada: 25 a 28°C. Compare sus resultados con los de otros tipos de harina.

Se reporta el origen de la harina, con base en los tiempos de desintegración td en minutos, como indica la siguiente tabla:

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Cifra de Pelshenke. Tipo de gluten, según el tiempo de desintegración

13. Prueba de galletería. Esta prueba permite evaluar el desempeño de la harina en la

elaboración de productos. Consiste en preparar galletas y determinar el diámetro y altura promedio de 5 piezas, así como la relación diámetro / altura y el factor de extensión. Desde luego, la estandarización del método es muy importante. Por ello cuando se requiere una determinación muy precisa, es necesario ajustar las cantidades de harina y agua, según la humedad de aquella y tomar en cuenta la presión atmosférica y la altura sobre el nivel del mar, para aplicar un factor de corrección. Para fines de este ejercicio, se hará sin esos ajustes, pero cuidando mucho el procedimiento y todos los demás parámetros.

Usando una batidora profesional, se acrema la grasa con el azúcar, sal y bicarbonato, a baja velocidad, durante 3 minutos, incorporando bien. Se agrega el agua, mezclando también a baja velocidad durante 1 min, incorporando siempre lo que se adhiere al recipiente. Se cambia a velocidad media durante 1 min y se agrega la harina; mantenga la velocidad durante 2 minutos e incorpore lo que se adhiere cada 30 seg. Para formar las galletas con la mayor uniformidad posible, se controla el espesor de la capa de masa como se indica a continuación, y después se utiliza un cortador de galletas circular. Para formar la capa de masa, trabaje en la mesa o en

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otra superficie muy pareja; primero se fijan las 2 varillas de vidrio de 7 mm de diámetro, separadas unos 20 cm (menos que la longitud del rodillo) y luego se coloca en medio la masa. Con el rodillo apoyado en las varillas de vidrio, se extiende la masa hasta formar una capa muy pareja; enseguida se cortan 6 galletas con el mismo cortador. Primero se retiran los excedentes de pasta que rodean a las galletas y, para no deformarlas, se transfieren con una espátula a la lámina de hornear previamente pesada. Registre el peso y hornee a 220°C durante 10 min. Se retiran las galletas del horno y se levantan con espátula para colocarlas en papel absorbente; la lámina se limpia, se eliminan las migajas y se pesa nuevamente. Se dejan enfriar las galletas por 30 minutos y a continuación se miden: primero se forman en línea, una al lado de otra y se mide el largo de las 6 piezas juntas; se gira 90° cada una y se repite la operación; finalmente se colocan una sobre otra y se mide la altura, se cambia el orden de las galletas en la pila y se toma otra lectura del alto. Las medidas se promedian y se dividen entre 6 para obtener diámetro y altura ( d y h ) de cada galleta y se determinan la relación d/h, así como el factor de extensión que es d/h x 10. (Método AACC 10-50D). Para elaborar galletas se requieren factores de expansión alrededor de 100. Compare los factores de expansión de diferentes harinas.

Reporte: Apoye sus respuestas en la mayor medida posible mediante el uso de gráficos, tablas e ilustraciones. 1. Vacíe los resultados de todas las determinaciones en la tabla anexada para tal

propósito. Si usó varias harinas, use una tabla para cada una de ellas. 2. Comente sobre las similitudes y diferencias entre las harinas analizadas. 3. Con base en referencias válidas, comente sobre la utilidad industrial de cada harina y

describa si hay resultados que se contradicen entre si, a qué se puede deber ello.

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PRUEBAS DE CALIDAD DE HARINA

Identificación de la muestra de harina:

Aspecto sanitario general

Visual: Satisfactorio Olor: directo con calentamiento Satisfactorio Satisfactorio Defectos Defectos Defectos Infestación: Materia extraña: %. Peso muestra: g Peso mat. extraña: g

piedras salvado granos quebrados hojas, varas pelos

fragmentos insectos excretas roedores otros:

Granulometría Peso de muestra

Malla 10 20 40 50 60 70 80 100

Fracc. retenida Peso

% Color Humedad Cenizas Absorción agua Almidón alterado

% % %

pH Acidez: mL de NaOH 0.02 N necesarios para neutralizar 1 g

Absorbancia / 1.6632 = Pigmentos: mg de caroteno a 435.8 nm Sedimentación (isopropanol): valor directo ml Factor: Valor de sediment. ml Fuerza del gluten: Gluten húmedo % seco: % por cálculo % después de hornear

Observaciones:

Cifra de Pelshenke:

Tiempo de Flotación (min) Desintegración (min) Desviación estándar

Vaso 1

Vaso 2

Vaso 3

Interpretación:

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Prueba de Galletería

Peso 6 galletas: Antes de hornear: g Después de hornear

Diámetro (mm): A: B: A + B /2 = Prom./6 = d =

Altura (mm) C: D: C + C/2 = Prom./6 = h =

Relación d / h = / =

Factor de expansión = d/h x 10 =

Interpretación:

CONCLUSIONES:

Analista: Supervisor: Fecha:

45

Bibliografía.

• AACC International. Approved Methods of Analysis, 11th Ed. St. Paul, MN, U.S.A. • AOAC, 1980. “Official Methods of Analysis”. USA. • Chackraverty, A. et al (eds.), 2003, Handbook of Postharvest Technology, Marcel

Dekker, Inc., U.S.A. • Escamilla, E. A. 2001. “Métodos para evaluar la calidad en trigos cristalinos

(Triticum durum), semolinas y pastas alimenticias”. Tesis. Facultad de Química, UNAM. México.

• Hoseney, R. C., Principios de Ciencia y Tecnología de los Cereales, Ed. Acribia S.A., Zaragoza, España, 1991

• Secretaría de Salud. Norma Oficial Mexicana NOM-147-SSA1-1996, Bienes y servicios. Cereales y sus productos. Harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de cereales, de semillas comestibles, harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificacion. Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. México.

• Serna Saldívar, S. R. O., 1996, Química, Almacenamiento e Industrialización de los Cereales, A.G.T. Editor, S.A., México, D.F.

46

SESION 4 ELABORACIÓN DE CERVEZA EN PLANTA PILOTO

(1 día, seguimiento 1 semana) Introducción La cerveza es un producto alimenticio elaborado biotecnológicamente que por definición debe cumplir con las siguientes características:

� Bebida no destilada con bajo contenido alcohólico (2-6%). � Elaborada a partir de malta de cebada principalmente, aunque es frecuente el uso

de adjuntos. � Debe ser carbonatada. � Se adiciona con lúpulo.

De acuerdo al tipo de levadura utilizada y, por tanto, a las propiedades sensoriales asociadas al producto final, la cerveza se puede agrupar en:

Tipo Levadura Temperatura Tiempo de

fermentación Subtipos principales

Lager

Saccharomyces pastorianus

(fermentación baja)

7-11oC 7-8 días

Pilsener (Hell, Pale) Dortmunder

Munich (Dunkell, Dark) Bock Viena

Ale

Saccharomyces cerevisiae

(fermentación alta)

10-15 oC 3 días

Pale ale Brown ale

Bitter Mild ale

Stout (Porter) Existen otras cervezas que no entran dentro de esta clasificación general, el principal ejemplo lo constituye la cerveza lámbica, la cual se fermenta por acción de microbiota mixta del ambiente además, el tiempo de fermentación es mucho más largo. Objetivos generales.

� Determinar cuales son las principales variables que intervienen en la elaboración de una cerveza a nivel Planta Piloto.

� Visualizar que operaciones unitarias están involucradas en la fabricación de cerveza a nivel Planta Piloto.

Objetivos didácticos.

� El alumno aprenderá a utilizar los controles y el equipo involucrado en la Planta Piloto de cerveza del Departamento de Alimentos y Biotecnología.

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� Realizar el seguimiento de los procesos de sacarificación, fermentación y maduración mediante análisis fisicoquímicos.

Procedimiento

I Procedimiento general de limpieza y sanitización.

(USAR GUANTES, LENTES DE TRABAJO Y CALZADO CON SUELA

ANTIDERRAPANTE) 1. Preparar en el tanque de cocción (SO2) 80L de una solución al 4% de hidróxido de

sodio manteniendo cerrada la válvula BV 106 y abierta la G104. 2. La solución se mantiene en el tanque por aproximadamente 15 minutos. 3. Transportar la solución con la bomba portátil a los tanques y de igual forma se

mantiene durante 15 minutos teniendo cuidado de cerrar las siguientes válvulas: Tanque Válvulas

SO3 BV 109 SO4 BV 207 y BV 208 SO5 BV 209 y BV 210 SO6 BV 211 y BV 212

4. Una vez terminado el proceso enjuagar cada tanque con agua hasta eliminar la

alcalinidad. 5. Realizar el mismo procedimiento del apartado 3 pero ahora utilizando ácido nítrico

al 4%. 6. Para desinfectar los tanques y las líneas utilizar una solución de Yodo con una

concentración de 200 ppm.

II Proceso de elaboración de cerveza

a) Sacarificación

1. Se colocan 50L de agua, se acidifica con ácido fosfórico concentrado ( 6mL aproximadamente) hasta lograr un pH= 6 en el tanque SO2 y se calienta a 40oC.

2. Una vez que se alcanza la temperatura, se agregan lentamente y agitando a 40 rpm, 10 Kg de malta molida de tamaño mediano.

3. Se mantienen las condiciones de proceso hasta alcanzar la temperatura de 50oC por espacio de 1h.

4. Posteriormente se eleva la temperatura hasta llegar a 65oC por 1h. Finalmente se incrementa la temperatura de cocción a 70oC y se sostiene por 30 minutos.

5. Pasar por medio de la bomba portátil el fluido al tanque de filtración SO3 (válvula BV 109 cerrada) donde se conseguirá separar los sólidos del mosto.

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b) Obtención de mosto lupulado

1. Con agua caliente “lavar” los sólidos retenidos hasta completar el volumen original. 2. Regresar el mosto filtrado al tanque SO2 con la bomba portátil e incrementar la

temperatura hasta 90oC. 3. Agregar 8.75 g del extracto de lúpulo. 4. Mantener a 90oC durante 1h y agitando.

c) Fermentación

1. Trasladar el mosto lupulado al tanque de fermentación SO4 (válvula BV 208 cerrada) por medio de la bomba portátil y enfriar mecánicamente hasta 12oC

2. Adicionar el inoculo ( 5% v/v 1X109 células ) y agitar manualmente. 3. Cerrar el tanque y mantener la temperatura a 12oC al menos por una semana. 4. Muestrear cada 24 h las condiciones de fermentación cuidando la presión del

dióxido de carbono generado. 5. Una vez concluida la etapa de fermentación disminuir la temperatura del tanque de

fermentación hasta 6oC y presurizar a 0.5 bar manteniendo las condiciones por dos días.

6. Eliminar el exceso de levadura por la parte inferior del tanque.

d) Maduración

1. Adicionar la cerveza de maduración (5%) y elevar la temperatura del tanque a

12oC y mantener bajo estas condiciones durante 1 semana cuidando la producción de dióxido de carbono.

2. Bajar la temperatura del tanque -1oC y presurizarlo a 0.5 bar durante dos días. 3. Eliminar el exceso de levadura por la parte inferior del tanque disminuir la

temperatura del tanque hasta -1oC y presurizar a 0.5 bar por lo menos 3 semanas.

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50

V Bibliografía.

• García Garibay M, López-Munguía, A. y Quintero, R. Biotecnología Alimentaria.

Ed. Limusa México D.F 2004 • Hardwick W.A. Handbook of brewing Ed. Marcel Dekker Inc New York 1995 • Houg J.S..Malting and brewing. Cambridge University Press 1985

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SESION 5 PANIFICACIÓN Y EVALUACIÓN DEL PAN

(2 días)

Objetivos Al finalizar esta práctica, los alumnos lograrán: • Efectuar adecuadamente el proceso de panificación para pan blanco. • Relacionar las propiedades de diferentes harinas con los atributos del pan. • Comparar las características de panes elaborados con diferentes tipos de harinas

de trigo, comerciales y obtenidas en el laboratorio. Introducción El trigo procesado es ampliamente usado en la dieta del ser humano, principalmente transformado en harina para la elaboración de diversos tipos de panes fermentados, así como de productos no fermentados como galletas, pasteles, pastas y tortillas. La importancia del trigo en la industria alimentaria radica en la cualidad única que tienen sus proteínas, la gliadina y la glutenina, para formar el gluten. Estas proteínas contienen aminoácidos con grupos sulfhidrilo, que al contacto con el agua y mediante el amasado, forman enlaces disulfuro que permiten el desarrollo de una red continua, elástica, extensible y, hasta cierto punto, impermeable al bióxido de carbono. Gracias a ello, el pan tiene la textura suave, elástica que lo caracteriza y retiene el CO2 formado en la fermentación, dando lugar a un producto esponjoso. El pan se obtiene por muchos procedimientos diferentes. El proceso aplicado particularmente depende de varios factores, entre ellos la tradición, la calidad, el costo y tipo de energía disponible, el tipo de pan deseado y el tiempo que ha de transcurrir entre la cocción y el consumo. Aunque hay una gran variedad de métodos para la elaboración de pan, se considera que 2 son los métodos más empleados para panificación: A. Esponja y masa. B. Masa directa. Por supuesto, la calidad final del pan está determinada por numerosos factores, desde el origen de la harina, es decir, las características del trigo y del proceso de molturación, hasta la formulación del pan, los procesos de mezclado y de fermentación empleados, así como el horneado. Lo esencial para hacer buen pan es que la masa logre: • la extensibilidad necesaria para expanderse cuando se incrementa el volumen y

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• la elasticidad que permita retener los gases producidos y la forma de la hogaza. Estas propiedades se deben al gluten, que se forma al combinarse la gliadina y la glutenina con agua, durante el mezclado. Esta operación distribuye de manera homogénea los ingredientes y permite el desarrollo de la red de gluten; el tiempo de mezclado es importante y el óptimo varía para cada harina y método usado. Problema Elaborar pan con la formulación y método que el profesor indique a cada equipo, aplicando los controles necesarios al proceso, y evaluar el producto. Material y equipo

• Recipientes y utensilios para mezclar

• Probeta de 1 L • Cámaras de fermentación a 22° y

28°C y con 75% de HR • Moldes ó recipientes para hornear

de 7 X 12 cm • Recipientes para almacenar el pan

o película plástica adherente • Amasadora • Vaso de pp. de 1 L

• Manta de cielo • Horno de panificación • Balanzas granataria y analítica • Estufa de secado a 135°C • Pesafiltros ó cajas de humedad • Desecador • Cuchillo eléctrico • Scanner o cámara fotográfica. • Rollo de KleenPack

Materias primas y reactivos

• Harina de trigo (1Kg) • Levadura seca, activa • Grasa vegetal, azúcar y sal • Ingredientes opcionales, según se asigne: gomas, otras harinas, etc. • Semilla de colza (o de mostaza ó pasta para sopa con figura de munición). • Palillos de madera.

Procedimiento Elabore los panes que le asigne el profesor, en moldes de 7 x 12 cm, por el procedimiento indicado y haga las pruebas de evaluación descritas en el protocolo. Para cada tipo de pan que le asignen, haga al menos 4 hogazas: una para la evaluación sensorial completa, una para las pruebas iniciales y dos para determinar la vida de anaquel.

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Ajuste la cantidad de su harina a utilizar, así como del agua utilizando los datos de %Humedad y Absorción de agua determinando en la sección de Pruebas de Calidad de Harinas. La cantidad de materia seca debe ser la misma en la formulación indicada en la tabla que en la que obtenga después del ajuste. LA PRIMERA ACTIVIDAD A HACER ES ENCENDER LA CAMARA DE FERMENTACION Y AÑADIR 1 L DE AGUA EN EL CONTENEDOR DEL MISMO. LAS HOGAZAS SE DEBEN ELABORAR INDIVIDUALMENTE. Diseño Experimental Se evaluarán dos factores en esta práctica:

A: Método de panificación • Método directo • Masa-esponja

B: Acido ascórbico • 0 ppm • 100 ppm

Antes de empezar la práctica, pregunte a sus profesores la combinación de estos factores que les corresponde. A. MÉTODO DE ESPONJA

INGREDIENTES ESPONJA REFRESCO

Harina (@ 14% humedad) 105 g 45 g Agua (de acuerdo a

absorción) 63% 37%

Levadura seca (*) 4.5 g -

Sal - 3 g Azúcar - 12 g

Manteca vegetal - 4.5 g (*) También pueden usarse 8 g de levadura seca con 30 % mínimo de sólidos y

no más de 3 semanas de producida.

A.0 Se rehidrata la levadura con 20 ml del agua de la formulación, a 30°C y se deja reposar 15 minutos. En el caso de la levadura, puede preparar toda la levadura a usar para todas las hogazas y después medir, previa agitación, la necesaria para cada pan.

A.1 En la primera etapa, se mezclan la levadura rehidratada, con la harina y el agua indicadas en la columna de la esponja y se colocan en una cámara de fermentación a 30ºC con humedad controlada, durante 1.5 horas. Esta masa es la esponja.

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A.2 Se pesan los ingredientes sólidos indicados para del refresco y se extienden sobre una charola, se coloca la esponja en el centro y se va mezclando poco a poco, agregándole el agua restante, hasta lograr el desarrollo apropiado del gluten.

A.3 Se vuelve a colocar esta masa, formada por esponja más refresco, en la cámara de fermentación durante 30 min.

A.4 Posteriormente la masa se prensa, se rola y se coloca la masa en un molde de 7 x 12 cm, previamente engrasado con manteca vegetal y se deja fermentar durante 45 min.

A.6 Enseguida se introduce en el horno eléctrico a 200°C, durante 25 min. A.7 El pan se desmolda, se pesa y se deja enfriar bien antes de empacar, para evitar que

guarde humedad y favorezca el desarrollo de hongos. Posteriormente se empaca y se somete a evaluación.

B. MÉTODO DIRECTO

INGREDIENTES CANTIDAD Por hogaza

Harina (@14% humedad)

150 g

Agua De acuerdo a absorción

Levadura seca (*) 4.5 g Sal 3 g

Azúcar 12 g Manteca vegetal 4.5 g

(*) También pueden usarse 8 g de levadura seca con 30 % mínimo de sólidos y no más de 3 semanas de producida.

B.0 Se rehidrata la levadura con 20 ml del agua de la formulación, a 30°C y se deja

reposar 15 minutos. En el caso de la levadura, puede preparar toda la levadura a usar para todas las hogazas y después medir, previa agitación, la necesaria para cada pan.

B.1 La harina se mezcla con la levadura rehidratada y los demás ingredientes de panificación para formar una masa homogénea y tersa.

B.2 La masa se coloca en la cámara de fermentación a 30ºC y humedad controlada de 85 %, durante 1.5 horas.

B.3 La masa se saca de la cámara, se amasa para distribuir uniformemente el gas y se regresa a su contenedor para meterla de nuevo a la cámara de fermentación a 30ºC y humedad controlada de 85 %, durante 30 minutos.

B.4 Posteriormente la masa se prensa, se rola y se colocan en sendos moldes de 7 x 12 cm, previamente engrasados. Se realiza la fermentación secundaria durante 45 min.

B.5 Finalmente, se introduce la hogaza en el horno eléctrico a 200°C, durante 25 min.

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B.6 El pan se desmolda, se pesa y se deja enfriar bien antes de empacar, para evitar que guarde humedad y favorezca el desarrollo de hongos. Posteriormente se empaca y se somete a evaluación.

EVALUACIÓN DEL PAN

Realice las determinaciones en el orden señalado, para que pueda hacer todas las pruebas con 3 hogazas. Identifique en el diagrama las hogazas A, B y C y las pruebas correspondientes a cada una. C. Determinación de volumen del pan. En todas las hogazas de pan se mide el

volumen por desplazamiento de la semilla de colza en el vaso de pp de 1 L y se reporta en cm3.

C.1 Para pan elaborado en un recipiente de 7 x 12 cm se utiliza la siguiente escala para calificar su volumen:

Como en muchas pruebas aplicables a cereales y sus productos, cada laboratorio tiene que optimizar la técnica para los productos que maneja, por ejemplo el tamaño de los moldes, el tiempo de horneado, el peso de masa, etc.

D. Evaluación de la estructura interna del pan: para evaluar las características

internas, se utiliza la hogaza A. Se corta una rebanada del centro de 2.5 cm de ancho, para que sea la de mayor altura, con un cuchillo eléctrico, para obtener un corte muy limpio. Se obtiene una imagen de la rebanada en un scanner. Se recomienda una imagen en blanco y negro para observar con mayor nitidez la estructura de la migaja del pan. A través de esta prueba se evalúa la textura mediante la escala que se presenta adelante. También se califica el color de la miga. En el cuadro están los atributos de color para pan blanco; si el pan es integral*, o enriquecido con otra harina*, debe elaborarse una escala de color ad hoc.

VOLUMEN DEL PAN Calificación cm3 Interpretación

5 >>>> 700 Excelente

4 651 a 700 Bueno

3 601 a 650 Regular

2 550 a 600 Malo

1 < 550 Pésimo

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Textura de la miga ( Impronta ) Calificación

Color de la miga ( Sólo para pan blanco )

Celdas pequeñas y uniformes 5 excelente Blanco

Algunas celdas grandes 4 bueno Acremado

Presencia de muchas celdas grandes

3 regular Amarillo crema

Celdas grandes y pequeñas con distribución no uniforme

2 malo Amarillo

Celdas heterogéneas, desgarraduras y/o zonas de

compactación

1 pésimo Café a café oscuro

* Para pan integral o enriquecido con otra harina, se debe adecuar la escala de color E. Determinación de humedad E.1 De la misma hogaza (A) usada para la impronta, se pesan 5 g de pan; se coloca la

muestra en un pesafiltros previamente puesto a peso constante. E.2 Se coloca en una estufa a 135ºC, con ventilación, durante 3 horas, hasta peso

constante; se transfiere al desecador hasta equilibrar temperatura, se pesa y se calcula la humedad del pan por diferencia. Se reporta en %.

F. Evaluación sensorial del pan. Se evalúan la apariencia general y el color de la costra en la hogaza (B), que está

entera; ésta será utilizada para evaluar la vida de anaquel. En la otra hogaza (C) se hace la evaluación sensorial completa, ya que las determinaciones de aroma y sabor son pruebas destructivas.

Los atributos sensoriales se evalúan por los miembros del equipo, una vez que se haya enfriado el pan, de acuerdo a las siguientes escalas hedónicas:

Apariencia Color de general Sabor Aroma la costra

Excelente 5 5 5 Muy dorada 5

Muy bueno (a) 4 4 4 Dorada 4

Bueno (a) 3 3 3 Ligeramente dorada 3

Regular 2 2 2 Poco dorada 2

Malo (a) 1 1 1 Nada dorada 1

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G. Calificación total. Determine la puntuación del pan, sumando la obtenida en cada una de las 7 pruebas calificadas numéricamente.

H. Evaluación de vida de anaquel.

La hogaza (B), después de pesarla y determinar su volumen, así como apariencia general y color de la costra, se empaca en papel plástico adherente ó en un recipiente hermético y se conserva en condiciones conocidas; al primer día y al 3° se pesa y se evalúan costra y apariencia general, con especial atención en la posible presencia de hongos. Al 5° día se determinan peso, apariencia de la costra, apariencia general, humedad y volumen, y se obtiene otra imagen. Si el aspecto general es satisfactorio y no hay indicios de hongos, se evalúan también el aroma y sabor. Si el desarrollo de hongos es evidente, se omiten también las determinaciones de humedad, volumen e imagen, por seguridad.

También haga una medida de la textura del pan (TPA, Texture Profile Analysis) a los

días 0, 3 y 5 usando el TA.XT2 Texture Analyzer. Consulte el método AACC 74-09 y reporte la fuerza a 25% de deformación para cada día, además de los parámetros principales obtenidos en un TPA .

Resultados

• Llene el cuadro de resultados y anexe las imágenes al reporte. • Recopile las determinaciones de todos los equipos. • Relacione las características de las harinas utilizadas con los resultados obtenidos

en los panes. • Realice un ANOVA tomando como factores: A. Método de elaboración de pan; B:

Acido ascórbico. • Apoye sus conclusiones con referencias válidas.

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RESULTADOS DE PANIFICACIÓN Y EVALUACIÓN DEL PAN

Características de la harina: Método Peso de la harina g Peso de la masa g

Peso de c / hogaza antes g después g Peso total pan g

Evaluación Hogaza A Hogaza B

Día 0 Día 0 Día 7

Peso (g)

Humedad (%)

Presencia hongos N/D N/D

Deterioro N/D N/D

Volumen (ml)

Estructura interna

Evaluación sensorial

Calificación global

Imagen día 0 Observaciones

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Imagen día 7 Observaciones CONCLUSIONES:

60

Bibliografia

• AACC. 1983. Approved Methods. American Association of Cereal Chemists. 8Th edition. St. Paul, Minnesota. USA.

• Camacho de la Rosa, N. A. 2001. Producción, purificación y caracterización de

una xilanasa de Aspergillus sp FP-470 y su aplicación en panificación. Tesis de Maestría. Facultad de Química. UNAM. México.

• Gray J.A., Bemiller, J.N. 2003, Bread Staling: Molecular Basis and Control.

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• Morales, Pablo. 1999. Utilización de xilanasas de Aspergillus sp FP-470 para el mejoramiento de la calidad de panes elaborados con harinas de bajo potencial de panificación. Tesis de Maestría. Facultad de Química. UNAM.

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SESION 6

NIXTAMALIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE TEXTURA DE PRODUCTOS NIXTAMALIZADOS

(2 días)

Objetivos Mediante esta práctica, los alumnos lograrán:

· Explicar el proceso de la nixtamalización y el efecto de los principales parámetros del proceso.

· Explicar los cambios químicos ocurridos durante la nixtamalización y relacionarlos con las características de los productos finales.

· Elaborar adecuadamente nixtamal y tortillas, evaluar éstas, y disponer del nejayote manera apropiada.

• Elaborar e interpretar el perfil de textura de los alimentos elaborados.

Introducción El maíz (Zea mayz) es originario de América y fue el alimento clave para el desarrollo de las culturas prehispánicas de Meso América como los aztecas, mayas, toltecas y otros; por eso, muchas obras de arte de estos pueblos están asociadas con el cultivo y procesamiento del maíz.

La nixtamalización jugó un papel determinante en el mejoramiento del valor

nutritivo del maíz y en la diversificación de productos derivados. El término nixtamal viene del náhuatl “nextli” cenizas de cal y “tamalli” masa de maíz; la nixtamalización es un proceso prehispánico, extraordinario desde el punto de vista tecnológico, que consiste en la lixiviación del grano de maíz, mediante un tratamiento térmico alcalino.

Este tratamiento consiste en la cocción del grano en agua con 1 a 3 % de Ca(OH)2, a 95 – 100°C durante 60 a 180 min, seguido de un reposo de 12 horas. Esta tecnología permanece prácticamente igual hasta la fecha; en la industria se utilizan procesos continuos que, además de optimizar el uso de energía, tienen la ventaja de reducir la variabilidad en los parámetros de proceso (tiempo, temperatura, humedad final) y la generación de residuos ya que la solución de Ca(OH)2 se inyecta a presión y se recircula. También es común la modificación de algunas condiciones para obtener productos específicos, por ejemplo para producir chips de tortilla, se reduce la temperatura del cocimiento a 70°C, con lo cual hay menor absorción de agua y menor cocción del grano, la masa es más consistente y por lo tanto, absorbe menos aceite durante el freído, en el cual alcanza el grado óptimo de cocción. Los cambios estructurales y químicos del grano durante el procesamiento afectan las propiedades como textura, color y sabor, así como la vida de anaquel del producto nixtamalizado final.

62

En la nixtamalización, el pH alcalino y el calor, así como el prolongado tiempo de reposo en la solución, incrementan la humedad del grano hasta 48 a 51 % y logran la remoción del pericarpio porque: debilitan las paredes celulares por la solubilización parcial de hemicelulosas; hinchan la estructura; hay destrucción parcial de los gránulos de almidón e incipiente gelatinización; se modifica la estructura de las proteínas y se desarrolla el sabor característico a los productos nixtamalizados. Además, gracias al ion calcio bivalente se forman puentes que son determinantes para la textura y cohesividad de la masa.

El efecto de la nixtamalización en el valor nutricio del maíz incluye: incremento de la digestibilidad; mejoramiento del balance isoleucina/leucina, lo que a su vez favorece el aprovechamiento de la proteína; y liberación de parte de la niacina, que no está biodisponible inicialmente en el grano y que evita la pelagra, enfermedad de deficiencia vitamínica que casi no se presentaba en Mesoamérica, gracias al consumo de producto nixtamalizados. Revisten especial importancia los diversos productos de maíz nixtmalizado, revisten especial importancia los tamales, atoles y especialmente la tortilla, principal fuente calórica en la dieta del mexicano y, sin lugar a dudas, la principal forma de consumo del maíz, base de nuestra alimentación.

Después del reposo, el agua de cocimiento o nejayote se drena, el nixtamal se lava con agua limpia para remover el pericarpio y el exceso de cal. En el proceso tradicional, por cada unidad de grano, se producen 3 unidades (W:V) de nejayote y aguas de lavado que deben tratarse antes de eliminarlos por el drenaje, pues son altamente contaminantes por su contenido de materia orgánica y por su pH. El siguiente esquema de un grano de maíz permite apreciar qué partes se eliminan en el proceso y cuál es la proporción de endospermo. Después del proceso de nixtamalización, el grano lavado se tritura para formar la masa, en un molino de piedras de lava ó sintéticas, de óxido de aluminio por ejemplo. Durante la molienda se adiciona agua para reducir la generación de calor y obtener una textura óptima de la masa, que se logra porque avanzan el daño y la gelatinización de los

Endospermo córneo

Pericarpio

Pedículo

Endospermo farináceo

Plúmula

Radícula Escutelo

Epidermis

Aleurona

Endospermo farináceo

Eje embrionario

Endospermo córneo Escutelo

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gránulos de almidón. La adición de agua también ayuda a la distribución, solubilización y adhesión de gránulos de almidón, proteínas, paredes celulares y lípidos. La masa contiene partículas pequeñas de germen, pericarpio, aleurona, gránulos de almidón libres así como sólidos y lípidos disueltos y/o dispersos en el agua. La masa se mantiene junta, en un estado cohesivo y no pegajoso por la mezcla de sólidos dispersos en el agua: el almidón gelatinizado, las proteínas hidratadas, los lípidos y los iones calcio. Sin duda, la tortilla es el principal producto nixtamalizado; los aztecas la denominaban tlaxcalli y se puede definir como un pan no leudado, elaborado a partir de maíz nixtamalizado. Para la elaboración de tortillas, las porciones de masa de 25 a 50 g se moldean a mano ó con prensas manuales, formando un disco de unos 15 cm de diámetro y 2 mm de espesor, el cual se convierte en tortilla cuando se cuece sobre una superficie caliente ó comal, a unos 200°. Durante el cocimiento de la tortilla se pierde aproximadamente el 12 % de la humedad, se pierde la cristalinidad y se avanza en la gelatinización del almidón. Ésta no es total debido a la limitada disponibilidad de agua, así como a la alta temperatura y corto tiempo de residencia en el comal. También hay una desnaturalización de proteínas que produce un efecto de adhesión y da lugar a la consistencia característica de la tortilla, así como un ligero oscurecimiento, debido a reacciones de Maillard. La extrusión alcalina es otra operación unitaria aplicada al procesamiento del maíz. El término extrusión viene del latín “extrudere”, que significa empujar ó impeler hacia afuera un material fundido, haciéndolo pasar por una matriz específica para darle forma. Para la extrusión se requiere que el material esté granulado con lo cual, en el caso del maíz, se incrementa el área para la transferencia de masa y calor, logrando así disminuir los tiempos de cocimiento. La extrusión permite texturizar y cocer el material al forzarlo a través del dado ó matriz, aprovechando el calor generado por la fricción del producto con las paredes del tubo y con el tornillo, y suministrando calor adicional mediante vapor o energía eléctrica. Las ventajas de la extrusión alcalina son: la reducción del tiempo de cocimiento y, por lo tanto, del consumo de energía; la disminución en el consumo de agua y el hecho de no producir aguas residuales, como en el caso de la nixtamalización. Además, en la extrusión alcalina se reduce la pérdida de nutrientes porque no se dispersan en el medio acuoso y, porque al reducirse el tiempo de cocción, hay menos destrucción de moléculas termolábiles. Desde luego, hay algunas limitaciones o desventajas, como son la necesidad de equipo especializado así como su costo y la necesidad de capacitación para operarlo.

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Problema En esta práctica se someterá el maíz a diferentes condiciones de nixtamalización, se elaborarán tortillas y se evaluarán, comparando con tortillas comerciales. Material y Equipo

• ½ Kg de maíz por equipo • CaO • probetas • balanza granataria • termómetro • recipiente para nixtamal • olla de 4 ó 5 L

• cedazos • máquina tortilladora • molino para nixtamal • comal • paños limpios y recipientes para

tortillas

Procedimiento

1. Verifique que la calidad del maíz sea aceptable; límpielo y péselo. Si se emplea el mismo maíz para todo el grupo, el profesor asignará diferentes concentraciones de CaO y/o tiempos de cocción. Si se utilizan diferentes muestras de maíz, no se modifican estas variables, para comparar las variedades del grano.

2. Agregue la cantidad de cal (1, 2 ó 3 %) asignado por el profesor

3. Agregue 4 volúmenes de agua ( ó hasta 6 si el grano es duro ). 4. Someta a cocción por es tiempo asignado (30, 60, 75, 90 minutos)

5. Deje reposar 12 horas, en el líquido de cocción.

6. Después del reposo, drene el nejayote y consérvelo para tratarlo antes de desechar.

7. Haga 3 lavados con agua limpia, frotando los granos para desprender pericarpios,

los cuales flotan en el agua facilitando su retiro. Todas las aguas de lavado se tratan igual que el nejayote.

8. Muela el grano nixtamalizado en el molino, pasándolo 2 ó 3 veces, hasta obtener

una masa cohesiva, no pegajosa. 9. Deje reposar la masa cubierta, al menos durante 30 minutos.

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10. Elabore 15 ó 20 tortillas, moldeando en la máquina y tratando de obtener un espesor uniforme.

11. Cueza las tortillas en comal a 190 – 260 °C por ambos lados. Esta etapa del

proceso es sumamente importante para obtener el producto final. Observe con detenimiento todos los cambios que se presentan, descríbalos y trate de explicarlos.

12. Compare las tortillas con las comerciales proporcionadas por el profesor; si es

posible compare con las producidas en diferentes condiciones. Los atributos a evaluar son:

- aroma - sabor - características mecánicas y plásticas:

a. dureza (por corte con dientes incisivos) b. suavidad (por presión entre las yemas de los dedos) c. adhesividad (se mastica una pequeña porción y se fricciona en el

paladar) d. rolabilidad de la tortilla recién hecha y a los 30 minutos (se toma

extendida en la palma de la mano y, deslizando la otra mano, se enrolla hasta formar un taco).

Califique cada atributo en una escala de 1 a 5 donde el centro, con valor de 3 se marca como R y corresponde a la muestra de referencia, que son las tortillas comerciales. Cada persona del equipo hará la evaluación las tortillas elaboradas en la práctica, utilizando las comerciales como referencia. Los datos se concentran en la hoja de resultados y se hace el tratamiento estadístico: calcular medias, desviaciones estándar y t de Student.

· Aroma de nixtamal:

1 3 5 _|___________________________|______________________________|_

mucho menor R mucho más intenso · Sabor a tortilla: 1 3 5 _|____________________________|_____________________________|_ mucho menor R mucho más intenso · Características mecánicas y plásticas:

Dureza. Se determina cortando la tortilla con los dientes incisivos, tratando de aplicar igual fuerza siempre.

1 3 5

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_|____________________________|______________________________|_ mucho menos dura R mucho más dura Suavidad. Se determina tomando la tortilla entre las yemas de los dedos, y presionándola;

se realiza esta operación por todas las zonas de la tortilla. 1 3 5 _|____________________________|______________________________|_ mucho menos suave R mucho más suave Adhesividad. Se determina colocando entre los molares una pequeña porción de la

muestra, se mastica y se fricciona con el paladar. 1 3 5 _|_____________________________|_____________________________|_ poco adhesiva R muy adhesiva Rolabilidad. Se determina en la tortilla recién hecha y a los 30 minutos, calentándola antes.

Para ellos, se toma una tortilla extendida en la palma de la mayo y, deslizando la otra mano, se enrolla hasta formar un taco.

t = 0 1 3 5 _|____________________________|______________________________|_ poco rolable R muy rolable t = 30 min 1 3 5 __|___________________________|______________________________|_ poco rolable R muy rolable Identifique si hay defectos en las tortillas, tales como sabor a masa cruda, sabor a cal, u otros sabores extraños Segunda Sesión: Siguiendo las indicaciones del protocolo de perfil de textura, evalúe las tortillas.

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RESULTADOS DE NIXTAMALIZACIÓN

GRANO y origen: Humedad Peso HL % Kg/HL Aspecto inicial: Calidad Cumple con la NOM Peso inicial del grano limpio: % de CaO asignado: CaO adicionado:

Vol. de agua agregado: Tiempo de cocción asign.: tiempo cocción aplicado:

Describa el grano al final de la cocción:

Tiempo reposo: Peso drenado Vol. nejayote Vol. agua de lavado

Describa el grano después del reposo

Peso de la masa Rendimiento de masa Peso de tortillas Rendimiento Final Descripción y explicación de los cambios que transforman la masa en tortilla

Evaluación sensorial.

Datos de la muestra de referencia R:

Clave A % CaO y min A % CaO y min A % CaO y min

• Aroma de nixtamal • Sabor

1 _______________|_______________ 5 1 _______________|_______________ 5 R R

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• Dureza • Suavidad

1 _______________|_______________ 5 1 _______________|_______________ 5 R R

• Adhesividad 1 _______________|_______________ 5 R

• Rolabilidad. t = 0’ • Rolabilidad. t = 30 ‘

1 _______________|_______________ 5 1 _______________|_______________ 5 R R

Tratamiento estadístico

Conclusiones:

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Bibliografía

• Durán, C. de B. (Coordinadora) y cols. (1988). “Una nueva tecnología para la extrusión alcalina de maíz y sorgo”. Monografía tecnológica No. 2, Proyecto multinacional de Tecnología de Alimentos. Organización de Estados Americanos. Universidad Nacional Autónoma de México. México.

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• González de la Vara, F y Y. Sugiura. (1966). “México Antiguo” . Colección La Cocina mexicana a través de los siglos. Editorial Clío. México.

• http://www.fao.org/inpho/EN/resources/library/ en www.fao.org Página de la “Food and Agriculture Organization“.

• http://www.gimsa.com Página del Grupo Industrial Maseca, especialmente ligas de Producto y Proceso productivo.

• Kennedy, D. 1991. The Tortilla book. Random House. USA.

• SECOFI. “Norma oficial mexicana para harina de maíz nixtamalizada” NOM1F1461S11980, México.

• Serna–Saldívar, S.O. (1996). “Química, Almacenamiento e Industrialización de los Cereales”. AGT editor, S.A. México.

• Serna–Saldívar, S.O., M.H. Gómez and L.W. Rooney. (1991). “Chemistry and nutritional value of alkaline-cooked corn products.” In Advances in Cereal Science and Technology. AACC. Vol. X cap 4.

• Vázquez, A. R. (1990). “Correlación de medidas sensoriales e instrumentales para optimizar una metodología para medir textura en tortillas”. Tesis profesional. Universidad Autónoma de Chapingo.

• White, P. & L. Johnson. 2003. Corn: Chemistry & Technology, 2nd. Ed. Culinary & Hospitality Industry Publications Service. USA.

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SESION 7

ELABORACIÓN DE PASTAS Y SU CONTROL (2 DÍAS)

OBJETIVOS Al finalizar esta práctica, los alumnos lograrán:

• Explicar los procesos generales para la fabricación de pastas. • Explicar la función que desempeña los diversos ingredientes adicionales en la

formulación de las pastas • Realizar adecuadamente el proceso de elaboración de pastas, aplicando los controles

al proceso y al producto terminado. INTRODUCCIÓN Las pastas son productos de trigo, no leudados, preferentemente elaborados a partir de semolina de variedades de trigo “durum” ó cristalino; esta variedad de trigo tiene dos atributos que lo caracterizan:

� un mayor contenido de amilopectina en el almidón, que le da ese aspecto vítreo o translúcido, y

� mayor contenido de pigmentos carotenoides que, aunados al aspecto cristalino, lo hacen ambarino.

Algunos productos de trigo durum se enriquecen con otros ingredientes, como huevo, fosfato disódico para una rápida cocción de la pasta, sazonadores como cebolla, ajo, apio, espinacas, gomas, gluten y concentrados de monoestearato de glicerol mezclados con agua. Las pastas son uno de los productos de trigo más utilizados en todo el mundo; en México, se considera que las consume el 90 % de la población urbana y las hay en gran variedad de presentaciones y precios, desde productos populares y muy económicos, hasta pastas de especialidad, para sectores específicos del mercado. Es muy amplia la variedad de pastas y de platillos en los cuales se emplean éstas, en todo el mundo. También es común la utilización de mezclas de harina de trigo duro común, llamada “farina”, sola ó mezclada con semolina para la producción de pastas, que generalmente carecen del color amarillo característico y cuya calidad culinaria es inferior a las pastas hechas con semolina. En la molienda de trigos cristalinos la semolina es el producto principal; también se produce harina, la cual tiene un valor inferior al de la semolina, por lo que se considera como un subproducto. Puede utilizarse para producir pastas, aunque éstas presentan una calidad culinaria inferior, como menor resistencia al exceso de cocción. Una de las características de los trigos “durum” es su alto contenido de carotenoides, que da el color amarillo típico a las pastas. La pasta no cocinada debe ser de color amarillo uniforme y translúcido. También debe ser fuerte mecánicamente, de manera que conserve su tamaño y forma durante el empaquetamiento y transporte. Durante el cocinado en agua hirviendo el producto debe

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mantener su forma y no abrirse o desmoronarse. Además, la pasta cocinada debe quedar firme al mordisco, y la superficie no debe ser pegajosa. El agua de cocción debe quedar libre de almidón. Finalmente la pasta debe ser resistente a la cocción excesiva. Existen dos maneras de producir pastas:

� prensadas / troqueladas y � extrusión en frío.

En ambos procesos, la semolina se mezcla con agua hasta alcanzar 25 a 31% de humedad. La amasadora está provista con un sistema de vacío con el objetivo de reducir la formación de burbujas de aire que disminuyen el grado de color, el aspecto translúcido y la resistencia de la pasta al manejo durante su comercialización, y por lo tanto, reducen su aceptación. Durante el mezclado, la semolina hidratada tiende a formar pequeñas pelotas de masa debido a la limitada cantidad de agua; la presión reducida es una forma de favorecer la homogenización de la masa. Además, la ausencia de oxígeno evita la oxidación de carotenoides por la lipoxigenasa que definitivamente afecta el grado de color del producto terminado. La masa debe ser cohesiva, no adherente y muy maleable. La masa hidratada es laminada y troquelada ó bien es transformada en pasta en un extrusor. En el caso de productos troquelados la masa es rolada y laminada a través de un sistema de rodillos, troquelada o cortada con otros rodillos formadores y la masa de desperdicio es reciclada. En el caso de extrusión, se trata de un proceso “en frío” ya que se lleva a cabo a 42 – 45 ºC; la temperatura no debe pasar de 45 ºC ya que ello provocaría la desnaturalización del gluten y por lo tanto, una mala calidad en las pastas. La pasta es forzada a pasar por los moldes a una presión de 100 bars. Las siguientes operaciones son la formación y cortado de la pasta; los dados que le dan forma, están hechos de cobre y recubiertos de teflón, ya que la maleabilidad del cobre permite obtener formas muy precisas, y el teflón evita que la pasta se pegue. En el momento en que la pasta sale de los moldes, empieza el secado, que es el paso más crítico del proceso, y consiste en la evaporación de la mayor parte del agua de la masa troquelada ó extrudida. En el secado, la humedad debe reducirse de 31 % en la masa, a 12 % en el producto terminado. En algunos lugares se vende y se consume la pasta fresca, como una especialidad ya que el secado no es una operación indispensable para este producto, pero sin duda facilita su amplia distribución y comercialización. Después, se empaca la pasta en bolsas de materiales que protejan al producto de daños por insectos y de la humedad ambiental, además de que lo exhiban muy bien.

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73

Problema Elaborar pastas con diversas formulaciones y evaluar todas las variedades producidas en el grupo, comparándolos con pastas comerciales, del mismo tipo que las elaboradas. (Considerar forma, composición y, si se laminan en troqueladora, comparar con pastas de tipo artesanal). MATERIAL Y EQUIPO Balanza granataria Probetas de 100 mL y de 1000 mL Procesador doméstico para pastas 3 Vasos de precipitados de 600 mL Extrusor Horno de secado ó secador de charolas 2 Embudos y soportes 16 Portaobjetos 2 Erlenmeyers de 125 mL c/tapón 2 Agitadores Cronómetro 1 Colador Espectrofotómetro a 435.8 nm 1 Olla

Parrilla eléctrica Lupa

Platos y tenedores Papel Whatman No. 1 Bolsas de plástico Embudo Buchner Papel kraftin REACTIVOS Solución saturada de n-butanol en agua

Ingredientes opcionales

Colorante artificial 0.02%

Albúmina de huevo 0.5 a 2.0%

Huevo entero en polvo 4.0%

Suero de leche en polvo 0.5 a 2.0%

Gluten 4 a 10%

Harina de soya 4 a 10%

Harina de leguminosa 4 a 10%

Carboxi-metil-celulosa 1%

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ELABORACIÓN DE PASTAS * NOTA: En todos los casos, mida el agua según indicaciones, pero agréguela poco a poco, hasta lograr la consistencia adecuada en la mezcla. Se requieren aproximadamente 600 g de pasta cruda y seca (800 a 900 g de pasta fresca) para la evaluación. Para el método manual utilice de 1 a 1.5 Kg de semolina; para el extrusor se requieren mínimo 2.5 Kg y la capacidad máxima es de 5 Kg. Para obtener 1 Kg de pasta seca se requiere alrededor de 1 ó 1.2 Kg de harina. Se elaboran dos formulaciones: FÓRMULA A FÓRMULA B CONTROL

Semolina 100 g - 25 g

Harina de trigo - 100 g 100 g

Huevo deshidratado - 4 g

Huevo entero 60 g (1 pza)

Agua 30 mL* 30 mL*

Aceite de oliva 10 ml

Sal de mesa 0.25 g

1) Se mide el agua, se pesan los ingredientes secos y se mezclan, agregando el agua poco a

poco y amasando en forma manual. 2) Enseguida se introducen las mezclas ya homogéneas en bolsas de plástico y se dejan

reposar 10 min. Para cada una de las mezclas se procede a hacer lo siguiente: 3) Tener armado previamente el extrusor. 4) Trasladar la mezcla al equipo para que el tornillo impulse la misma hacia el dado donde

se le dará forma. 5) Regule la velocidad de la cuchilla dependiendo del tamaño deseado de su pasta. 6) La pasta se recibe sobre charolas planas, forradas con papel, y se deja secar siguiendo el

esquema siguiente: 45 C/1 hora, reposo de 1 hora y 55 C/ 1 hora.. 7) Se pesa y se empaca. Se determina el contenido de humedad. EVALUACIÓN DE LAS PASTAS NOTA: Para la evaluación de su pasta deberá compararla con las diversas pastas elaboradas en el grupo; también puede compararse con una pasta artesanal pero no es conveniente compararla con una pasta industrializada porque el equipo utilizado es muy diferente y el producto no tiene las mismas características. C. Apariencia Es importante evaluar la apariencia de la pasta cruda ya que es el primer contacto que tiene con el consumidor y éste lo relaciona directamente con la calidad culinaria de la pasta. La pasta cruda debe tener apariencia dura, ser fuerte, de tal manera que conserve su tamaño y forma durante el empaque y transporte. No debe presentar cuarteaduras, burbujas o puntos blancos

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en su superficie y al romper, la fractura debe ser vítrea, uniforme y sin la producción de astillas. Las pastas de mala calidad tienen color opaco pudiendo incluso presentar un matiz gris y se rompen con facilidad produciendo astillas ó pequeños fragmentos de pasta. La presencia de alguno de estos factores generalmente está relacionada con altos porcentajes de sedimentación y baja tolerancia a la ebullición. C.1 Se pesan 100 g de pasta y por medio de inspección visual con lupa se clasifica según el

tipo de daño que presente; los defectos más importantes son: pasta estrellada, cuarteada, con burbujas, apelmazada, con puntos opacos.

C.2 Se debe pesar cada tipo de daño y reportar el porcentaje, pero al comparar la pasta producida en el laboratorio con una pasta comercial, deben considerarse las diferencias en el proceso, por ejemplo, considere que en el laboratorio no se puede amasar ni extrudir bajo presión reducida, y el proceso de secado es muy sencillo. Por ello, en este ejercicio, el reporte de defectos sólo será descriptivo.

D. Contenido de pigmentos Los pigmentos carotenoides son los responsables de impartir color a las semolinas y consecuentemente a las pastas, por lo que su contenido es un parámetro para determinar la calidad, tanto de la materia prima, como del producto final. D.1 Se pesan 8 g de muestra en un matraz Erlenmeyer con tapón de 125 mL y se adicionan

40 ml de la solución saturada de alcohol n-butílico con agua. D.2 Se agita el contenido por un min y se deja reposar 16 h para semolina ó pasta. D.3 Se agita nuevamente el contenido y se filtra a través del papel Whatman No.1. D.4 Se coloca en el tubo de prueba estándar ó en la cubeta del espectrofotómetro y se mide

la absorbancia del extracto a 435.8 nm, empleando como blanco el reactivo de alcohol n-butílico.

D.5 Se calcula el contenido de β-caroteno en ppm, con base en 14 % de humedad. La determinación se hace por duplicado.

Cálculos: El contenido de pigmentos, expresado como b-caroteno, se puede calcular directamente de la lectura de absorbancia a 435.8 nm, usando el factor de conversión de 1.6632, que es la densidad óptica de una solución de 1 mg de b-caroteno en 100 ml de solución de alcohol n-butílico saturado en agua, en una cubeta de 1 cm, a dicha longitud de onda.

PRUEBAS DE CALIDAD CULINARIA Sobra enfatizar la importancia de estas pruebas, pues se refieren al desempeño de la pasta en el proceso de preparación y, evidentemente, en el platillo para consumo. E. Tiempo de cocimiento (min.) Es el tiempo necesario para la total gelatinización del almidón de la pasta. La pasta debe tolerar un calentamiento en agua a ebullición de al menos 10 min, sin perder su forma y sin ponerse pegajosa ni desintegrarse, y debe quedar firme al mordisco, ó “al dente”. E.1 Se pesan 25 g de pasta, se corta en trozos de igual tamaño y se agregan a 500 mL de

agua en ebullición. E.2 Se empieza a tomar el tiempo, con cronómetro. E.3 A los 5 min. de re-iniciada la ebullición se toma un trozo de la pasta, se coloca en un

portaobjetos y se prensa con otro.

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E.4 Se examina y se cuentan los núcleos opacos, de almidón no gelatinizado, que hay en la pasta.

E.5 Se repiten los dos pasos anteriores cada dos minutos, hasta la desaparición de núcleos opacos.

E.6 Se detiene el cocimiento, se escurre, guardando el agua de cocción y se deja enfriar la pasta.

F. Porcentaje de sedimentación (mL) Es el volumen en mililitros que ocupa el sedimento producido por la pasta durante el cocimiento. Este sedimento está constituido principalmente por almidón que se desprende de la pasta por efecto de la cocción. Un porcentaje de sedimentación menor, indica una mayor calidad del gluten. F.1 Se toma el agua de cocción y con el agitador se mezcla por 1 min. F.2 Posteriormente se toman 100 mL y se colocan en una probeta de 100 mL, se deja reposar

por 2 h y se lee el porcentaje de sedimentación que es el equivalente a los mililitros que abarca el sedimento blanco en la probeta.

G. Índice de tolerancia al cocimiento (min.) Es el tiempo en que la pasta empieza a romperse por efecto del cocimiento menos su tiempo de cocción. Cuanto más resistente sea la pasta, más tardará en empezar a romperse, lo que está relacionado con un gluten fuerte y por tanto con una semolina de mejor calidad. La pasta debe ser resistente al exceso de cocción. G.1 Se pesan 25 g de pasta, y se agregan a 500 mL de agua en ebullición. G.2 Se cuece la pasta durante el tiempo óptimo de cocción, determinado previamente. G.3 Se continúa la cocción de la pasta hasta que se observen la menos 3 fragmentos de pasta

rota, y se registra el tiempo que corresponde a la desintegración de la pasta. G.4 El tiempo de desintegración se determina por el índice de tolerancia que es igual a:

Índice de tolerancia = tiempo de desintegración - tiempo de cocimiento al cocimiento (min.) de la pasta de la pasta

CALIDAD FÍSICA DE LAS PASTAS COCIDAS

H. Grado de absorción (%)

Es la cantidad de agua absorbida durante el cocimiento. Una buena pasta absorbe por lo menos el doble de su peso en agua. H.1 Se pesan 25 g de pasta y se cuecen de acuerdo a las condiciones establecidas en el

tiempo de cocimiento. H.2 Una vez cocida la pasta se coloca en un embudo Buchner, sobre una probeta de 1 L de

capacidad. H.3 Se deja escurrir la pasta por 10 min y se pesa H.4 Se determina el

Grado de Absorción (%) = ( Ppcd – Pps ) X 100 Pps

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Pps = peso de la pasta seca ó cruda Ppcd = peso de la pasta cocida y drenada.

J. Incremento de volumen (%) Los productos de buena calidad se hinchan de tres a cuatro veces su volumen original; por lo menos deben hincharse al doble de su volumen. J.1 Se determina el volumen de 50 g de pasta cruda, colocándola en una probeta de 500 mL

que contenga 300 mL de agua (V1ps). J.2 Se registra el volumen alcanzado por el desplazamiento del agua debido a la pasta

(V2ps). J.3 Se calcula el volumen de la pasta cruda de la siguiente manera:

Volumen de pasta cruda = V2ps – V1ps J.4 Se cuecen los 50 g de pasta en condiciones óptimas, y se drenan en un embudo buchner,

por 10 min. J.5 Se determina el volumen de la pasta cocida y drenada, introduciéndola en una probeta de

500 mL que contenga 300 mL de agua (V1pcd). J.6 Se registra el volumen alcanzado por el desplazamiento del agua debido a la pasta cocida

(V2pcd). J.7 Se calcula el volumen de la pasta cocida y drenada de la siguiente manera:

Volumen de pasta cocida = V2pcd - V1pcd J.8 Se calcula el incremento de volumen:

Incremento de = (Volumen de pasta cocida - Volumen de pasta cruda ) X 100 volumen (%) Volumen de pasta cruda K. Fragilidad A partir de esta sección, las pastas se evalúan comparando con una pasta comercial, lo

más parecida en forma y formulación, a la pasta elaborada en el laboratorio. K.1 Determine la fragilidad de la pasta, quebrando un haz de 100 g de pasta, sujeto entre

ambas manos. Se estima la facilidad con que se rompe la pasta, logrando un corte limpio, sin astillas ni desmoronamiento.

Utilice la siguiente escala; note que el valor central es el de la pasta de control. 1: mucho más frágil 2: más frágil 3: igual al control 4: más resistente 5: mucho más resistente

L. CALIDAD SENSORIAL DE LAS PASTAS La calidad sensorial de las pastas elaboradas en el laboratorio se realiza comparando con una pasta comercial de características similares y se evalúa por los miembros del equipo, una vez que se han acordado las definiciones de los atributos a evaluar; a continuación se sugieren algunos: Pegajosidad: Es el estado de desintegración de la superficie de la pasta cocida, estimado por inspección visual, con o sin comparación con una pasta de referencia.

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Firmeza: Es la resistencia de la pasta cocida cuando se aplasta entre los dedos ó se corta entre los dientes. Abultamiento: Es el grado de adhesión de las hebras de pasta después de la cocción y es evaluado manual y visualmente. Adherencia a la lengua: Es el grado de humectación superficial que presenta la pasta al ser colocada sobre la lengua, es decir, la facilidad de movimiento de la misma cuando se coloca sobre la lengua sin ser masticada. Jugosidad: Es la capacidad que tiene la pasta de libera agua al ser masticada dos veces con los molares. Pastosidad: Es la rapidez con la que se forma una masa al ser masticada la pasta más de dos veces. L.1 Para evaluar estos atributos, se cuecen al menos 250 g de pasta condiciones óptimas, y

agregando sal. Se sugieren escalas semejantes a la utilizada para evaluar la fragilidad, es decir con el

número central asignado al control. L.2 Además de los atributos acordados, evalúe color, olor y sabor con las siguientes escalas,

comparando con una pasta comercial semejante al problema. Llene la hoja de datos y haga el tratamiento estadístico: (calcule media, desviación

estándar y “t” de Student o análisis de varianza). Reporte cada atributo por separado. Color de la pasta

1: mucho menos atractivo que el del control 2: menos atractivo que el del control 3: igual al control 4: más atractivo que el control 5: mucho más atractivo que el control

Olor de la pasta 1: mucho más débil que el del control 2: más débil que el del control 3: igual al control 4: más intenso que el control 5: mucho más intenso que el control

Sabor de la pasta 1: mucho menos agradable que el control 2: menos agradable que el control 3: igual que el control 4: más agradable que el control 5: mucho más agradable que el control

Para una misma pasta, cada persona del equipo hará la evaluación; los datos se concentran en la hoja de resultados y se hace el tratamiento estadístico: calcule media, desviaciones estándar y “t” de Student. Si evalúa 2 muestras haga análisis de varianza entre los jueces y comparando con el control.

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80

81

Módulo de Cárnicos

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PRESENTACIÓN La industria cárnica se enfrenta con problemáticas provocadas por diferentes factores entre los que se encuentran:

• Aspectos de tipo microbiológico ocasionados por malas prácticas de manufactura,

deficiencias sanitarias, particularmente en las micro y pequeñas empresas, algunas de ellas

se deben, a la limpieza inadecuada de los establecimientos, equipo, ausencia de medidas

de control de fauna nociva, falta de instalaciones sanitarias para asegurar la higiene en los

procesos, falta de capacitación del personal así como de higiene personal e incluso aún

existen prácticas de producción artesanales sin considerar la normatividad sanitaria de

ningún tipo.

• Deficiencia tecnológica en los procesos productivos y los sistemas de comercialización en

las micro y pequeñas empresas.

• Deficiencias en las cadenas de producción, distribución y consumo, principalmente en la red

del frío.

• Cumplimiento inadecuado de estándares de calidad para cada tipo de producto elaborado.

• Falta de información en materia de capacitación tanto de normatividad así como de

herramientas para medir, evaluar e incrementar la productividad.

• Rezagos tecnológicos dentro de la micro y pequeña empresa.

• Obsolescencia de maquinaria y equipo dentro de la pequeña y mediana empresa.

• Seguridad e higiene laboral limitadas e insuficiencia de programas preventivos para el

funcionamiento de comisiones mixtas de seguridad e higiene.

A partir de esta problemática existente , se intenta desarrollar la capacidad de análisis y

habilidad practica para que tu contribución al sector sea significativa. Dispondrás de las

herramientas que te obliguen a analizar, a comparar, a definir y emplear constantemente

distintos recursos, donde el objetivo no es solo conocer mejor el área de los productos cárnicos,

sino por medio de la observación, la planificación y la práctica adquieras una serie de

conocimientos y habilidades.

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Así, el trabajo en laboratorio estará orientado a la revisión, práctica y análisis de los aspectos

de:

• Calidad en materias primas, producto en proceso y producto terminado.

• Procesos productivos.

• Desarrollo de productos y,

• Aspectos de legislación aplicables.

De ésta forma se estimulará la creatividad e inventiva y te motivara a escalar nuevos

conocimientos, siempre teniendo en mente la flexibilidad suficiente, para realizar sobre la

marcha los ajustes y cambios necesarios a fin de aplicar tus conocimientos y descubrir nuevas

soluciones a problemáticas que enfrentarás en el ámbito laboral.

OBJETIVO GENERAL.

Analizar, ensayar y evaluar los aspectos tecnológicos en la producción de productos cárnicos,

haciendo énfasis en los aspectos de calidad, producción, desarrollo de productos y los

elementos de legislación aplicables.

OBJETIVOS PARTICULARES.

• Aplicar y ensayar las técnicas de análisis; químicos, fisicoquímicos y sensoriales, a

través de la evaluación de las materias primas, producto en proceso y producto cárnico

terminado.

• Ensayar y evaluar los procesos tecnológicos aplicables a los productos cárnicos, más

representativos, a través de su elaboración y documentación.

• Definir y desarrollar un producto cárnico, a través del análisis de sus aspectos; químicos,

fisicoquímicos y sensoriales, y la síntesis y documentación de su proceso tecnológico de

elaboración.

• Revisar y aplicar los aspectos del ámbito legal, relacionados con los productos cárnicos,

y sus procesos tecnológicos.

• Desarrollar la creatividad con la aplicación de nuevos aditivos que favorezcan la textura,

sabor o la apariencia general.

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El módulo de cárnicos consta de las siguientes sesiones de trabajo:

TEMA DURACIÓN PÁGINA Sesión 1: Análisis de Materia Prima 2 A 3 DÍAS 85 Sesión 2: Elaboración de Chuleta 1 DÍA Y SEGUIMIENTO 98 Sesión 3: Elaboración de Jamón Cocido

2 A 4 DÍAS 100

Sesión 5: Elaboración de Chorizo 1 DÍA Y SEGUIMIENTO 104 Sesión 6: Emulsiones cárnicas 1 DÍA 109

Sesión 7: Presentación final del módulo 1 DIA

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I. ANALISIS DE MATERIA PRIMA

DETERMINACION DE HUMEDAD, pH Y ACIDEZ EN CARNE FRESCA Y EN PRODUCTOS CARNICOS

OBJETIVO

Conocer las técnicas para la determinación de humedad, pH y acidez en carne fresca y en

algunos productos cárnicos, así como la aplicación de estas determinaciones para definir la

calidad de estos productos.

INTRODUCCION

El pH de la carne depende de múltiples factores, entre otros el manejo del animal antes del

sacrificio, las condiciones de obtención de la canal, del tiempo y temperatura durante la etapa de

maduración, etc. Cuando la carne no se maneja correctamente, se pueden presentar dos

situaciones. En la primera, la carne se denomina PSE y se refiere a una carne Pálida, Suave y

Exudativa, y la segunda, se le llama DFD y es una carne Obscura, Firme y Seca. La condición

PSE se refiere a las características que presenta la carne de cerdo principalmente de falta de

coloración, suavidad excesiva al corte y perdida rápida de fluidos al calentarse. Esta tipo de

carne es el resultado de la tensión (stress) que sufre el animal DURANTE el sacrificio o por un

enfriamiento rápido o excesivo durante la maduración de la carne, en la que el ATP se degrada

rápidamente. La condición contraria, o sea la carne DFD se presenta cuando el animal sufre

maltrato o esta en tensión ANTES de la matanza, por ejemplo cuando es transportado al

matadero o no es alimentado durante su estancia en los corrales. El resultado de esta situación

es que el glucógeno del animal se agota y cuando es sacrificado, no existe glucógeno que se

pueda degradar para producir acido láctico y así disminuir el pH hasta valores entre 4.8 y 5.2. La

carne que se obtiene en estas condiciones es de color obscuro, seca y de dureza anormal y ,

por su pH elevado, constituye un riesgo microbiológico.

El pH de la carne se puede elevar durante la etapa de maduración por formación de

compuestos aminados resultantes de la hidrolisis de las proteínas, especialmente si la

maduración se prolonga por demasiado tiempo.

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Debido a las especiales propiedades de las carnes PSE y DFD, a cada una se le da un destino diferente

Tipo de carne Propiedades

PSE Normal DFD

Color Claro Normal Oscuro

pH45 <5,9 >5,9 >5,9

pH24 < 5,6 5,6-6,2 > 6,2

CRA Mala Buena Buena

Estabilidad bacteriana

Excelente Normal Muy mala

Aptitud de uso

Jamón cocido Extra No Sí Sí

Jamón cocido Estándar

Sí Sí Sí

Embutidos (Salchichón....)

En mezcla Sí En mezcla

La acidez de la carne esta relacionada con el grado de aceptación. Los productos cárnicos en

general se consideran de baja acidez, con excepción de los productos fermentados en los que

las bacterias lácticas son capaces de producir acido láctico que contribuye a la disminución del

pH.

• La humedad de la carne es función de la Capacidad de Retención de Agua (CRA), y esta a

su vez depende del pH, de la concentración de proteínas hidrofilias y de la presencia de

algunos iones (Ca, Cl, K, Na). La disminución del pH provoca la desnaturalización de las

proteínas y por lo tanto se relaciona con una CRA reducida.

El conocimiento de los factores que influyen en la CRA de la carne es muy importante por que

están relacionados con la calidad, con la aceptación, con el rendimiento y con la vida de

anaquel de los productos cárnicos.

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PROCEDIMIENTO

En esta práctica se analizara la carne de las tres especies, de las de mayor consumo en

nuestro país; Res, Cerdo y Pollo, así como los tres productos cárnicos más populares como son

el jamón cocido, la salchicha y el chorizo.

NOTA.- A cada equipo se le asignara un tipo de carne y un producto cárnico. En este

último es conveniente que se determine la marca y el grado de calidad. Al final comparar

los resultados obtenidos para las tres especies.

DETERMINACION DE pH 1. Se pesan 10 gramos de muestra

2. Se colocan en el vaso de la licuadora, y se adicionan 100 mL de agua destilada, se muele la

muestra durante un minuto

3. El potenciómetro se ajusta con solución reguladora de fosfatos a pH de 4.0 y 7.0

4. La muestra molida se filtra en manta de cielo para eliminar el tejido conectivo

5. En el potenciómetro, se determina el pH de la muestra

6. Terminada la lectura del pH, el electrodo se lava con agua destilada

DETERMINACION DE HUMEDAD 1. Se pesan exactamente 10 g de carne molida

2. Se extiende la muestra en la base de una caja de Petri tarada

3. Se coloca la caja en una estufa de desecación a 100 grados Celsius, durante 24 horas. Es

importante evitar el exceso de secado, por que se pueden perder algunos compuestos volátiles.

4. Transcurrido el tiempo indicado, se coloca la caja en un desecador durante 30 minutos

5. Se pesa la caja y se informa el % de humedad en la muestra

DETERMINACION DE ACIDEZ (COMO % DE ACIDO LACTICO) 1. Se pesan 10 gramos de carne o de producto cárnico y se coloca en vaso de licuadora. Se

muele con 200 mL de agua destilada, durante un minuto

2. Se filtra la muestra a través de manta de cielo para eliminar el tejido conectivo

3. El filtrado se coloca en un matraz Erlenmeyer de 250 mL y se titula con NaoH 0.1 N, usando

fenolftaleína como indicador. Esta determinación se debe realizar por triplicado

4. Se prepara simultáneamente un blanco de reactivos, en que solo se emplea agua destilada

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5. El resultado se informa como % de acido láctico

CALCULOS % de Acido Láctico = (mL de NaOH de la muestra - mL de NaOH del blanco) Normalidad del

NaOH x 0.09 meq Acido Láctico x 100/ Peso de la muestra

BIBLIOGRAFIA Tecnología de Carnes, Guerrero, L.I. y Arteaga, M. M.R.

Editorial Trillas, UAM, 1990

Ciencia de la Carne, Lawrie, R.A., Editorial Acribia, España, 1982

DETERMINACION DEL GRADO DE FRESCURA DE LA CARNE

OBJETIVO

Conocer el grado de frescura de la carne por medio de una prueba sensorial

(Determinación del Olor), con varias determinaciones químicas (pH, Prueba de Eber, Bases

Volátiles Totales y Extracto de Volumen Liberado)

INTRODUCCION

Al morir el animal, el músculo sufre una serie de cambios y transformaciones que se conocen

con el nombre de maduración de la carne. Algunos de esos cambios son deseables por que

producen una carne más blanda y jugosa y con mejor sabor. La etapa de maduración no debe

prolongarse demasiado por que se inician reacciones indeseables. Si la carne no se maneja con

higiene, pueden crecer microorganismos que además de afectar el olor y el sabor, son capaces

de producir toxinas que pueden causar problemas a la salud de los consumidores.

El proceso de descomposición de la carne es gradual y es difícil precisar cuando ha terminado

la etapa de maduración y cuando se inicia la de descomposición. Los productos finales de la

descomposición de la carne se derivan principalmente de las proteínas y de las grasas, que

afectan desfavorablemente sus propiedades sensoriales y por lo tanto impiden su consumo por

los humanos.

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EQUIPO, MATERIAL Y REACTIVOS PARA LAS PRUEBAS

EQUIPO

Para la determinación de pH

Potenciómetro calibrado Molino de carne con placa de 3 mm (o cortar la carne con el cuchillo) Licuadora Balanza granataria

Para la determinación de Extracto De Volumen Liberado (EVL)

Estufa de incubación a 30º C Licuadora Matraz Erlen Meyer 250 ml Probeta de 100 ml Embudo Papel filtro

MATERIA PRIMA CARNICA

200 gramos de carne fresca de res (cualquier corte cuete, diezmillo o sirloin, el cual se deberá comprar en el Centro comercial, carnicería ,mercado sobre ruedas con el fin de establecer comparaciones de manejo y calidad de la carne en los distintos centros de venta ) • Ver Anexo para los cortes de carne

MATERIAL Para la prueba de Ebert Matraz Erlenmeyer de 125 ml

Papel Filtro Baño María Mechero Bunsen Cáñamo

REACTIVOS

Para la determinación de pH Solución de referencia de pH 4 o 7

Para la prueba de Eber Solución de acetato de plomo. Se prepara mezclando

100 ml de solución de acetato de plomo al 5 % con 1.0 ml de ácido acético Glacial

PROCEDIMIENTO

Para la determinación de pH

A 10 gramos de carne bien molida, se homogeneíza perfectamente con 100 ml de agua

destilada

y se procede a hacer la lectura en un Potenciómetro previamente calibrado con las soluciones

de referencia. Esta determinación se realiza a temperatura ambiente.

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INTERPRETACION DE RESULTADOS

La carne fresca debe tener un pH ácido entre 5.8 y 6.2. Un pH mayor es una señal de que ya

se inició su descomposición.

EVALUACION SENSORIAL DEL OLOR

PROCEDIMIENTO

Se toman 10 gramos de carne y por medio del olfato trate de distinguir el olor de la misma. A

veces es posible detectar olores amoniacales, a ácido sulfhídrico, a aminas, etc... Entre

muestra y muestra deje transcurrir 3-5 minutos.

EVALUACION SENSORIAL DEL OLOR DE LA CARNE DENOMINACION CARACTERISTICAS CALIFICACION

Fresca Predomina el olor normal característico

de cada especie X

Buena Ausencia o disminución del olor característico de la especie

XX

Ligeramente Desagradable

Aparición de los primeros signos de descomposición de la carne

XXX

Desagradable Franca aparición de olores que se consideran indeseables

XXXX

Pútrido La carne resulta inaceptable para los humanos por la presencia de olores amoniacales o sulfurosos

XXXXX

INTERPRETACION DE RESULTADOS

Las pruebas sensoriales aún con jueces entrenados son subjetivas y por lo tanto tienen sus

limitaciones. Dependen mucho de como, cuando, quien y donde se juzga. A pesar de ello,

pueden servir para separar las carnes que no están aptas para el consumo humano

PRUEBA DE EBER

PROCEDIMIENTO

Se colocan 10 gramos de muestra bien molida en un matraz Erlenmeyer de 150 ml.

Se cubre la boca del matraz con un pedazo de papel filtro previamente embebido en la

solución de acetato de plomo

El papel filtro se ata fuertemente con el cáñamo, para evitar que se presenten fugas de gas

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El matraz se coloca en un baño María con agua en ebullición, y se calienta durante 10

minutos.

INTERPRETACION DE RESULTADOS

La aparición de una mancha negra en el papel filtro indica que la prueba es positiva, por la

presencia de gas sulfhídrico. Si la mancha aparece se considera que la carne esta en la etapa

de descomposición. La carne se considera fresca cuando el resultado de esta prueba es

negativo.

DETERMINACION DE EXTRACTO DE VOLUMEN LIBERADO

PROCEDIMIENTO

Una muestra de 10 gramos de carne fresca, dudosa y en descomposición se envuelve en

papel aluminio y se coloca en la estufa de incubación a 30 º C, durante 60 minutos.

Transcurrido el tiempo, cada muestra se homogeniza en una licuadora

Durante 2 minutos, con 100 ml de la solución reguladora de fosfatos

El homogeneizado se filtra en un embudo con papel filtro Se colecta durante el extracto en una probeta graduada durante 20 minutos

INTERPRETACION DE RESULTADOS

Valores de EVL de 40 a 75 ml, se considera que la carne es fresca

Valores cercanos a 30 ml, indican que la descomposición se ha iniciado

Cuando el extracto es cero o cercano a el, se considera que la descomposición de la carne se

encuentra en estado avanzado

INFORME

1.- Cuadro de resultados y realizar una comparación a nivel grupal sobre origen de compra de

la carne de res en cuanto a la calidad de la carne.

2.- Discusión y conclusiones

3.- La carne de cual especie se descompone más rápidamente y cuales son las

recomendaciones sugeridas de manejo.

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EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD DE RETENCIÓN DE

AGUA Y CAPACIDAD DE EMULSIFICACION DE LA CARNE

OBJETIVO

Determinar la capacidad de retención de agua y de emulsificaciòn en la carne fresca de tres

Especies.

INTRODUCCION

La capacidad de retención de agua (CRA) se define como la capacidad que tiene la carne para

retener el agua libre, a pesar de la aplicación de fuerzas externas, tales como el cortado, la

trituración, el picado o el prensado. Muchas de las propiedades físicas de la carne como el

color, la textura, la firmeza, así como la jugosidad y la suavidad, dependen en gran parte de la

capacidad de retención de agua. La CRA es especialmente importante en productos picados o

molidos, en los que se ha destruido la integridad de la fibra muscular y por lo tanto no existe una

retención física del agua libre. Las pérdidas de peso y la aceptación de los productos cárnicos

están directamente relacionadas con la disminución de la CRA. En algunos productos cárnicos

es muy importante tener una máxima CRA, en cambio en otros, esta propiedad no es tan

importante.

El pH tiene un efecto definitivo en la CRA. Al morir el animal. El pH del músculo es

prácticamente neutro y tiene la máxima capacidad de retención de agua. La CRA de la carne se

debe en última instancia al estado químico de las proteínas del músculo, otros factores que

también intervienen son la cantidad de grasa, el pH y el tiempo y condiciones en que ha estado

la carne a partir del sacrificio del animal. Se considera que un máximo de 5 % del agua total del

músculo esta ligada a través de los grupos hidrofílicos de las proteínas. Este tipo de agua está

fuertemente ligada y no es fácil de separar, en cambio el agua que se puede separar al aplicar

una fuerza es el agua libre.

Conforme avanza la maduración de la carne, el pH disminuye y se produce mayor

entrecruzamiento entre la áctina y la miosina, lo que disminuye la CRA.

La capacidad de emulsificación (CE) se define como la cantidad de grasa que puede emulsificar

una pasta de carne: Esta característica es muy importante en la elaboración de los embutidos

emulsificados como la salchicha, el pate y los pasteles de carne. Una emulsión se define como

la mezcla de dos líquidos inmiscibles, uno de los cuales se dispersa en forma de gotas

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pequeñas (fase dispersa) y otro en el que las gotas se dispersan (fase continua). Las

emulsiones cárnicas no son realmente una emulsión debido a que la fase dispersa se

encuentra en glóbulos mayores de 5 micras, por lo que constituyen un sistema de dos fases. El

sistema de una emulsión cárnica es muy complejo, debido a que la matriz de la emulsión (fase

continua) esta fundamentalmente compuesto de agua y proteínas solubilizadas por la adición de

sal, formando una solución salina de baja fuerza iónica, la que extrae fácilmente a las

Proteínas miofibrilares, las que a su vez actúan como emulsificantes y también extrae

a las proteínas sarcoplásmicas. En la fase continua también están presentes algunas sales y

otras substancias responsables del sabor y de la cohesión del producto. La fase dispersa esta

constituida por grasa. Los factores que tienen influencia en la capacidad de emulsificación de la

carne son principalmente el pH, la temperatura y la cantidad de grasa.

MUESTRAS

� 100 g de carne de res (diezmillo o cuete)

� 100 g de carne de cerdo(espaldilla) � 100 g de carne de pollo(pierna o muslo)

NOTA: Cuando la materia prima tiene hueso se debe considerar un 30% extra de carne.

MATERIAL

� Aceite de maíz � Bureta � Soporte universal � Licuadora � Balanza granataria � Centrífuga � Prensa, por ejemplo para queso � Tubos de centrífuga (4 piezas)

� Cuchillo � Pipeta de 10 ml � Probeta de 100 ml � Piseta � Varilla de vidrio � Papel filtro Whatman No. 1 � Papel aluminio � Baño María � Hielo

REACTIVOS

� Solución de NaCl 1.0 M � Solución de NaCl 0.6 M NOTA: ambas soluciones deberán ser empleadas a una temperatura de 4°C

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DETERMINACION DE LA CAPACIDAD DE RETENCION DE AGUA 1.- Moler 10 gramos de carne en una licuadora (Es conveniente moler mayor cantidad). 2.- Se colocan 5 g de carne molida en un tubo de centrífuga (Por duplicado) 3.- A cada tubo se le adicionan 8 ml de solución 0.6 M de NaCl y se agita con una varilla

de vidrio, durante un minuto. 4.- Se colocan los tubos en baño de hielo durante 30 minutos 5.- Se agitan los tubos con la varilla de vidrio , durante un minuto 6.- Centrifugar los tubos durante 15 minutos, a 10 000 r.p.m. o 30 minutos a 2500

r.p.m. 7.- Decantar el sobrenadante en una probeta graduada y medir el volumen no retenido

de la solución de NaCl 8.- Informar la cantidad de solución retenida por 100 gramos de muestra.

DETERMINACION DE LA CAPACIDAD DE EMULSIFICACION (CE) 1.- Se muelen en una licuadora 25 g de carne con 100 ml de solución de NaCl 1.0 M, hasta obtener una pasta. La mezcla debe estar a una temperatura máxima de 5º C. 2.- Se toman 12.5 g de pasta y se adicionan 37.5 ml de NaCl 1.0 M, a 5ºC y se mezclan en la licuadora durante 5 minutos, a la velocidad mínima. 3.- Con una bureta, se añade aceite de maíz, con la licuadora funcionando hasta que no se incorpore más a la pasta de carne. El punto final es cuando se presenta la ruptura de la emulsión. La forma de evaluar cualitativamente el rompimiento de la emulsión es partiendo de cuando la muestra de carne con la solución salina empieza a licuarse junto con el aceite. Existen tres momentos para una emulsión rota: a) La emulsión es fluida b) La emulsión incremento la viscosidad y se desplaza muy lentamente c) La emulsión se vuelve fluida y de color amarillo, momento en el que tendrá que registrarse el volumen de aceite incorporado, ya que se ha roto la emulsión. Los volúmenes aproximados de consumo de aceite en res es de 70 a 90 ml, cerdo y pollo100 ml. 4.- Informar la cantidad de aceite de maíz incorporado (antes de la ruptura de la emulsión) por gramo de carne.

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NOTA.- Se puede adicionar directamente a la pasta de carne una cantidad conocida de aceite (por ejemplo 30 ml) y posteriormente adicionar el aceite con la bureta, de una manera constante. Esta determinación es conveniente hacerla por lo menos por duplicado CUESTIONARIO 1.- ¿De qué factores depende la estabilidad de una emulsión? 2.- ¿En qué productos cárnicos es muy importante la CRA de la carne? 3.- ¿En qué productos cárnicos no es importante la CRA de la carne? 4.- ¿Es indispensable el aceite de maíz para determinar la CE de la carne, o se puede substituir por otra clase de aceite, por ejemplo de soya? Explicar por que si, o por que no. 5.- ¿La carne de que especie tendrá la mayor CE? Explicar por que.

EVALUAR LA PROPIEDAD DE COHESIVIDAD EN LA

CARNE FRESCA

OBJETIVO

Conocer el efecto de algunas sales como el cloruro de sodio y el fosfato de sodio en las

propiedades de cohesión de la carne de res, cerdo y pollo.

INTRODUCCION

La cohesividad de la carne se define como el mayor o menor grado de unión que pueden

tener los trozos de carne para producir un sistema. La sección helicoidal de las proteínas

solubles en soluciones salinas se desdobla para producir cadenas orientadas al azar que

forman puentes de hidrogeno entre si, así como uniones iónicas.

La gelificación es el resultado de la desnaturalización y agregación de proteínas para

formar una red ordenada; la actina y la miosina son las principales proteínas responsables

de la formación de geles. La temperatura, el pH y las sales, al modificar la estructura

cuaternaria o la distribución de la carga neta de las proteínas, ya que afectan el grado de

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unión de las proteínas, alteran la naturaleza y la estructura de un gel. La capacidad de

gelificación se refleja en la habilidad cementante de las proteínas miofibrilares en

productos tales como jamones reestructurados (cocidos); el masajeo forma una película

proteica alrededor de trozos de carne, la cual se torna cohesiva durante el calentamiento.

MATERIAL Y EQUIPO

• Carne de res(diezmillo o cuete), cerdo(espaldilla) o pollo(pierna o muslo), 600 g

• Balanza granataria

• Cuchillos fileteadores

• Tabla para picar

• Moldes chicos para jamón

• Manta de cielo, 4 pedazos de 30 x 30 cm

• Plástico para envolver

• Hamine

• NaCl

• Nitrito de sodio grado alimenticio.

PROCEDIMIENTO

Se realizaran los siguientes tratamientos en la carne fresca:

1.- Control, 160 ppm de Nitritos

2.- Con sal, 2% de NaCl + 160 ppm de Nitritos

3.- Con fosfatos, 0.5% de Hamine + 160 ppm de Nitritos

4.- Con sal y fosfatos, 2% de NaCl + 0.5% de Hamine + 160 ppm de Nitritos

Preparación de las muestras:

1.- Eliminar de la carne hueso, cartílago, grasa, etc. La muestra debe de ser lo más

homogénea como sea posible. En el caso de la carne de pollo, combine la carne blanca y

la oscura en las proporciones naturales (60/40)

2.- Cortar el 75% de la carne en cubos de 25 mm y dividirlo en 4 porciones, el 25%

restante píquelo finamente, la porción de carne para cada tratamiento debe de consistir en

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75% de carne en cubos y 25% de carne finamente picada. Mezclar los aditivos

respectivos, previamente disueltos en 30 ml de agua, mezclar por espacio de 5 minutos.

3.- Coloque la carne en un pedazo de manta de cielo previamente lavada, se hace un

molote, cerrar con hilo de cáñamo, presionando fuertemente para eliminar el aire, las 4

muestras de aproximadamente 100 – 150 g, etiquetarlas perfectamente, tapar la forja

ejerciendo presión.

4.- Colocar el recipiente con agua a 82 grados C, el agua deberá cubrir el recipiente, en

el caso del pollo la cocción es de 25 min por kg de carne, para las otras especies son 50

minutos por kg de carne.

5.- Dejar enfriar el molde y colocarlo en el refrigerador, al día siguiente se pesan las

muestras sin tela, se envuelven en plástico y se guardan en el refrigerador para su

evaluación sensorial.

RESULTADOS

1. Evaluar las características de cohesividad, color y apariencia (no probar el producto).

2. ¿Cual tratamiento fue el que presentó mejores características de cohesividad en cada

especie?

3. ¿Cual de las tres especies de carne presenta las mejores características de

cohesividad?

4. ¿Cual tratamiento induce a la menor perdida de agua y cual a la mayor perdida?

5. ¿Cual es el propósito de evaluar a cada aditivo en la carne?

6. ¿Cual es la importancia de usar estos aditivos en los productos cárnicos?

7. ¿Que otros tipos de aditivos podrán ser sustituidos?

BIBLIOGRAFIA

Lawrie, R. 1984. Avances de la ciencia de la carne. Ed. Acribia. Zaragoza.

Prändl, O., Fischer, R.A., Schmidhofer, T. y Sinell, H.J. 1994. Tecnología e

Higiene de la Carne. Ed. Acribia. Zaragoza.

98

Price, S.F. y Schweigert, B.S. 1994. Ciencia de la carne y los productos cárnicos. 2ªEd.

Ed. Acribia. Zaragoza.

Reichert, J.E. 1987. Tratamiento térmico en los productos cárnicos. Ed. Acribia.

Zaragoza.

ELABORACION DE CHULETA

OBJETIVO

Elaborar un producto cárnico salado y ahumado con una vida de anaquel de varias

semanas a temperatura ambiente.

INTRODUCCION

La chuleta o entrecot de cerdo es el corte de la parte dorsal de la canal, cuyos límites son

en la región anterior, una línea perpendicular al plano medio que pasa a la altura de la

primera costilla y la parte posterior por una línea ligeramente oblicua que atraviesa la

cuarta vértebra sacra. La base ósea de este corte la constituye prácticamente toda la

columna vertebral, a excepción de las vértebras cervicales y caudales de este corte, están

dadas primordialmente por los músculos gran dorsal, dorsal ancho y largo dorsal. Incluye

hueso. (NMX-FF-081-2003).

La curación que se lleva a cabo en la chuleta es en húmedo, se inyecta con la ayuda de

jeringas o de un inyectador automático, con el propósito de distribuir la salmuera en la

pieza, posteriormente se sumergen en una salmuera que contiene alrededor del 18-20

%de sal. Las piezas inyectadas se dejan reposar durante 7 días en inmersión y

refrigeración, y al término del tratamiento se dejan escurrir y se introducen en el

ahumador, permaneciendo ahí, aproximadamente 4 horas.

Es el proceso de curado es decisiva para adecuada capacidad de conservación,

estabilidad del color y formación del aroma en los artículos curados crudos. Se conocen

varios procedimientos de curado: curado en seco, curado húmedo y algunas veces se

introduce a la masajeadora al vacio para extraer la proteína y facilitar la penetración de

salmuera.

99

FORMULACION

Ingredientes

Sal 70 gramos

Azúcar 30 gramos

Cura premier 25 gramos

Eritorbato de sodio 20 gramos

Agua 1 litro

Chuleta con hueso completa de cerdo 4 kg (una Chuleta por 2 equipos)*

PROCEDIMIENTO

Inyectar la salmuera hasta obtener un 10% del peso de la chuleta o lomo, la pieza

inyectada se cubre con el resto de la salmuera de coloca durante tres días a 4 °C,

transcurrido ese tiempo la chuleta se lava varias veces con agua tibia, se seca. Se puede

frotar la superficie de la carne con azúcar moscabado.

Llevar al ahumador o colocar humo líquido, este proceso es más rápido que el de vía seca

CUESTIONARIO

1.- Por que se deben de utilizar maderas no resinosas para el ahumado

2.- Cuales maderas no resinosas son las más utilizadas

3.- Mencionar 5 efectos negativos del ahumado

4.- Menciona 5 funciones del ahumado

5.- En que consiste el ahumado

6.- Cuales son dos sistemas de ahumado y en que consisten

7.- Como se genera el humo

8.- A que se debe la acción bactericida del humo

9.- Que contiene la fase dispersa y la dispersante del humo

10.- Menciona las principales clases de compuestos detectados en el humo

11.- Cual es la cantidad de agua activa que se encuentra en la carne, en el tocino y en el

lomo.

12.- Cual es la función del azúcar en el tocino ahumado

13.- Que cambios sufre la panceta durante el salado y el ahumado.

100

BIBLIOGRAFIA

Lawrie, R. 1984. Avances de la ciencia de la carne. Ed. Acribia. Zaragoza.

Prändl, O., Fischer, R.A., Schmidhofer, T. y Sinell, H.J. 1994. Tecnología e

Higiene de la Carne. Ed. Acribia. Zaragoza.

Price, S.F. Y Schweigert, B.S. 1994. Ciencia de la carne y los productos cárnicos. 2ªEd.

Ed. Acribia. Zaragoza.

Reichert, J.E. 1987. Tratamiento térmico en los productos cárnicos. Ed. Acribia.

Zaragoza.

Schiffner, F., Hapendorm, W. y Oppel, K. 1978. Cultivos bacterianos para las

Industrias cárnicas. Ed. Acribia. Zaragoza.

Varnam, A.H. y Sutherland, J.P. 1995. Meat and meat products. Chapman & Hall.

London.

Wirth, F. 1992. Tecnología de los embutidos escaldados. Ed. Acribia. Zaragoza.

ELABORACION DE JAMÓN COCIDO

OBJETIVO

Elaborar un producto curado a partir de carne de cerdo, al que se someterá a un

método de Curado por inyección o masajeo con el fin de incorporar la salmuera y

posteriormente cocerlo.

INTRODUCCIÓN

El producto más popular de los embutidos es el jamón, el cuál puede ser consumido por

todas las personas. En España el jamón tradicional es el Serrano, en Italia es el Parma,

en Inglaterra es el York y en EE UU es el Virginia.

Se caracteriza por ser un producto nutritivo, con un buen sabor y de larga vida de

anaquel.

El jamón cocido de más alta calidad, fabricado principalmente de pierna trasera de

Cerdo seleccionado, deshuesado y ligeramente pulido. Se trata de productos con bajo

nivel de inyección, suficiente como para desarrollar el sabor, aroma y textura que

identifican a estos productos de alta calidad.

Durante décadas estos productos se han embutido a mano en moldes individuales por

101

Operarios especializados, capaces de poder adaptar al molde o a la bolsa jamones que,

después del masaje y la curación, que posteriormente serán sometidos a una cocción,

dando al final una textura firme. Por el contrario, si presenta problemas de ligado entre la

carne curada, será como consecuencia del proceso y/o la calidad de la carne, y aún se

han visto más agravados en los últimos años por una mayor incidencia de PSE en la

carne de cerdo.

La disminución de la funcionalidad de la proteína de los músculos PSE, provoca

texturas blandas y pastosas totalmente indeseables en este tipo de productos.

El jamón es definido como la pierna trasera de cerdo y elaborado con esta pieza

debido a la suavidad y ausencia de grasa intramuscular .

Son diversos los métodos que se emplean para curar a la carne son inyección, masajeo

manual Y mecánico o la combinación de estos para lograr una mayor incorporación de

salmuera con el fin de mejorar su textura y rendimiento.

1. FORMULACIONES PROPUESTAS (tipo York)

Ingredientes Jamón por masajeo

Jamón por masajeo

Jamón por masajeo mecánico

manual mecánico g g g

Pierna trasera de una pieza * una pieza * una pieza *

cerdo Agua 600 - 800 mL 600 mL 800 ml

Sal de fina 50 50 50

Azúcar 20 20 20

Sal de cura 60 60 60

Eritorbato de sodio 10 10 10

Fosfatos (Hamine )** 45 45 45 Carragenina ------ ---- 9

Condimento para 30 30 30

Jamón Glutamato 1 1 1 monosódico 2.

� Una pieza con peso aproximado de 3 a 3.5 Kg

* Estos fosfatos son una preparación comercia que contiene una

mezcla de hexametafosfato,tripolifosfato y pirofosfato de sodio.

102

MAQUINARIA Y EQUIPO. 1 m de tela de algodón ó manta de cielo � Balanza granataria � Cámara de refrigeración a 4° C � Olla de cocimiento con capacidad de 20 a 40 L � Cuchillo tipo filetero � Charola de plástico ó metal de 30 x 40 x 20 cm � Jeringa de plástico de 20 mL (Jamón por inyección) � Moldes para jamón con capacidad de 4 - 5 Kg (Forjas) � Molino para carnes � Probeta graduada de 500 mL � Termómetro para carnes (nunca usar el de mercurio) Como se ha mencionado anteriormente se debe trabajar con materia prima de excelente

calidad sanitaria y extremar las condiciones de higiene sobre todo en las operaciones

que se realizan manualmente, a las que previamente se le debe evaluar :pH, % de

Acidez , % de Humedad y análisis sensorial(previas practicas de grado de frescura o

acidez, pH y % de humedad).

1. Preparación de la pierna.- La pierna debe ser de cerdo, se deshuesa, es

recomendable que esta operación la lleve a cabo una persona con experiencia para

evitar que se hagan cortes innecesarios. A la pierna sin hueso se le quita el exceso de

grasa, los tendones, los ligamentos y los coágulos de sangre, evitando hacer

demasiados cortes.

2.Preparación de la salmuera.- Es importante disolver completamente todos los

ingredientes de la salmuera, los fosfatos se deben disolver por separado en una parte del

agua y después adicionarlos al resto de la salmuera, con agitación para evitar su

precipitación.

En el caso de la formulación que lleva carragenina se deberá adicionar en segundo lugar

después d e los fosfatos, para que se hidrate sin ningún problema, o disolver los fosfatos

de manera independiente a la carragenina y posteriormente integrarlos a la salmuera. La

carragenina se debe disolver muy lentamente, ya que se aglomera, formando masas de

este hidrocoloide, que difícilmente se disolverán.

3. Masajeo.- Si no se cuenta con una máquina, se hace manual, se debe presionar

vigorosamente, de otra forma la salmuera no penetra en la carne y el curado es

deficiente.

103

PROCEDIMIENTO

PROCESO POR MASAJEO MANUAL

Masajeo.- La pierna deshuesada se corta en trozos de aproximadamente 15 x 5 x 5 cm

(70 % en trozos y el 30 % molida). Toda la carne se coloca en un recipiente y se le

adiciona la mitad de la salmuera preparada 300 - 400 mL). Se masajea vigorosamente

con las manos durante 5 a 10 min y se deja en reposo durante 60 min a temperatura

ambiente. Se masajea nuevamente 5 a 10 min, se deja en reposo 30 min a temperatura

ambiente. Se adicionan 200 mL más de salmuera y se masajea otros 5 min, dejando en

reposo 10 min más. Se adiciona el resto de la salmuera (100 a 200 mL) y se coloca el

recipiente en el refrigerador durante 16 a 24 h.

Después de ese tiempo se prosigue con el forjado, cocción, refrigeración y

almacenamiento como se indicó en el proceso anterior.

PROCESO POR MASAJEO MECÁNICO

Las operaciones de preparación y corte de la carne (70 % en trozos de 15 x 5 x 5 cm y 30

% molida) son iguales a las descritas en el proceso Las tiras de carne se pasan a través

de un molino para carne (sin cuchillas y sin placa) de 3 a 4 veces para romper

parcialmente las fibras musculares.

Después se colocan las piezas de carne en el recipiente de la mezcladora y se le

adicionan los 600 mL de salmuera. Se coloca la mezcladora en la velocidad 1 y se deja

mezclar por 10 min.

El recipiente con la carne ya masajeada se coloca en el refrigerador a 4 °C durante 16 a

24 h. Las etapas de forjado, cocción refrigeración y almacenamiento son iguales que las

de los procesos anteriores.

ANÁLISIS PARA EL JAMÓN

1. En cada una de las etapas de preparación de sus productos es necesario pesar el

producto antes y después para sacar el rendimiento en cada etapa.

2. Calcular costo de su producto y comparado con uno comercial e indicar las ventajas

Y desventajas que ofrecen ambos productos

3. Evaluar la textura haciendo uso del texturometro con el fin de determinar la dureza del

Producto del laboratorio contra un comercial .Efectuando un corte del jamón de 2 cm x 2

104

cm a una temperatura de 4°C .Registrar el dato y efectuar las comparaciones con los

demás tratamientos.

4. Evaluar los cambios Fisicoquímicos de pH contra tiempo, %Humedad contra tiempo al

producto terminado

6. Evaluar los cambios sensoriales que se manifiestan en el producto terminad

empleando

una escala de 0 a 4 y al final efectuar las comparaciones con los demás tratamientos.

INFORME DEL JAMÓN

1. Condiciones en las que se efectuó el curado y la cocción

2. Rendimiento en cada una de las etapas (preparación, inyección, curación, cocción,

refrigeración y almacenamiento

3. Costo aproximado del producto

4. Propiedades sensoriales del producto en comparación con uno comercial

5. Deteminacion de Humedad y textura en el producto

ELABORACION DE CHORIZO

OBJETIVO

Elaborar un embutido crudo- picado en base a carnes de res, cerdo y otras, con vida de

anaquel de ocho semanas a temperatura ambiente.

INTRODUCCION

Se entiende por chorizo el embutido crudo curado, obtenido con la mezcla de magro (60 –

70%) y tocino (40 - 30%) de cerdo picados o troceadas, adicionada de sal, especias

(pimienta, pimentón, ajo, canela y clavo), condimentos (vinos, licores,...) y aditivos

autorizados, amasada y sometida la masa a un período de reposo más o menos

prolongado, incluso nulo. Se caracteriza por su coloración roja y sabor particular.

El embutido se hará en tripa natural y se someterá al secado y curado convenientes, para

alcanzar la humedad máxima del 45%.El tipo de tripa a utilizar, depende del calibre,

siendo:

105

* Grueso 36-38mm.: Rizada de cerdo o roscal de ternera

* Fino 34-36 mm: Tripa de cerdo

DESCRIPCION DEL PRODUCTO

Tendrá una consistencia firme y compacta al tacto, de forma cilíndrica, más o menos

regular, pudiendo tener presentación en "vela" o "sarta", de aspecto rugoso en el exterior,

con color rojizo. El corte, además de las características generales, presentará una

diferenciación neta entre fragmentos de carne y partes grasas.

La longitud de cada pieza estará entre 25-35 cm., con un diámetro 36–38 mm en calibre

grueso, 34-36 mm en calibre fino y un peso aproximado entre 300-500 grs. La pieza va

atada con hilo blanco.

Otra modalidad admitida por este Reglamento es el chorizo fresco, que se elaborará con

la masa descrita para el chorizo curado, embutido y presentado como una longaniza de

formato delgado o fino, sujeto a las características físico-químicas de la longaniza.

FORMULACIONES PARA CHORIZO

INGREDIENTES ESPAÑOL CANTIMPALO SOYA ARGENTINO

FORMULACION

1 FORMULACION

2 FORMULACION

3 FORMULACION

4 g g g g Lomo de cerdo 600 400 400 300

Lomo de res -- 200 -- 300

Lardo 300 300 300 300

Soya * -- -- 200 --

Sal (máx) 15 -- 15 -- Sal de cura 2.0 2.0 2.0 2.0

Fosfatos * * 3.0 3.0 3.0 3.0

Glutamato 1.0 1.0 1.0 1.0

Ajo en polvo 1 1 1 Condimento 10 10 10 -- para Chorizo Pimentón dulce 30 30 30 --

Pimentón picante 15 15 15 --

Azúcar 5 5 5 Eritorbato de sodio 0.50 0.50 0.50 0.50

106

Jengibre molido -- -- -- 0.2

Nuez mascada -- -- -- 0.2

Vino blanco seco 60mL 60mL 60mL 120 mL

Cultivo Láctico 20mL 20mL 20mL -- Total •

-- se omite * La soya es texturizada y rehidratada en agua caliente **EI fosfato que se utiliza es el Accoline ***EI empleo del cultivo láctico y del azúcar son opcionales

MAQUINARIA Y EQUIPO

• Ahumador • Balanza granataria • Balanza analítica • Cámara de refrigeración a 4 - 10°C • Cámara de maduración a 30°C • Cuchillo fileteador • Embutidora con boquilla de 2 cm de diámetro • Hilo de cáñamo • Mezcladora eléctrica • Molino para carnes con placa de 6 mm de abertura • Probetas graduadas de 100 mL • Tabla de madera • Tripa natural y/o artificial (aproximadamente 2 m por Kg de

producto)

PROCEDIMIENTO DE ELABORACIÓN PARA LOS CHORIZOS 1, 2 Y 3

1. Molienda.- Estos productos se ubican en el grupo de embutidos de corte grueso o

picado, por lo que las carnes de res, de cerdo y el lardo (sino encuentra lardo, este se

puede sustituir con tocino cortado en cuadros de 1 ó 2 cm de lado) se pasan una vez por

un molino para carne usando una placa de 6 mm de abertura.

2. Mezclado.- Las carnes y la grasa molidas se mezclan con el resto de los ingredientes

de la formulación. Esta operación puede hacerse con una mezcladora eléctrica durante 2

– 3 minutos, si se carece de la mezcladora, puede hacerse en forma manual hasta lograr

una buena distribución de todos los ingredientes, extremando las medidas higiénicas. Es

importante que en esta etapa, se mantenga la pasta a temperaturas inferiores a 10°C, si

la temperatura es mayor, la grasa se funde y se afecta la consistencia al corte del

107

producto final en virtud de que se pierde la trabazón de la pasta al quedar trozos de carne

envueltos en la grasa fundida.

3. Reposo.- La masa cárnica se deja reposar 24 horas a temperatura de 4 – 10°C, la

cual deberá ser colocada en un recipiente y cubierto con papel aluminio y etiquetado

adecuadamente.

4. Embutido.- Transcurridas las 24 horas la pasta se mezcla durante 5 min y se

compacta para eliminar burbujas de aire antes de colocarla en la embutidora. La masa

cárnica se embute en tripas naturales de intestino delgado de cerdo (lavar profundamente

hasta quitar la sal) ó en tripas sintéticas del diámetro apropiado. Esta funda deberá ser

hidratada en agua unos 3 minutos antes de ser usada en un recipiente, para facilitar su

manejo durante el proceso de embutido.

Se recomienda no tocar la pasta con las manos húmedas porque se propicia el ataque

microbiano y la aparición de manchas de color gris. La embutidora debe estar provista de

una boquilla de 2 cm de diámetro. Se embute la pasta evitando que quede aire dentro de

la tripa o funda.

5. Atado.- La presentación del chorizo tipo Español y con soya es en piezas de 10 a 12

cm de largo, la del tipo Cantínpalo es de 20 a 25 cm. Para atar se usa cáñamo resistente.

6. Maduración.- La maduración se lleva a cabo en cámaras a temperatura de 20°C

durante un tiempo mínimo de 2 días con circulación de aire. Si se carece de cámaras, la

maduración puede hacerse a temperatura ambiente durante 3 a 4 días.

7. Ahumado.- Las condiciones para el ahumado de los chorizos se pueden efectuar en el

ahumador de laboratorio como sigue:

a) El ahumador tenerlo a temperatura baja y con la chimenea cerrada que equivale a 18

horas con humo y 50°C.

b) A temperatura media, equivalente a 6 h con humo a 52°C con la chimenea medio

abierta

c) A temperatura alta que equivale a 6 h con humo a 60°C con chimenea abierta.

ANÁLISIS PARA CHORIZOS

1. Determinar los puntos críticos del proceso

108

INFORME DE LOS CHORIZOS

1. Condiciones de maduración (tiempo, temperatura, humedad)

2. Gráfica de pérdida de peso contra tiempo durante tres días

3. Gráfica de cambio de pH contra tiempo durante tres días

4. Cambio en las propiedades sensoriales del producto contra tiempo en un periodo de 3

días a temperatura ambiente y comparar los distintos productos

5. En base a los resultados comparar a nivel grupal las diferencias sensoriales que se

presentan con cada una de las formulaciones.

5. Calcular costos y rendimiento de los productos y compararlos

BIBLIOGRAFÍA GENERAL

"Elaboración de Productos Cárnicos"2000. SEP/ Trillas. México. F.

"Guia de Planeación y Control de Industrias Agropecuarias". 1980. Fondo de Cultura

Económica / SEP Ed FCE. México.

Forrest, J. C., Aberle, E. D., Hedrick, H. B., Judge, M. D. Y Merkel. R. A... "Fundamentos

de Ciencia de la Carne". 2000, Editorial Acribia, Zaragoza, España.

Lawrie R. A. 2000 Ciencia de la Carne. Acribia. Zaragoza, España.

Mendoza M. E.- 1991. "Manual de Prácticas de Laboratorio de Productos Cámicos".

Departamento de Alimentos y Biotecnología. F. Q. UNAM.

Price, J.F. Y B.S. Schweigert. 1994. "La Ciencia de la Carne y de los Productos

Cárnicos" 2a Edición. Ed Acribia, S. A. Zaragoza, España.

Rosas J.- 1997.- Profesor del Departamento de Medicina Preventiva de la FMVyZ,

U N A M.Comunicación personal

Tratamiento de Residuos

El equipo responsable del tratamiento de residuos, deberá basarse en el diagrama eco

lógico PC-04-G, PC-04-H y PC-04

109

EMULSIONES CÁRNICAS

OBJETIVOS

Conocer y diferenciar entre una pasta y una emulsión cárnica por sus características,

componentes y proceso.

Elaborar en el laboratorio una pasta y una emulsión cárnica.

INTRODUCCION

La popular salchicha representa un largo recorrido en la historia desde su presencia

actual en nuestros mercados.

Su denominación parte de ser considerada como: “Comida de origen alemán, a base de

carne picada, de cerdo y algunas veces de bovino, especiada y que tiene forma alargada

y cilíndrica.

Esta carne se introduce en una envoltura, que tradicionalmente es de intestino de animal,

aunque actualmente se utiliza también el colágeno, celulosa e incluso plástico”.

La salchicha presenta un 30% de grasa lardo o las más económicas pueden llevar

recorte de grasa. También se le puede incorporar proteínas de origen vegetal con el fin

de mejorar su textura firme y elástica.

MATERIA PRIMA CARNICA • Tipo y especificaciones

• Carne de Res (diezmillo) • Carne de cerdo (espaldilla) • Grasa: Lardo o papada de cerdo, ambas grasas tienen un puto de

fusión mayor a los 40°C.El lardo es de color blanco, con una textura firme y no debe presentar olores rancios o a excremento .Debe conservarse en refrigeración.

La papada es un tejido proveniente de la cabeza del cerdo y precisamente de

110

la papada, presenta una textura más suave que la del lardo y con un color blanco traslucido y una nota neutra ausente de olores rancios o de excremento .Se debe conservar en refrigeración. MAQUINARIA, MATERIAL Y EQUIPO • Antiadherente grado alimentario (marca comercial PAM) • Picadora de carne (Cutter). • Embutidora con boquillas de 1, 2 y 3 cm de diámetro • Recipiente para el cocimiento de las salchichas, con capacidad de 4 a 6 litros • Balanza analítica y balanza granataria. • Termómetros de 0 a 100°C • Termómetro para carne • Cámara de refrigeración a 4 °C • Cámara de congelación a -10 a -20°C • Hilo de cáñamo • Tijeras • Molde para panqué • Bolsas de plástico. • Fundas para salchicha Viena y Frankfurter • Fundas para paté, para mortadela y para pastel de pollo, o para los productos

Seleccionados

ELABORACIÓN DE SALCHICHAS

A continuación se proponen algunas formulaciones para los productos con el fin de valuar

las características que se producen con las modificaciones realizadas en la materia

prima cárnica o adicionando soya. Si desean utilizar otras materias primas como: harina

de arroz, inulina ,caseinato de sodio, suero de leche o carragenina ,con la intensión de

sustituir proteína cárnica, se puede hacer ,siempre y cuando se verifiquen las cantidades

de sal de curación, eritorbato de sodio, así como la relación entre ellas. Las cantidades

pueden reducirse a la mitad (500 g).

SALCHICHAS

FORMULACIONES PROPUESTAS

INGREDIENTES FORULACION 1

VIENA

FORULACION2

Frankfurter

FORULACION 3

Extendida(1)

FORMULACION 4 Extendida(2)

g g g g Carne magra de res(diezmillo)

350 100 200 230

Carne de cerdo(espaldilla)

150 400 150 150

Lardo ó papada de 130 130 150 150

111

cerdo Soya texturizada hidratada

-- -- 130

Carragenina *** -- -- -- 20 Hielo picado 300 300 300 300 Harina de trigo 70 70 65 70 Sal fina 20 20 20 20 Consomé de pollo 10 10 12 12 Cebolla en polvo 8 8 8 10 Mezcla de fosfatos (Accoline)

4 4 4 4

Nuez moscada en polvo

3 3 3 4

Pimienta blanca en polvo

3 3 3 4

Ajo en polvo -- 2 -- - Glutamato monosódico

1 1 1 1

Eritorbato de sodio 1 1 1 1 Sal de cura 4 4 4 4 Tripa natural ----- una pieza ---- -- Tripa artificial * una pieza --- una pieza una pieza Sabor humo * * máximo

1 mL 1 mL 1 mL 1mL

Solución acuosa al 0. 5 % de colorante rojo (40) o rojo cereza * *

3mL 3mL .3mL 3mL

TOTAL 1058 1060 1055 984

*Funda de celofán Nojax del diámetro adecuado al tipo de salchicha a elaborar

**EI uso del sabor humo y el colorante es opcional.

***Carragenina se adiciona en la carne después de haber incorporado las

sales de curación.

MATERIA PRIMA

Como en todo proceso lo primero que se tiene que hacer es verificar que la materia prima

de que se parte sea de buena calidad., tomando en cuenta la metodología de la práctica

de grado de frescura y acidez.

CARNES

Para favorecer la formación de la emulsión, las carnes deberán tener un pH de 5.4 a 6.6

y una temperatura de 0° C. La grasa de cerdo se corta en tiras y se coloca en un

112

congelador para evitar su enranciamiento o que se funda durante el proceso. Si la carne

sólo llega refrigerada o a temperatura ambiente y no se cuenta con un congelador, se

puede recurrir a la curación con salmuera seca, que consiste en incorporar a la carne

toda la sal y el nitrito de sodio que se van a emplear en la formulación.

NOTA: También se le deberá evaluar % de humedad y pH a la materia prima cárnica y

evaluación sensorial para determinar si esta en condiciones de ser utilizada.

HIELO

El hielo debe ser de buena calidad microbiológica y estar finamente picado. No es

recomendable usar piezas de hielo grandes en la picadora ya que disminuyen el filo de

las cuchillas.

SOYA

Para hidratar la soya texturizada, se coloca en agua en ebullición durante 30 min, en una

proporción de 1: 6 soya-agua.

ESPECIAS

Las especias deben ser de preferencia de molienda reciente, estar bien molidas y ser de

buena calidad microbiológica se guardan en recipientes cerrados para conservar sus

características.

PROCEDIMIENTO

LOS INGREDIENTES SE DIVIDEN EN CUATRO PARTES

1. La primera parte es la mezcla de la sal y el nitrito de sodio.

2. La segunda corresponde únicamente a la harina de trigo.

3. En la tercera se incluyen el consomé de pollo, la nuez moscada, la cebolla en polvo, el

glutamato monosódico, el eritorbato, el ajo en polvo y todas las especias de la fórmula

que se va a aplicar. Se mezclan y se muelen en mortero.

4. La cuarta fracción corresponde a la mezcla de fosfatos (Accoline): se disuelve

perfectamente en 100 mL de agua caliente 40 a 50 o C), agitando y luego se enfría.

NOTA. Las condiciones del proceso son para Cutter ó picadora de una velocidad y con

capacidad de 2 Kg. Si se utilizan equipos diferentes, las condiciones de operación pueden

variar.

PROCEDIMIENTO DE ELABORACIÓN DE LAS SALCHICHAS

l.-Se pica la carne y la grasa en cubos de aproximadamente 2 cm.

113

2.-En la picadora (Cutter) se colocan las carnes de res y cerdo y la soya texturizada

hidratada si está indicada en la formulación; la tercera parte del hielo, el nitrito de sodio ó

sal de cura y la sal se pone a funcionar la picadora durante 3 minutos. En esta etapa del

proceso la temperatura no debe subir a más de 7° C.

3.-Con la picadora funcionando, se incorpora la grasa congelada ó en salmuera seca,

que al picarse es encapsulada por la proteína formando una emulsión. Por la fricción de

las cuchillas, la temperatura de la pasta aumenta a 10° C con lo que la partícula de grasa

incrementa su volumen, lo que facilita el picado y mejora la estabilidad de la emulsión. El

tiempo de proceso recomendable en estas condiciones es de 2-3 minutos.

4.-Sin parar la picadora, se adiciona otra tercera parte del hielo, con lo que la grasa

reduce su volumen y ya no se separa de la proteína. A los 30 segundos se añade la

harina de trigo que al incorporarse forma una pasta emulsionada. El tiempo

recomendable en esta etapa es de 2 minutos.

5.-Sin detener la picadora se adicionan las especias y condimentos previamente molidos

en mortero y se deja mezclar durante 1 minuto más.

6.-Finalmente se añaden el último tercio del hielo y la mezcla de fosfatos disuelta y se

continúa la operación de cortado durante 2 minutos más ó hasta que se obtenga la

textura final deseada. Se debe evitar que el calor producido por la fricción de las cuchillas

aumente la temperatura de la mezcla porque la proteína se coagula, la grasa se funde, y

consecuentemente, se rompe la emulsión.

7.-El sabor humo (aproximadamente 6 gotas de sabor humo concentrado) y el colorante

se añaden al final del proceso y se debe adicionar lentamente hasta obtener el color

deseado. Se detiene la acción de las cuchillas.

8.- Embutido.-La emulsión cárnica se saca del recipiente de la picadora y se transfiere a

la embutidora. Las salchichas Viena y la extendida con soya se embuten en fundas de

celofán y con la boquilla de 1 cm, se fraccionan cada 12 cm con hilo de cáñamo; la

salchicha tipo Frankfurter se embute en tripa natural con la boquilla de 2 cm de diámetro

y se fracciona cada 15 cm con hilo de cáñamo.

Nota: Embutir con mucho cuidado para evitar que se barra la cadena de la embutidora.

9.- Ahumado.- Si se opta por el ahumado, las salchichas se colocan en el ahumador a

60° C durante 30 min., con la chimenea abierta y sin humo. Posteriormente se eleva la

114

temperatura a 75°C, se genera humo y se cierra la chimenea. Se mantiene en estas

condiciones durante 30 min. (OPERACIÓN OPCIONAL)

10.- Cocción.- Las salchichas se colocan en una paila o en una olla de cocimiento, este

se hace en agua a 72°C durante 20 min para la Viena y la extendida con soya y 30 min

para la Frankfurter. Con el cocimiento coagula la proteína, se gelifica el almidón y se

desarrolla el color. Evitar que el agua llegue a 90°C ya que se revienta la funda.

12.- Choque térmico.- Después del cocimiento las salchichas Viena y la extendida con

soya se colocan en un recipiente con agua y hielo, con lo que se deshidrata la capa

superficial de la salchicha, se forma una costra y la funda de celofán se despega. En el

caso de la salchicha Frankfurter esta separación no ocurre si se embute en tripa natural.

13. El paso final es el almacenamiento, que se lleva a cabo colocando las salchichas en

bolsas de plástico y almacenándolas en refrigeración a 4°C.

ANÁLISIS PARA SALCHICHAS

1. Indicar los puntos críticos del proceso y de que manera pueden influir en la

calidad del producto.

2. Calcular rendimiento y costo del producto a nivel laboratorio.

3. Determinacion de humedad en el producto

4. Determinación de textura

INFORME DE SALCHICHAS

1. Establecer las diferencias que se presentan al utilizar diferentes

formulaciones.

2. Comparación de propiedades sensoriales de su producto y uno comercial de

grado fino

3. Conclusiones de su producto de acuerdo a la Norma

4. Evaluar textura haciendo uso del texturometro, con el fin de determinar la dureza del

Producto y compararlo a nivel grupal con las demás formulaciones

5. Evaluar % de humedad contra tiempo y pH contra tiempo, y cambios sensoriales

durante

un periodo de 1 semana y graficar.

115

ANEXO.

Cortes de carne Res y Cerdo

Aguayón: Se localiza al principio de la pierna. Se utiliza para bisteces, ya sea asados al

carbón o a la plancha, en milanesas y también en trozos.

Bola: Es una parte de la pierna. Se utiliza para milanesa, bisteces y en trocitos.

Cuete: Se encuentra en la parte posterior de la pierna. Se hace en guisados, a la

vinagreta,

mechado y cocido.

Chamberete: Es una parte de la pierna, casi junto a la pata. Se usa en caldos, cocidos y

guisados. En el centro tiene tuétano que se utiliza para hacer tacos.

Retazo con Hueso: Se encuentra en la parte baja, donde termina el costillar. Se usa para

preparar cocidos y caldos.

Osso Buco o chamorro: Es la parte intermedia entre la pierna y la pata. Se utiliza al

horno, cocido y en guisados.

Carne Molida: Puede ser de Aguayón, bola o espaldilla. Se utiliza en picadillos, rellenos,

albóndigas, hamburguesas y guisos.

Pescuezo: Es la parte posterior de la cabeza, ideal para hacer jugo de carne.

Pecho: Es la parte baja del frente de la res. Se utiliza para preparar pucheros y caldos.

Centro de pierna: Es la parte central interna de las piernas. Se corta en trozos y

bisteces; y puede hacerse horneado, frito o guisado.

Suadero: Es la parte intermedia entre la panza y la pierna. Se corta en trozos y bisteces;

puede prepararse en guisado o frito.

Pulpa: Es la parte media de la pierna. Se pueden hacer diversos cortes con ella.

116

Costillar: Es un trozo de lomo con hueso. Se prepara al carbón, a la plancha, asado, frito

o guisado.

Pierna trasera: Se hornea en diferentes formas. La carne maciza (sin hueso) partida en trocitos es para guisados. Chamorro: Es la parte de la pierna, junto a los codillos, manitas y patas. Se cocina al horno, como carnitas Lomo: Es el costillar sin hueso. Se cocina al horno en trozos fritos, cocidos o simplemente en pequeños filetes o empanizados. Costilla: Es la parte interior del lomo. Se puede asar al carbón, a la plancha o prepararse en guisados. Las costillas pueden ser aplanadas o sin aplanar. Se corta en porciones individuales. Falda: Es la parte baja del cerdo, a un lado de la panza. Puede prepararse cocida y deshebrada. Cortada en trozos se cuece y luego se guisa. Manitas: Son las patas del cerdo. Se hacen cocidas, guisadas, a la vinagreta, capeadas, etc. Paletilla: Es la parte alta de la pierna delantera. Se corta en trozos para todo tipo de guisados. Espaldilla: Parte intermedia entre el costillar y la cabeza. Se utiliza en trozos para preparar guisados. Pulpa: Es la parte alta de la pierna trasera del cerdo. No tiene hueso. Se prepara en trozos cocidos y fritos; también en bisteces. Espinazo: Parte final del alto lomo. Se utiliza en guisados, cocido o frito. Cabeza de lomo: Es la parte donde empieza el lomo. Se utiliza en trozos fritos, cocidos, guisados o en carnitas.

117

Cortes de Pollo

118

Módulo de Lácteos

119

PRESENTACIÓN

La leche es el producto obtenido de la secreción de las glándulas mamarias de las vacas sin calostro, el cual debe ser sometido a tratamientos térmicos que garanticen la inocuidad del producto ya que la calidad de la leche comercial y de sus derivados en una industria láctea depende directamente de la calidad del producto original, proveniente de la zona de producción y de las condiciones de transporte, conservación y manipulación en general hasta la planta. Por lo tanto, el éxito y buen nombre de la industria y en última instancia la calidad del producto que llega al consumidor, dependen del control que se lleve sobre la leche cruda. Tradicionalmente, la leche y sus derivados lácteos ha sido uno de los componentes básicos de la alimentación humana ya que es uno de los alimentos más completos y nutritivos al proporcionar tanto macro como micronutrientes esenciales.

OBJETIVOS

• Que los alumnos analice y comprendan la importancia de aplicar el control de calidad a la leche como materia prima y como producto terminado, así como que diferencie y aplique adecuadamente las pruebas de campo, plataforma y laboratorio en el control de calidad en la leche bronca y pasteurizada.

• Aprender a operar y familiarizarse con el funcionamiento del pasteurizador Armfield FT43A y comprenda la importancia de la relación tiempo-temperatura de los tratamientos térmicos aplicados a la leche fluida, así como la necesidad del control de éstos parámetros en el proceso de pasteurización.

• Que el alumno conozca y maneje el proceso de elaboración de los principales derivados lácteos (cajeta, yogurt, queso, entre otros).

• Que el alumno identifique el efecto que implica la variación de las condiciones de proceso sobre el producto fina

El módulo de lácteos consta de las siguientes sesiones:

TEMA DURACIÓN PÁGINA

Sesión 1: Calidad de Leche 2 DÍAS 120

Sesión 2: Pasteurización 3 DÍAS 142

Sesión 3: Elaboración de Yogurt 2 DÍAS 159

Sesión 4: Elaboración de Quesos 2 DÍAS Y SEGUIMIENTO 164

Sesión 5: Elaboración de Cajeta 1 DÍA Y SEGUIMIENTO 176

120

Sesión 6: Elaboración de Mantequilla 1 DÍA 181

Sesión 7: Descremado 1 DÍA 186

Sesión 8: Homogenización 1 DÍA 192

SESION 1 CONTROL DE CALIDAD EN LECHE

(2 días)

ANTECEDENTES Dentro del control que se realiza en las industrias lácteas con el propósito de establecer la calidad sanitaria de la leche cruda, están las pruebas de: campo, plataforma y las de laboratorio. Algunas de estas pruebas pueden realizarse en el campo o en la recepción de la planta (1.1); tal es el caso de la determinación de temperatura, caracteres organolépticos (sabor, olor, color), sedimento y de las pruebas lactométricas, evitando que dañen a otras de buena calidad, al mezclarse en camiones “Thermos” o en tanques de almacenamiento. Otras, como la prueba del alcohol, las determinaciones de acidez, pH y las pruebas de reducción, son realizadas en el laboratorio con el objeto de determinar la calidad de leches sospechosas o como pruebas rutinarias de control (1.2). A las referidas pruebas de calidad sanitaria es necesario sumar las determinaciones crioscópicas para reconocer la adulteración por adición de agua, los análisis de contenido de grasa total, sólidos totales y otros análisis químicos o microbiológicos que requieren de equipos especiales y personal más especializado.

MUESTRAS

• Leche cruda obtenida de un establo • Leche entera y pasteurizada en bolsa

• Leche entera y pasteurizada en caja • Leche UHT 1. METODOLOGÍA

• Colocar cada muestra en una probeta de 250 mL y rotular adecuadamente.

• Verificar que la temperatura de las muestras esté entre 10 y 20 ºC antes de realizar los análisis.

121

1.1. PRUEBAS DE PLATAFORMA.

1.1.1. TEMPERATURA.

La leche debe refrigerarse después del ordeño y mantenerse entre 0-4ºC hasta su procesamiento. La determinación de la temperatura de la leche cruda o bronca al ser entregada a la planta es por consiguiente un buen indicio (aunque no necesariamente) del cuidado que se ha tenido en los ranchos o durante su transporte para tratar de conservarla en óptimas condiciones. Para las determinaciones de la temperatura de la leche debe observarse las siguientes condiciones: a) Los termómetros deben estar debidamente calibrados y graduados de tal manera que

cubran aproximadamente de -10 a +100ºC, con divisiones de 1 ºC. b) Debe dejarse suficiente tiempo para que la temperatura del termómetro se estabilice a

la temperatura del producto y cuando no pueda leerse directamente el termómetro introducido en la muestra, debe retirarse y leerse con rapidez.

c) Los termómetros deben estar limpios y libres de contaminación; al hacer la lectura deben insertarse convenientemente en la muestra.

d) No debe medirse la temperatura directamente en muestras destinadas a análisis microbiológicos; en este caso debe hacerse en un recipiente por separado.

e) Verificar periódicamente el buen funcionamiento de los termómetros.

1.1.2. CARACTERES SENSORIALES En la planta, el determinar los caracteres sensoriales de la leche constituye una prueba de plataforma que permite la segregación de las leches de mala calidad. La prueba más común consiste en oler el contenido de un recipiente o tanque, inmediatamente después de haber sido destapado. Algunas personas bien entrenadas mediante esta prueba pueden detectar leches que han sido mal refrigeradas, que han estado en contacto con utensilios sucios y hasta leches mastíticas o mamíticas. En el laboratorio los alumnos determinarán los caracteres sensoriales de las muestras de leche cruda, fórmula láctea y leches pasteurizadas de las diferentes marcas producidas en la localidad, oliendo la muestra directamente del recipiente en donde fue trasladada anotando los resultados, posteriormente probarla cuando la tengan en un vaso de precipitados.

122

1.1.3. PRUEBA LACTOMÉTRICA (PESO ESPECÍFICO)

Un lactómetro es un areómetro especialmente diseñado para determinar el peso específico (Pe) de la leche a una determinada temperatura (60ºF/60ºF ó 15.6º/15.6ºC), el cual está dotado de una escala especial dividida en grados Quevenne (ºQ) ó en grados de la Junta de Salud Pública de N. Y. (º NBH). Los grados Quevenne corresponden a la 2a y 3a cifras decimales del valor del Pe y equivalente a los grados NBH multiplicados por 0.29.

1000

1000615

c

C

QPe

°+=°. NBHQ °=° 290.

El lactómetro de Quevenne está constituido por un areómetro de bulbo voluminoso y vástago delgado para lograr mayor sensibilidad. El vástago está graduado para dar lecturas comprendidas entre 15 y 40ºQ con divisiones de 0.5 ó 1ºQ. El lactómetro de la Junta de Salud de N.Y. (NBH) posee la escala graduada de 0 a 120º NBH en divisiones 1ºNBH. Algunos de estos aparatos presentan termómetros incorporados que miden la temperatura a la cual se hace la lectura lactométrica, facilitando la correspondiente corrección de temperatura en tablas especiales (AOAC, 1970; Lampert, 1965) (cuadro 1.1). Cuadro 1.1. Corrección para la gravedad específica de la leche a 15.6°c (lactómetro

Quevenne)

°Q 24.00 25.00 26.00 27.00 28.00 29.00 30.00 31.00 32.00 33.00 34.00

°C

10.50 24.79 25.84 26.89 27.95 29.00 30.05 31.10 32.16 33.21 34.26 35.31 11.00 24.71 25.76 26.80 27.85 28.90 29.95 30.99 32.04 33.09 34.14 35.18 11.50 24.63 25.67 26.72 27.76 28.80 29.84 30.88 31.93 32.97 34.01 35.05 12.00 24.55 25.59 26.63 27.66 28.70 29.74 30.78 31.81 32.85 33.89 34.92 12.50 24.48 25.51 26.54 27.57 28.60 29.63 30.67 31.70 32.73 33.76 34.79 13.00 24.40 25.42 26.45 27.48 28.50 29.53 30.56 31.58 32.61 33.64 34.66 13.50 24.32 25.34 26.36 27.38 28.41 29.43 30.45 31.47 32.49 33.51 34.53 14.00 24.24 25.26 26.27 27.29 28.31 29.32 30.34 31.36 32.37 33.39 34.40 14.50 24.16 25.18 26.19 27.20 28.21 29.22 30.23 31.24 32.25 33.26 34.27 15.00 24.09 25.09 26.10 27.10 28.11 29.12 30.12 31.13 32.13 33.14 34.14 15.50 24.01 25.01 26.01 27.01 28.01 29.01 30.01 31.01 32.01 33.01 34.01 16.00 23.93 24.93 25.92 26.92 27.91 28.91 29.90 30.90 31.89 32.89 33.88 16.50 23.85 24.84 25.83 26.82 27.81 28.80 29.79 30.78 31.77 32.76 33.75 17.00 23.78 24.76 25.75 26.73 27.71 28.70 29.68 30.67 31.65 32.64 33.62 17.50 23.70 24.68 25.66 26.64 27.62 28.60 29.58 30.56 31.54 32.51 33.49 18.00 23.62 24.59 25.57 26.54 27.52 28.49 29.47 30.44 31.42 32.39 33.36 18.50 23.54 24.51 25.48 26.45 27.42 28.39 29.36 30.33 31.30 32.27 33.23

123

19.00 23.46 24.43 25.39 26.36 27.32 28.28 29.25 30.21 31.18 32.14 33.10 19.50 23.39 24.34 25.30 26.26 27.22 28.18 29.14 30.10 31.06 32.02 32.97 20.00 23.31 24.26 25.22 26.17 27.12 28.08 29.03 29.98 30.94 31.89 32.84

Adaptado de Paul G. Heineman (1921) “Milk” W. B. Saunders Co. Philadelphia en AOAC, Methods of Analysis of the Association of Official Analytical Chemists.

Para corregir las lecturas lactométricas (°Q) a 15.6°C (°Qc) pueden interpolarse los

datos en la tabla anterior o substituir los datos correspondientes en la ecuación siguiente:

( ) ( ) ( ) ( )22QTQTQ

cc °+°+°+°+°=° dcbaQ0

donde: T° = temperatura [°C] °Q = lectura lactométrica [°Q]

°Qc0 = 3.0992×10–00 a = –0.2089×10–00 b = 1.0068×10–00 c = 3.7262×10–05 d = –6.5504×10–05

Materiales y Aparatos:

• Lactómetro de Quevenne ( 1 por equipo )

• Probeta graduada ( 1 para cada leche) • Termómetro ( 1 por equipo )

Procedimiento a) Transferir la muestra a una probeta de 250 mL, evitando la formación de burbujas. b) Introducir el lactómetro en la muestra dejándolo flotar libremente por 30 segundos,

teniendo cuidado de que no se adhiera a las paredes del recipiente y de que no permanezcan burbujas en la superficie del líquido, tomar la lectura lactométrica leyendo la división de la escala más alta que alcanza el menisco de la leche.

c) Tomar al mismo tiempo la temperatura de la muestra (debe de estar entre 10 y 20ºC).

d) En caso de que la lectura se tome a una temperatura diferente a la graduación del lactómetro, deben hacerse las correcciones correspondientes empleando cuadros especiales (AOAC, 1970 p. 951, ó Cuadro 1.1).

e) Convertir la lectura lactométrica a Pe y reportar los resultados obtenidos.

124

1.2. PRUEBAS DE LABORATORIO 1.2.1. ACIDEZ TITULABLE.

Existen diversos métodos para determinar la acidez en la leche. En México y en los Estados Unidos se emplea el sistema de expresión en términos de ácido láctico y en Europa se usan diversos sistemas como son los grados Soxhlet-Henkel (SH) (mL NaOH N/4 por 100 mL) o los grados Dornic (ºD) (mL de NaOH N/9 por 100 mL). La conversión de % de ác. Láctico a ºSH o a ºD pueden hacerse en base a las siguientes relaciones:

100.

láctico ácido % ×××

=muestra

NaOHNaOH

mL

lácticoacdelmeqpesoNmL

mL de NaOH 0.1N gastados en 100 mL de muestra = 2.5 ºSH

= 1.1 ºD Materiales y aparatos:

Equipo Individual

Reactivos

• NaOH 0.1N (Exacta) titulada hasta la 4a. Cifra decimal

• Solución alcohólica de fenolftaleína al 1% 20 mL por equipo Procedimiento:

a) Medir 9 mL de la muestra homogénea a 20ºC, transferirla a un matraz Erlenmeyer de 125 mL.

b) Adicionar 2-3 gotas de la solución indicadora de fenolftaleína. c) Titular con la solución de NaOH 0.1N colocada en una bureta hasta la aparición

del primer tinte rosado persistente durante 20 segundos, comparándolo con un matraz con la misma alicuota de leche sin indicador.

d) Expresar la acidez de la muestra en términos de ácido láctico, en grados Soxhlet-Henkel y en grados Dornic.

1.2.2. pH

El pH normal de la leche fresca es de 6.5-6.7. Valores superiores generalmente se observan en leches mastíticas, mientras que valores inferiores indican acidificación posiblemente por fermentación de la lactosa. La medición del pH de la leche puede

125

hacerse por método colorimétrico utilizando indicadores, pero éste método resulta un tanto inexacto por la opacidad de la leche que interfiere el color y además, sólo da valores aproximados. El método más adecuado es empleando un electrodo de vidrio en combinación con un electrodo de referencia de calomel. El potencial se mide directamente en términos de pH en la escala de un potenciómetro calibrado con una solución buffer de pH conocido.

Procedimiento

a) Preparar el potenciómetro de acuerdo con las instrucciones del aparato y haciendo

la calibración contra la solución buffer de pH conocido. b) Ajustar el control de temperatura del aparato a la temperatura de la muestra. c) Medir el pH de las muestras y anotar los resultados.

1.2.3. PRUEBA DEL ALCOHOL Y PRUEBA DE NEUTRALIZANTES. la leche fresca tiene una acidez entre 15.5-19 mL de NaOH 0.1N por 100 mL de leche, o bien de 0.14 a 0.17 % de ác. Láctico y un pH de 6.5-6.7. Valores superiores de la acidez con la consiguiente disminución de pH, se deben generalmente a descomposición bacteriana propia de leches de baja calidad. Esta condición puede demostrarse mezclando la leche con igual volumen de etanol de 68º ya que el alcohol a esa concentración produce floculación o coagulación del producto cuando la acidez es equivalente o superior a 22.5 mL NaOH 0.1N/100. Una prueba del alcohol positiva indica también poca estabilidad de la leche al calor. Reactivos

• Alcohol etílico de 68º v/v. (Se utiliza también para la determinación de neutralizantes). 35 mL por equipo

Procedimiento

a) En un tubo de ensayo colocar 5 mL de la muestra homogénea y deslizar

lentamente por la pared del tubo 5 mL de etanol de 68º v/v. Tapar el tubo. b) Mezclar suavemente los líquidos volteando 2 ó 3 veces el tubo, sin agitación. c) Observar a contraluz e inclinando el tubo en varias direcciones si ha ocurrido

floculación ó coagulación de la mezcla. Anotar las observaciones. Nota. A estos mismos tubos añadirle 2 gotas del reactivo de coralina, calentar en el puño por unos segundos y observar la coloración, si es rosa palido la prueba es negativa y si

126

es rosa fuerte es positiva a la presencia de neutralizantes. (Realizar un blanco andaiendo unas gotas de NaOH 0.1N a un tubo con 5ml de leche ).

1.2.4. PRUEBA DE REDUCCIÓN DEL AZUL DE METILENO En la leche, por existir un pH menor de 7 (6.5–6.7) la reducción completa del azul de metileno ocurre a un Eh más positivo, habiéndose demostrado que esto tiene lugar a un Eh entre + 0.075 y + 0.225. El tiempo en horas que tarda en pasar el azul de metileno de su forma oxidada (azul) a la reducida (incolora) bajo condiciones controladas es inversamente proporcional a la calidad sanitaria de la leche y aunque no es posible establecer con exactitud el número de microorganismos, es factible clasificar el producto dentro de ciertos grados aceptables o no aceptables. El cuadro 1.2 presenta una clasificación de las leches en base al tiempo de reducción del azul de metileno y el número aproximado de microorganismos por mL que corresponde a cada tiempo. Cuadro. 1.2. Clasificación de las leches en base al tiempo de reducción del azul de

metileno. CLASIFICACIÓN DE LA

LECHE TIEMPO DE

DECOLORACIÓN NÚMERO APROXIMADO DE MICROORGANISMOS

POR mL

Buena a excelente Más de 8 horas Menos de 500 000

Regular a buena 6-8 horas 1 000 000 - 4 000 000 Aceptable 2-6 horas 4 000 000 - 20 000 000

Mala Menos de 2 horas Más de 20 000 000 Debe tenerse presente que los números indicados en el cuadro anterior de ninguna manera son exactos ya que además de la población microbiana, existen otros factores que pueden afectar el tiempo de reducción, entre ellos, el tipo de microorganismos, el número de leucocitos, el periodo de exposición a la luz, la cantidad de oxígeno disuelto y la tendencia de la leche a elevar los microorganismos hacia la superficie a medida que se va separando la crema en el tubo de prueba. Es así como ciertos microorganismos (Streptococcus lactis) son más activos en su capacidad reductora que otros, mientras que existen algunas especies que son muy poco activas en este sentido (Streptococcus agalactiae, Bacillus subtilis, microorganismos termodúricos y termofílicos). A medida que aumenta el número de leucocitos en la leche y su exposición a la luz natural o artificial, el tiempo de reducción tiende a disminuir, mientras que la agitación (al aumentar la cantidad de oxígeno disuelto) y la tendencia de la crema al ascender a la superficie (arrastrando los microorganismos) son factores que tienden a retardar el tiempo de reducción. Materiales y aparatos:

• 1 Baño a temperatura constante de 37°C

127

• 1 Gradilla • 7 Pipetas de 10 mL (estériles)

• 1 Pipeta de 1 mL (estéril) • 14 Tubos de ensayo con tapones de goma (estériles) • 1 Cronómetro

• 1 Baño de agua fría. Reactivos: Solución de azul de metileno: en un frasco ámbar disolver 4.45 mg de azul de metileno en 100 mL de agua destilada estéril (hervida) aún caliente; enfriar rotular y guardar bajo refrigeración al abrigo de la luz. Esta solución tiene una concentración aproximada de 1:20,000 y se puede utilizar por un tiempo no mayor de una semana.

Procedimiento

a) Colocar los tubos de ensayo estériles con sus tapones en la gradilla y adicionar a cada uno 1 mL de la solución de azul de metileno, con pipeta estéril.

b) Con pipeta estéril colocar 10 mL de cada muestra a analizar en cada uno de los tubos, sin mezclar. Rotular.

c) Durante la preparación de las diferentes muestras, los tubos pueden mantenerse en un baño de agua fría (0-4ºC) pero nunca por más de dos horas.

d) Una vez preparados todos los tubos, llevarlos al baño María regulado a 37ºC junto con

un patrón (leche sin indicador). Cuando la temperatura de las muestras alcance 37ºC ± 0.5, mezclar el contenido de los tubos por inversión (3 veces) para obtener perfecta distribución de colorante y de la muestra. Tapar el baño para mantener los tubos al abrigo de la luz.

e) Comenzar a contar el tiempo de reducción (decoloración) en el momento en que se invierten los tubos y observar su color frecuentemente durante la primera media hora, sin agitarlos. Una muestra se considera reducida cuando presenta 4/5 partes decoloradas.

f) Si una muestra se decolora durante un periodo de incubación de 30 minutos, registrar el resultado “tiempo de reducción 30 minutos”.

g) Posteriormente puede observarse el color de los tubos a intervalo de 1 hora, pero se registran los resultados en horas enteras, así por ejemplo: si a las 2.5 horas se observa decoloración, el resultado se registra “tiempo de reducción 2 horas”.

h) Anotar los resultados obtenidos, calificando la muestra según el cuadro 1.2

1.3. PRUEBA DE LACTOFERMENTACIÓN

Cuando una muestra de leche se incuba a la temperatura de 37ºC sufre un proceso de descomposición ocasionado por la flora presente en dicha muestra. Cuando esa flora está

128

integrada exclusivamente por bacterias lácticas homofermentadoras de la flora que se considera “normal” el producto sufre un proceso de fermentación de la lactosa que determina la aparición de caracteres organolépticos típicos. Por el contrario la presencia de organismos heterofermentadores con capacidad gasógena o de bacterias indeseables determina la aparición de otras características como son cuajada con aspecto gelatinoso, grumos con presencia de gas, cuágulo con gas y suero separado. Estas características en el producto, después de la incubación, permiten, en cierta forma establecer la calidad del producto original y clasificarlo dentro de ciertas categorías como son las siguientes: Líquida. La leche se mantiene en estado líquido después de 24 horas de incubación a 37ºC. Corresponde a una leche con bajo contenido microbiano, especialmente de gérmenes lactofermentadores como el Streprococcus lactis y St. cremoris. Se considera de óptima calidad.

Gelatinosa. Presenta un aspecto de coágulo gelatinoso, homogéneo. Corresponde a una leche rica en gérmenes capaces de fermentar la lactosa con producción de ácido láctico (homofermentativos) con predominio de los Strptococcus lactis y St. cremoris. El coagulo puede ser homogéneo y sin gas o bien puede contener pequeñas burbujas de gas. Este tipo de leche se considera de calidad aceptable.

Con Cuajada Definida. Se caracteriza por la formación de una cuajada bien definida, con separación completa de suero. Corresponde a una leche rica en bacterias que producen gran cantidad de enzimas tipo cuajo. Se considera aceptable, especialmente para la elaboración de quesos.

Grumosa con gas. Corresponde a una leche que ha experimentado un proceso de coagulación por gérmenes heterofermentativos, con actividad considerable de gérmenes gasógenos del grupo coliaerógenes y se considera un producto de mala calidad, impropio para la fabricación de quesos.

Gaseosa con suero separado. Corresponde a una leche que ha sido coagulada por gérmenes homofermentadores, incluyendo gérmenes gasógenos del grupo coliaerógenes y con la intervención de enzimas de tipo cuajo. Se considera una leche de mala calidad.

Esta prueba puede realizarse aprovechando las muestras utilizadas para la prueba de reducción de azul de metileno, continuando la incubación de estas por 24 horas a 37ºC. Es conveniente anotar que la prueba de lactofermentación es sólo un “indicio” de la “posible” calidad de la leche, pero carece de valor concluyente, a no ser que se acompañe del recuento total de microorganismos y si es posible de una observación microscópica.

129

Materiales y aparatos

• Los mismos empleados en 1.2.4.

Procedimiento

a) Colocar en tubos de ensayo rotulados 10 mL de cada muestra de leche. b) Tapar los tubos y llevarlos a una estufa a 37ºC durante 24 horas. c) Pasado el tiempo de incubación observar las características de cada muestra y

anotar las observaciones. Clasificar las muestras según se indica en el fundamento.

1.4. DETECCIÓN DE INHIBIDORES EN LA LECHE. PERÓXIDO DE HIDRÓGENO.

La leche puede contaminarse con substancias de diferente naturaleza capaces de actuar como inhibidores del crecimiento bacteriano. Esta contaminación puede ser accidental, como consecuencia de negligencia en la producción e industrialización o intencional, con el propósito de impedir su descomposición. En el primer caso se incluyen los residuos de antibióticos o drogas a base de sulfonamidas empleadas con fines terapéuticos en el ganado, los pesticidas, residuos de detergentes y derivados clorados y en el segundo caso de los conservadores más comunes adicionados intencionalmente están el agua oxigenada, el formaldehído, el ácido benzoíco, el ácido bórico y los boratos. La detección de substancias inhibidoras en leche es por tanto de singular importancia desde el punto de vista de su control sanitario. El H2O2 es un poderoso agente oxidante de acción bacteriostática, su empleo en leche se ha permitido en algunos países ya que mantiene su cuenta bacteriana aún sin refrigeración durante 12-24 horas, después de este tiempo la mayor parte del conservador desaparece por la acción de la catalasa propia de la leche y se descompone completamente por la acción del calor durante el procesamiento. Sin embargo su uso no es aceptado en la mayoría de los países pues no destruye todos los microorganismos patógenos y enmascara procesos deficientes.

Materiales y Reactivos

• Tubos de ensayo

• Pipetas de 10 mL • Reactivo de V2O5: Disolver 1 g de V2O5 en una dilución conformada por ác. Sulfúrico y

agua, en proporción de 6 mL del ácido y 94 mL de agua destilada

130

Procedimiento

a) Colocar en un tubo de ensayo 10 mL de la leche problema. b) Adicionar a cada tubo 15 gotas del reactivo. Mezclar bien. La aparición de un anillo de color rosa o rojo y un precipitado de color marrón es indicativo de la presencia de H2O2.

1.5. GRASA. MÉTODO DE GERBER. El método de Gerber, perfeccionado por el químico Suizo Dr. N. Gerber en 1892, está fundamentado al igual que el de Babcock, en el empleo de H2SO4 y la fuerza centrífuga para separar la grasa de la leche o sus derivados; por lo tanto, sus principios fundamentales son los mismos, diferenciándose en el tipo de recipientes que se emplea para la reacción, las cantidades de la muestra y ácido, así como el procedimiento empleado. Sin embargo en este método se utiliza además del ácido sulfúrico, alcohol isoamílico; este último reactivo al disminuir la tensión interfacial de la grasa, favorece la ruptura de la emulsión, la separación de esa grasa y previene la sulfonación y carbonización de la misma. El alcohol isoamílico no afecta los resultados ya que reacciona con el H2SO4 formando un éster que es completamente soluble en el ácido. El método Gerber tiene las siguientes ventajas sobre el de Babcock: es más rápido pues involucra una sola centrifugación, requiere menor cantidad de ácido y sus resultados no son afectados por la homogeneización, sin embargo, tiene las desventajas de necesitar otro reactivo ( alcohol isoamílico ), tapones especiales que deben ser reemplazados con el uso y además es más peligroso. Los resultados obtenidos con este método son ligeramente mayores que los del método de Babcock y sus modificaciones. La determinación del porcentaje de grasa en la leche y sus derivados por el método de Gerber se efectúa en recipientes especiales denominados butirómetros, cuyas características varían según el producto a analizar.

Materiales y Aparatos

• Butirómetros de Gerber para leche con tapones y llave. • Centrífuga para Gerber

• Pipeta volumétrica de 10 mL • Pipeta volumétrica de 1 mL

• Pipeta volumétrica de 11 mL para Gerber. • Trapo o Jerga pequeña

Reactivos

131

• Ácido sulfúrico preparado para Gerber ( P.e. l.82 ), colocar 36 mL de agua destilada

en un vaso de precipitados de 500 mL, colocarlo en baño de hielo y añadir lentamente dejando resbalar por las paredes con la ayuda de un agitador 200 mL de ácido sulfúrico concentrado. Recordar que es una reacción exotérmica peligrosa y que hay que añadir el ácido al agua.

• Alcohol isoamílico ( P.e. 0.810 - 0.812 a 20 º C )

Procedimiento

Hacer dos determinaciones en paralelo de acuerdo con el siguiente procedimiento: a) Transferir 10 mL de ácido sulfúrico, enfriado a no más de 15 º C, a un butirómetro de

Gerber ( No rotular los butirómetros con masking tape, marcar con lápiz en el centro esmerilado ).

b) Adicionar cuidadosamente 11 mL de leche previamente agitada a no más de 15 º C (lentamente al principio para evitar la mezcla) y 1 mL de alcohol isoamílico. Nunca debe adicionarse el alcohol directamente al ácido.

c) Insertar el tapón y sujetar el butirómetro por el cuello con el trapo, mezclar los líquidos invirtiendo 3 veces el butirómetro, teniendo cuidado de no quemarse, hacer esta mezcla lejos de los compañeros de trabajo para evitar posibles proyecciones de la mezcla ácida caliente. Cuando la cuajada se haya disuelto por completo continuar la agitación por 10-15 segundos para asegurar la digestión. En caso de leche homogenizada la agitación debe ser un 50% más prolongada.

d) Llevar los butirómetros invertidos a la centrífuga Gerber y centrifugar por 5 minutos. e) Cumplido el tiempo de centrifugación, sacar los butirómetros y leer de inmediato el

porcentaje de grasa sobre la escala, haciendo coincidir la base de la columna degrasa con el 0, por medio del ajuste con el tapón.

f) En caso de que el número de butirómetros resulte muy grande estos pueden colocarse en un baño de agua caliente (55-60ºC ) hasta el momento de efectuar las lecturas. De resultar difícil la separación de la grasa se recomienda calentar los butirómetros hasta aproximadamente 65ºC y repetir la centrifugación.

1.6. SÓLIDOS TOTALES Y SÓLIDOS NO GRASOS EN LA LECHE Y SUS

PRODUCTOS. El porcentaje promedio de sólidos totales en la leche es de 11.5 -12.5% representados por componentes lípidos o liposolubles (vitaminas) en emulsión, proteínas en suspensión coloidal y glúcidos, vitaminas hidrosolubles, sales y otros componentes orgánicos e inorgánicos en solución. Los componentes sólidos no grasos corresponden a un promedio de 8.5-9.0%.

132

1.6.1. SÓLIDOS TOTALES Y SÓLIDOS NO GRASOS EN LECHE O LECHE DESCREMADA. (Método lactométrico).

El peso específico de la leche aumenta proporcionalmente con el porcentaje de sólidos no grasos y disminuye a medida que aumenta el contenido de grasa. El aguado y la adición de crema tienden a disminuir esta propiedad, mientras que la separación de la grasa láctea la aumenta. La leche descremada, por lo tanto, tiene mayor densidad que la leche integral. En base a las relaciones mencionadas, se han establecido fórmulas especiales que permiten calcular el porcentaje de sólidos totales y de sólidos no grasos en la leche a partir de la lectura lactométrica corregida (1.1.3.) y el porcentaje de grasa. A continuación se presentan las fórmulas simplificadas de Babcock:

% ST = 0.25 L + 1.2G

% SNG = 0.25L + 0.2G

En donde: % ST : Porcentaje de sólidos totales L : Lectura lactométrica en ºQ, corregida (60ºF ó 15.6ºC). G : Porcentaje de grasa. %SNG: Porcentaje de sólidos no grasos. Cuando el porcentaje de grasa es mayor del 4% es necesario adicionar una corrección de 0.14 para %ST. Para simplificar los cálculos pueden utilizarse tablas especiales como las de la AOAC (1995), reglas de cálculos especiales, o nomogramas como los propuestos por Lampert (1968), o tablas como las propuestas por Shaw y Eckles que permiten calcular el contenido de sólidos totales a partir de cualquier densidad y porcentaje de grasa (cuadro 1.3.).

Materiales y Aparatos

• Para la prueba lactométrica: los mismos utilizados en 1.1.3. • Para la determinación de grasa Gerber: los mismos utilizados en 1.5.

133

Procedimiento

a) Determinar el peso específico de la muestra en grados Quevenne (L) a la

temperatura del laboratorio por el procedimiento indicado en 1.1.3. Hacer la corrección de temperatura correspondiente.

b) Determinar el porcentaje de grasa de la muestra (G) por el procedimiento indicado en 1.5.

c) Calcular el porcentaje de sólidos totales y de sólidos no grasos a partir de L y G, utilizando el cuadro 1.3.

134

Cuadro 1.3. Para calcular el contenido de sólidos totales a partir de cualquier densidad y

porcentajes de grasa ( shaw y eckles) Grasa Lectura del lactodensímetro ( ºQc ) a 15.5 ºC

% 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 2.00 8.90 9.15 9.40 9.65 9.90 10.15 10.40 10.66 10.91 11.16

2.05 8.96 9.21 9.46 9.71 9.96 10.21 10.46 10.72 10.97 11-22 2.10 9.02 9.27 9.52 9.77 10.02 10.27 10.52 10.78 11.03 11.28 2.15 9.08 9.33 9.58 9.83 10.08 10.33 10.58 10.84 11.09 11.34 2.20 9.14 9.39 9.64 9.89 10.14 10.39 10.64 10.90 11.15 11.40 2.25 9.20 9.45 9.70 9.95 10.20 10.45 10.70 10.96 11.21 11.46 2.30 9.26 9.51 9.76 10.01 10.26 10.51 10.76 11.02 11.27 11.52 2.35 9.32 9.57 9.82 10.07 10.32 10.57 10.82 11.08 11.33 11.58 2.40 9.38 9.63 9.88 10.13 10.38 10.63 10.88 11.14 11.39 11.64

2.45 9.44 9.69 9.94 10.19 10.44 10.69 10.94 11.20 11.45 11.70 2.50 9.50 9.75 10.00 10.25 10.50 10.75 11.00 11.26 11.51 11.76 2.55 9.56 9.81 10.06 10.31 10.56 10.81 11.06 11.32 11.57 11.82 2.60 9.62 9.87 10.12 10.37 10.62 10.87 11.12 11.38 11.63 11.88 2.65 9.68 9.93 10.18 10.43 10.68 10.93 11.18 11.44 11.69 11.94 2.70 9.74 9.99 10.24 10.49 10.74 10.99 11.24 11.50 11.75 12.00

2.75 9.80 10.05 10.30 10.55 10.80 11.05 11.31 11.56 11.81 12.06 2.80 9.86 10.11 10.36 10.61 10.86 11.11 11.37 11.62 11.87 12.12

2.85 9.92 10.27 10.42 10.67 10.92 11.17 11.43 11.68 11.93 12.18 2.90 9.98 10.33 10.48 10.73 10.98 11.23 11.49 11.74 11.99 12.24 2.95 10.04 10.29 10.54 10.79 11.04 11.30 11.55 11.80 12.05 12.30 3.00 10.10 10.35 10.60 10.85 11.10 11.36 11.61 11.86 12.11 12.36 3.05 10.16 10.41 10.66 10.91 11.17 11.42 11.67 11.92 12.17 12.42 3.10 10.22 10.47 10.72 10.97 11.23 11.48 11.73 11.98 12.23 12.48

3.15 10.28 10.53 10.78 11.03 11.29 11.54 11.79 12.04 12.29 12.55 3-20 10.34 10.59 10.84 11.09 11.35 11.60 11.85 12.10 12.35 12.61

3.25 10.40 10.65 10.90 11.16 11.41 11.66 11.91 12.16 12.42 12.67 3.30 10.46 10.71 10.96 11.22 11.47 11.72 11.97 12.22 12.48 12.73 3.35 10.52 10.77 11.03 11.28 11.53 11.78 12.03 12.28 12.54 12.79 3.40 10.58 10.83 11.09 11.34 11.59 11.84 12.09 12.34 12.60 12.85 3.45 10.64 10.89 11.15 11.40 11.65 11.90 12.15 12.40 12.66 12.91 3.50 10.70 10.95 11.21 11.46 11.71 11.96 12.21 12.46 12.72 12.97

3.55 10.76 11.02 11.27 11.52 11.77 12.02 12.27 12.52 12.78 13.03 3.60 10.82 11.08 11.33 11.58 11.83 12.08 12.33 12.58 12.84 13.09 3.65 10.88 11.14 11.39 11.64 11.89 12.14 12.39 12.64 12.90 13.15 3.70 10.94 11.20 11.45 11.70 11.95 12.20 12.45 12.70 12.96 13.21 3.75 11.00 11.26 11.51 11.76 12.01 12.26 12.51 12.76 13.02 13.27 3.80 11.06 11.32 11.57 11.82 12.07 12.32 12.57 12.82 13.08 13.33 3.85 11.12 11.38 11.63 11.88 12.13 12.38 12.63 12.88 13.14 13.39 3.90 11.18 11.44 11.69 11.94 12.19 12.44 12.69 12.94 13.20 13.45

3.95 11.24 11.50 11.75 12.00 12.25 12.50 12.75 13.00 13.26 13.51 4.00 11.30 11.56 11.81 12.06 12.31 12.56 12.81 13.06 13.32 13.57 4.05 11.36 11.62 11.87 12.12 12.37 12.62 12.87 13.12 13.38 13.63

135

4.10 11.42 11.68 11.93 12.18 12.43 12.68 12.93 13.18 13.44 13.69 4.15 11.48 11.74 11.99 12.24 12.49 12.74 12.99 13.25 13.50 13.76 4.20 11.54 11.80 12.05 12.30 12.55 12.80 13.05 13.31 13.56 13.82 4.25 11.60 11.86 12.11 12.36 12.61 12.86 13.12 13.37 13.62 13.88 4.30 11.66 11.92 12.17 12.42 12.67 12.92 13.18 13.43 13.68 13.94

4.35 11.72 11.98 12.23 12.48 12.73 12.98 13.24 13.49 13.74 14.00 4.40 11.78 12.04 12.29 12.54 12.79 13.04 13.30 13.55 13.80 14.06

Fuente: Ramón Cardona. 1969. “ Leche. Su Producción Higiénica y Control Sanitario. 2a Edición. M

1.7. PRUEBAS PARA DETECCIÓN DE ADULTERACIÓN DE LECHE POR

ADICIÓN DE AGUA. Uno de los fraudes más frecuentes en la producción e industrialización de la leche es la adición de agua con el objeto de aumentar su volumen. Los métodos que se aplican a la detección de agua adicionada en la leche se basa en la medición de una propiedad física que varía proporcionalmente con el porcentaje de agua incorporada, tal como ocurre con el punto de congelación, el índice de refracción, el peso específico y la conductividad eléctrica, de donde derivan respectivamente los métodos crioscópico, refractométrico y conductimétrico.

1.7.1. MÉTODO LACTOMÉTRICO.

Se fundamenta en el hecho de que el peso específico de la leche (1.028-1.032 o 28º - 32ºQ), disminuye proporcionalmente con el porcentaje de agua agregada. Este método no es muy preciso cuando el porcentaje de agua adicionada no es muy alto (15%); ya que la leche por causas fisiológicas puede presentar un peso específico hasta de 1.026 por lo cual no es un método concluyente en un laboratorio lactológico; pero es un recurso en lugares donde no se disponga de los aparatos especiales requeridos en los métodos más confiables. En la práctica se recomienda determinar el peso específico de la muestra con un lactómetro, calcular el porcentaje de sólidos no grasos (2.2); este valor es más constante que los sólidos totales, considerándose como límites máximos una variación de 7.5-9.5%. Resultados menores a 7.5% pueden indicar adulteración por adición de agua. Proceder como en el punto 1.6.2. y conocido el % de sólidos no grasos, indicar si la muestra ha sido adulterada con agua.

DATOS QUE DEBE REGISTRAR

• Identificar correctamente cada una de las leches por analizar. • Anotar los datos obtenidos durante la realización de la práctica a las 4 leches en el

cuadro de la página siguiente.

136

RESULTADOS

DATOS DE LAS PRUEBAS REALIZADAS A LAS MUESTRAS DE LECHE PRUEBA LECHE

1 LECHE

2 LECHE3 LECHE

4 INTERVALO

NORMAL DE LA PRUEBA

Temperatura de llegada ºQ ªQ corregidos Densidad pH mL de NaOH % acidez ºD ºSH Alcohol Neutralizantes Azul de metileno Lactofermentación peroxido % ST lacto. % SNG % Grasa % Agua añada

Conclusión sobre la calidad de la leche

Comparación con Normas oficiales

CONCLUSIONES: Concluya de acuerdo a los objetivos establecidos en el protocolo y los elaborados por el equipo.

TRATAMIENTO DE RESIDUOS GENERADOS EN LA PRÁCTICA

137

138

139

140

141

BIBLIOGRAFÍA: • Alais, C. (1992). “Ciencia de la leche” Ed Continental, México.

• AOAC. (1995). Methods of Analysis of the Association of official Analytical Chemists 11a. edition.

• Hart F., Fisher H. (1971). Análisis Moderno de los Alimentos Cap. VI Productos Lácteos. Acribia, Zaragoza, España..

• Pearson. D. (1973). Laboratory Techniques in Food Analysis. John Wiley and Sons. New York.

• Amiot, J. (1991). Ciencia y Tecnología de la Leche. Acribia, Zaragoza, España. • Robinson, R. K. (1986). “Modern Dairy Technology” Advances in Milks Products Vol I

y II. Editado por R.K. , Elsevier Publishers, London and New York. • Walstra, P. Editor. y colaboradores (1999).”Dairy Technology”. Principles of Milk

Propierties and Processes. Food Science and Technology, Vol. 90 Mariel Dekker, Inc. New York. Basel

• Early Ralph. (1998)The Technology of Dairy Products. 2a Ed. Thomson Science. Great-Britain

• Spreer Edgar. (1998). Milk and Dairy Product Technology. Mariel Dekkper, Inc. New. York. Basel

142

SESION 2 PASTEURIZACIÓN EN LECHE

(3 días)

DÍA 1: OPERACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL PASTEURIZADOR ARMFIELD FT43A MATERIAL

• 1 Adaptador para conector de corriente • 1 Cronómetro • Probetas graduadas de 100 ml, 500 ml y 1 L

• 1-2 Cubetas para recolectar el agua y utilizarla para lavar material

Nota: Para esta práctica se utiliza agua como líquido de proceso. PROCEDIMIENTO 1. Verificar que el tanque del agua caliente contenga agua destilada hasta el nivel

superior. 2. Verificar que el tanque de alimentación contenga agua suficiente (3-4 litros). 3. Encender la unidad de control mediante el interruptor de encendido ubicado en la

parte posterior derecha. 4. Oprimir el botón “MAINS” para encender el sistema eléctrico del pasteurizador. 5. Ajustar el flujo de la bomba de alimentación a “cero” utilizando la perilla que se

encuentra en el lado derecho de la unidad de control. 6. Oprimir el botón “PUMP” para el encendido de la bomba de alimentación. 7. Girar la perilla de control de flujo a la graduación 4.

8. Ajustar la temperatura de pasteurización (Set Point, SP) con las teclas ∆∇ . Para esta práctica, fijar una temperatura de 25°C ya que únicamente se calibrará la bomba.

9. Ajustar la temperatura de alarma oprimiendo el botón de “SETUP” hasta visualizar la palabra “ALARMS” en la pantalla de la unidad de control.

10. Oprimir la tecla “FUNCTION” y ajustar la temperatura de alarma con las teclas ∆∇ a un valor de 1°C por debajo de la temperatura de pasteurización. Este valor de alarma indicará a la válvula de desviación de flujo que recircule el producto hacia el tanque de alimentación mientras la temperatura del producto se encuentre por debajo de la temperatura de alarma. Una vez alcanzada la temperatura de alarma, la válvula de desviación permitirá el paso del producto hacia las secciones de regeneración, enfriamiento y descarga del producto pasteurizado.

11. Una vez seleccionada la temperatura de alarma, oprimir la tecla “DISPLAY”. 12. Encender el sistema de calefacción oprimiendo el botón “HEATER”. 13. Hacer fluir el agua caliente en el sistema de pasteurización girando la perilla “HOT

WATER” (ubicada en el sistema de pasteurización) en el sentido contrario a las manecillas del reloj y regule el caudal a 1000 ml/min.

143

14. Hacer fluir el agua fría en el sistema de pasteurización abriendo primero la llave de la toma de agua corriente donde se encuentra conectada la manguera hacia el pasteurizador. Ajustar el flujo de agua girando la perilla “COLD WATER” en sentido contrario a las manecillas del reloj y regule el caudal a 1000 ml/min.

15. Una vez alcanzada la temperatura de pasteurización (Process Value, PV), el líquido de proceso comenzará a fluir hacia el tubo de descarga. En este momento se podrán recolectar los datos para trazar la curva de calibración como la que se muestra en la Figura 1.

ajuste de la perilla Figura 1. Curva de calibración

16. Recolecte en la probeta durante 1 minuto el agua de descarga para las graduaciones

de perilla 4, 8, 12 y 16 permitiendo que se estabilice el flujo después de cada cambio de perilla por aproximadamente 30-40 segundos antes de tomar mediciones. Realice cada medición por triplicado y obtenga el promedio en unidades de ml/min para cada graduación de perilla. Nota: Dependiendo del flujo de la bomba, se puede reducir el tiempo de recolección a 30 segundos y hacer los ajustes correspondientes para obtener unidades de ml/min.

17. Trace la curva de calibración como se muestra en la Figura 1 y realice una regresión lineal para obtener una ecuación de la forma . La curva de calibración

obtenida nos permitirá calcular: I. El caudal o flujo de la bomba a diferentes ajustes de perilla. II. El tiempo de retención a diferentes caudales.

III. El ajuste de perilla necesario para obtener un tiempo de retención deseado.

I. CÁLCULO DEL CAUDAL A DIFERENTES AJUSTES DE PERILLA

1. Obtener la ecuación de la recta a partir de los datos utilizados para trazar la curva de

calibración. 2. La ecuación de la forma permitirá calcular el caudal (y) a partir de

cualquier ajuste de perilla (x).

II. CÁLCULO DEL TIEMPO DE RETENCIÓN A PARTIR DE UN CAUDAL DADO

144

1. Obtener el área transversal del tubo de retención a partir del diámetro interno, el cual, de acuerdo con el fabricante del pasteurizador de laboratorio FT43A, es de 10.872 mm.

2. Dividir el caudal (m3/s) entre el área transversal del tubo de retención (m2) para

obtener una velocidad lineal (m/s). 3. Obtener la longitud del tubo de retención dividiendo el volumen reportado por el

fabricante (volumen= 75.8 cm3) entre el área transversal obtenida en el paso 1. 4. Obtener el tiempo de retención despejando de la fórmula:

en donde, v es la velocidad lineal (m/s) d es la longitud del tubo (m) t es el tiempo de retención (s)

III. CÁLCULO DEL AJUSTE DE PERILLA PARA OBTENER UN TIEMPO DE RETENCIÓN DADO

1. Obtener la velocidad lineal a partir de la longitud del tubo de retención (d) y el tiempo de retención deseado, utilizando la fórmula:

2. Obtener el caudal multiplicando la velocidad lineal por el área transversal del tubo de retención.

3. Utilizando la ecuación de la línea recta obtenida a partir de la curva de calibración, determinar el ajuste de perilla correspondiente al caudal obtenido en el paso 2.

REPORTE � Presentar e interpretar la gráfica de caudal (ml/min) vs ajuste de perilla así como los

datos de regresión lineal obtenidos. � Utilizando la ecuación obtenida a partir de la gráfica de calibración de la bomba,

obtener los tiempos de retención (segundos) así como los caudales (ml/min) para los

Area transversal

145

ajustes de perilla mostrados en la Tabla 1. Mostrar un ejemplo de cada cálculo realizado incluyendo unidades y conversión de unidades.

� De acuerdo con los resultados de la Tabla 1, explica la relación que existe entre el tiempo de retención y el ajuste de perilla.

� Presentar conclusiones de acuerdo con los objetivos planteados así como los resultados obtenidos.

Tabla 1. Relación entre ajustes de perilla, caudales de la bomba y tiempos de retención del pasteurizador FT43A.

Ajuste de perilla Caudal (ml/min) Tiempo de retención (segs)

0 2 4 8 12 16 20 24

BIBLIOGRAFÍA o Armfield. Instruction Manual FT43A Laboratory Pasteuriser. Issue 17, July 2004.

(disponible para consulta con la profa. Mayela Hernández) o Brennan, J. G., Butters, J. R., Cowell, N. D. y Lilly, A. E. V. 1980. Las operaciones de

la ingeniería de los alimentos. Ed. Acribia. Zaragoza. o Geankoplis, C. J. 1998. Procesos de transporte y operaciones unitarias. 3ª Edición.

CECSA. México. o Hart, F. L. y Fisher, H. J. 1991. Análisis moderno de los alimentos. Ed. Acribia.

Zaragoza. o Singh, R. P. and Heldman, D. R. 1993. Introduction to Food Engineering. 2nd Edition.

Academic Press. (se encuentra en la biblioteca en español con el título “Introducción a la ingeniería de los alimentos”)

146

DÍA 2. COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR

DISPOSICIÓN DEL EQUIPO MATERIAL

• 1 Adaptador para conector de corriente • Colorante vegetal para distinguir entradas y salidas de agua de proceso vs agua

de calentamiento • 1-2 Cubetas para recolectar el agua de descarga • Cloro para la limpieza del equipo

Nota: Para esta práctica se utiliza agua como fluido de proceso.

Tanque de alimentaci

Bomba de alimentació

Válvula de

Bomba de agua caliente

Tanque de agua

caliente

Entrada de agua

fría

Intercambiador de calor

Salida de producto

Salida de

agua

147

ANTECEDENTES

A partir de la ley de Fourier, se puede demostrar que,

Q = UA∆Tm (1)

Donde Q es la rapidez de flujo del calor (W), A es el área de transferencia (m2), U es el

coeficiente global de transferencia de calor (W/m2 ºC) y ∆Tm es el logaritmo de la diferencia media de temperaturas (ºC). Suponiendo que se cumple el balance de calor

Q = MCp∆T (2)

Donde M es el caudal total (kg/s), Cp el calor específico (J/kg ºC) y ∆T el cambio de temperatura (ºC), donde:

∆TC = TCout – T Cin (cambio de temperatura para el líquido frío)

∆TH = THin – THout (cambio de temperatura para el líquido caliente) Por lo tanto

UA∆Tm = MCp∆T (3) y

mTA

TMCpU

∆∆

= (4)

Ahora A = Na (5)

Donde N es el número total de placas térmicas, a es el área superficial desarrollada por la placa (m2); a = 5.676 x 10-3 m2 para el intercambiador de calor de placa Armfield y

M = ρV (6)

Donde: ρ es la densidad del líquido (kg/m3) y V es el caudal. Para el flujo en contracorriente.

∆T1 = THout – TCin (7)

∆T2 = THin – TCout (8)

THout

∆T1 TCin

THin ∆T2 TCout

148

)9(ln

2

1

21

T

T

TTTm

∆∆∆−∆

=∆

TH = temperatura del líquido caliente (ºC) TC = temperatura del líquido frío (ºC) PROCEDIMIENTO

La realización de esta práctica asume que previamente se ha calibrado la bomba de alimentación y se dispone de la curva de calibración correspondiente. Existen nueve puntos donde se puede medir la temperatura en el sistema de pasteurización pero solamente seis pueden ser registradas de manera simultánea. Para el propósito de este experimento no se toma ninguna medida de las temperaturas en la sección de enfriamiento ya que el experimento investiga la sección de calentamiento solamente. 1. Asegúrese que haya suficiente agua (3-4 litros) en el tanque de alimentación. 2. Agregue 3-5 gotas de colorante vegetal con el fin de distinguir las entradas y salidas

de agua de proceso (TC) a la sección de calentamiento y no confundirlas con las entradas y salidas de agua de calentamiento (TH).

3. Encienda el equipo. 4. El controlador de temperatura se debe fijar a 50°C, el ajuste de la válvula de

desviación debe estar a 49°C de modo que el agua vuelva simplemente al tanque de alimentación a través de la válvula de desviación hasta que se alcanzan los 49°C.

5. Encienda la bomba de producto y regule el flujo a 250 ml/min. 6. Habrá aire entre las placas inicialmente que será bombeado en gran parte hacia fuera

delante del agua después de encender la bomba de alimentación. Asegúrese de que todo el aire salga, con este fin, puede incrementar la rapidez de bombeo. El tubo flexible entre el intercambiador y el tubo de retención causan momentáneamente una presión intermitente, observe las burbujas de aire en el tubo. Cuando el aire ha salido completamente regrese la perilla para obtener un caudal de 250 ml/min.

7. Encienda el circuito de calefacción y regule el caudal de agua caliente a 1000 ml/min. Al principio se observa que el sistema calienta gradualmente; observe el registrador y la lectura digital del controlador de temperatura. Eventualmente, cuando se alcanza el punto de ajuste del desviador (49°C), la válvula de desviación cambiará y, en vez de la recirculación de nuevo al tanque de alimentación, el agua atravesará la sección de regeneración. Después de la sección de regeneración, se incorpora a la sección de enfriamiento y finalmente sale del intercambiador de calor y se dirige por la manguera flexible al drenaje. Colecte esta agua de descarga en una cubeta para ser reutilizada en el tanque de alimentación conforme vaya disminuyendo el nivel de agua.

8. La temperatura del agua a la salida de la sección de calentamiento continuará elevándose, hasta que el controlador module la entrada de calor del agua caliente que circula, para mantener la temperatura requerida de 50°C.

9. El tanque de alimentación se vaciará lentamente. Es importante que el tanque de alimentación no se vacíe completamente porque si no entrará aire y se llenará con aire

149

y agua fría la succión de la bomba y se encerrará en el cambiador de calor, reduciendo su eficiencia. Conforme el agua fría atraviesa la sección de precalentamiento/regeneración, toma calor del agua caliente que se dirige a la sección enfriamiento y descarga.

10. Una vez establecida la temperatura en el controlador a 50°C anote todas las temperaturas del sistema como se muestra en la Tabla 2 en la sección de “Reporte”.

11. Aumente el flujo de la bomba de alimentación a 350, 500 y 600 ml/min y tome nota de las temperaturas como se hizo anteriormente.

12. Aumente la temperatura de proceso a 70°C reduciendo el flujo nuevamente a 250 ml/min, asegurándose que el desviador esté ajustado por debajo (69 °C). Deje que el sistema se equilibre después repita las lecturas para todos los flujos anteriores.

13. Una vez concluidas las mediciones, realice la limpieza CIP (Cleaning-In-Place) o automatizada del equipo como se indica a continuación:

a. La limpieza se lleva a cabo inmediatamente después de procesar alimentos en el pasteurizador mientras que la sanitización se lleva a cabo antes de cada corrida.

b. Una vez que el tanque con agua de color esté casi vacío, añada 3 litros de agua fría.

c. Ajuste el desviador a 15°C y apague el sistema de calefacción. d. Aumente la perilla que controla el flujo de la bomba a 15. e. Espere a que el agua pase a través del equipo hacia el drenaje. f. Una vez que el agua aparezca completamente clara (sin residuos de

colorante), adicione tres litros de una solución de hipoclorito al 1%. g. Una vez que la solución de hipoclorito haya recorrido el sistema, enjuague con

tres litros de agua. h. Apague el equipo dejando el tanque de alimentación con 1-2 litros de agua.

REPORTE

� Calcule ∆Tm con la ecuación (9) para cada flujo y para cada temperatura de pasteurización y utilice la ecuación (4) para calcular el coeficiente global de transferencia de calor, U.

� Presente e interprete las gráficas de U (W/m2°C) vs caudal de la bomba (ml/min) para cada temperatura de pasteurización (50 y 70°C).

� Compare los valores de U obtenidos para cada temperatura de pasteurización utilizada (50 y 70°C) y explique las diferencias.

� Elabore sus conclusiones de acuerdo con los objetivos planteados y los resultados obtenidos.

150

Tabla 2. Resultados de la sección de calentamiento Temperatura No. de

termopar en el pasteurizador

Flujo de la bomba de alimentación

(ml/min)

Temperatura de Pasteurización (°C) 50 70

TCout

T1

250 350 500 600

THin

250 350 500

600

TCin

250 350 500 600

THout

250 350 500 600

DÍA 3. EFECTO DE LA RELACIÓN TIEMPO-TEMPERATURA EN TRATAMIENTOS TÉRMICOS APLICADOS A LA LECHE ANTECEDENTES

El tiempo durante el cual la leche se sostiene a la temperatura de pasteurización (tiempo de retención) debe ser lo suficientemente largo como para destruir a todos los organismos Mycobacterium tuberculosis manteniendo la calidad del producto. El proceso por lotes desarrollado originalmente con fines comerciales requería que la leche se mantuviera a temperaturas no menores a 62.8°C y no mayores a 65.6°C por al menos 30 minutos y que de inmediato fuera enfriada a no más de 12.8°C. También se demostró que se obtenían resultados de inactivación similares a temperaturas mayores y tiempos más cortos. Esto último permitió el desarrollo de sistemas de flujo continuo como lo es el sistema de pasteurización HTST (High Temperature Short Time). Las regulaciones en el Reino Unido establecen un tratamiento a la leche de 71.7°C por 15 segundos seguido de enfriamiento a temperaturas no mayores a 10°C. El sistema HTST ha superado al sistema por lotes debido a sus ventajas prácticas para operaciones a gran escala.

151

El pasteurizador de laboratorio Armfield FT43A ha sido diseñado para reproducir con precisión el proceso industrial HTST requiriendo solo pequeñas cantidades de material para llevar a cabo experimentos significativos. Al diseñar los tubos de retención, la viscosidad, la densidad y el caudal de la leche deben ser tomados en cuenta. Esto permite calcular la longitud y el diámetro del tubo además de decidir si la leche estará en el flujo laminar o turbulento. En el flujo laminar la leche unida a las paredes del tubo sigue estando casi inmóvil, mientras que la parte interna de leche fluye a una velocidad mucho mayor (ver Figura 2). Bajo estas condiciones las partículas internas de leche son las más rápidas a través del tubo a una velocidad mucho mayor que la mayor parte de la leche, y por lo tanto para asegurarse de que las partículas más rápidas estén el tiempo suficiente requerido, la mayor parte de la leche se debe sostener por un tiempo considerablemente mas largo, existiendo un mayor sobrecalentamiento.

Figura 2. Patrones de flujo dentro de una tubería Si la leche está en flujo turbulento, sin embargo, la diferencia de velocidad entre las partículas más rápidas y el promedio no es tan grande, y el tubo de retención se puede dimensionar menos largo que el de flujo laminar. La relación inversa entre la velocidad de la partícula más rápida y la velocidad media teórica de la leche a través del tubo de retención se conoce como “eficiencia de retención” y se expresa generalmente como porcentaje. La eficiencia de retención para un tubo en el cual el flujo es laminar será cerca de 50%; pero donde el flujo es turbulento la eficiencia puede ser tan alta como 80%.

Flujo laminar Eficiencia de retención = 50%

Flujo Turbulento Eficiencia de retención = 80%

Velocidad promedio

Velocidad máxima (flujo turbulento)

Velocidad máxima (Flujo

152

MATERIAL Y EQUIPO

• 2 litros de leche cruda por equipo de trabajo. Indicar el nombre del establo o colonia donde fue adquirida, así como fecha de compra. Un litro se utilizará para pruebas de pasteurización discontinua por equipo y el otro litro se mezclará (luego de realizar las pruebas de calidad) con la leche de los otros equipos de trabajo para utilizar en el pasteurizador (total 7-8 litros dependiendo del número de equipos).

• Descremadora • Estufa a 80°C

• Manta de cielo para filtrar la leche y eliminar materia extraña • 1 Olla de peltre de 4 litros • Recipientes de plástico de 250 mL aprox.

• Matraz aforado de 1 L • Matraz aforado de 500 ml

• 5 vasos de precipitados de 500 ml • 4 vasos de precipitados de 250 mL ó 4 matraces Erlenmeyer de 300 mL • 5 tubos de ensayo

• 5 tubos de ensayo con tapón, libres de fenol o residuos de detergente • 1 baño a temperatura constante regulado a 40°C • Dos cuadros de papel filtro de filtración rápida de 10 x 10 cm, a peso constante.

• 1 gradilla

REACTIVOS

• Solución de NaOH 0.1 N titulada hasta la cuarta cifra decimal • Solución alcohólica de fenolftaleína al 1 % • Solución amortiguadora de Na2CO3 / NaHCO3 (pH 9.65): Disolver 3.5g de

Na2CO3 anhidro y 1.5 g de NaHCO3 en 500 mL de agua destilada (si se requiere para una mejor disolución calentar a 50ºC ) y vaciar en un matraz aforado de 1 L, ajustar el pH a 9.65, aforar al volumen.

• Solución de sustrato amortiguado: Disolver 0.5 g de fenil–fosfato disódico en agua destilada, adicionar 25 ml de solución amortiguadora y diluir hasta 500 ml en matraz aforado.

• Reactivo CQC: Disolver 30 mg de 2.6 dicloroquinona–cloroimida en 10 ml de etanol absoluto, guardar en frasco ámbar en condiciones de refrigeración, sólo debe abrirse cuando se encuentre a temperatura ambiente para evitar condensación de la humedad.

• Solución catalizadora. Disolver 50 mg de CuSO4 en 25 ml de agua destilada. Colocar en frasco gotero.

• Alcohol n–butílico neutralizado: Prepararlo agitando 5 ml de alcohol con 5 ml de agua destilada, dejar reposar para que se separen las fases y determinar el pH en la fase acuosa.

153

• Solución de guayacol al 10 % en acetona, ó solución acuosa saturada de guayacol (2%). Preparadas con 2 días de anticipación.

• Agua oxigenada al 10%.

PRUEBAS A LA LECHE CRUDA

A la leche cruda se practicarán análisis de: sedimento, sólidos totales, densidad, acidez, pH y evaluación de color y olor, a fin de detectar posibles modificaciones en la leche al ser sometida a los diversos tratamientos térmicos. Así mismo se hará la determinación de las enzimas peroxidasa y fosfatasa (ver Tabla 4). Los métodos para medir eficiencia de la pasteurización se basan en la detección de la inactividad de la enzima fosfatasa alcalina, y para determinar si hubo un sobre–calentamiento se determina por la detección de la enzima peroxidasa, la cual se inactiva a 80°C por 15 segundos. PROCEDIMIENDO PARA PASTEURIZACIÓN CONTINUA (PASTEURIZADOR ARMFIELD FT43A) 1. Antes de pasteurizar la leche utilizando el pasteurizador Armfield FT43A, se debe

descremar la leche bronca calentándola a 37-40°C y pasándola por una descremadora. Colectar la leche desnatada en una olla de peltre de 4 L y colectar la crema en un vaso de precipitados de 500 ml.

2. Determinar acidez, pH y grasa de la leche descremada. 3. Determinar acidez a la crema. 4. Pasteurizar la crema a 95°C por 15-20 segundos para que pueda ser consumida. 5. Lleve a cabo la sanitización del equipo de pasteurización como se indica a

continuación: a. Llene el tanque de alimentación con 3 litros de una solución de hipoclorito al

1%. El efecto corrosivo del cloro se ve acelerado por el incremento en la temperatura, por lo que la solución debe aplicarse cuando el equipo está frío.

b. Para desinfectar el equipo, ajuste la temperatura de la válvula de desviación a 30°C y la temperatura de pasteurización a 72°C.

c. Encienda el sistema de calefacción con un flujo de 1000 ml/min. d. Encienda la bomba de alimentación y ajuste la perilla de control a 15 con el fin

de remover el aire de la tubería. e. Permita que la solución de hipoclorito circule y que sea descargada cuando se

alcance la temperatura de 30°C. f. Una vez expulsada la mayor parte de la solución de hipoclorito, llene el tanque

con 3 litros de agua. g. Ajuste la temperatura del desviador a 50°C y permita que el agua circule y sea

expulsada una vez alcanzada la temperatura antes mencionada. h. Llene el tanque de alimentación con 1 litro de agua destilada y ajuste la

temperatura del desviador a 71°C.

154

i. Ajuste el flujo de la bomba a 167 ml/min y permita que el agua circule y sea descargada cuando alcance 71°C.

6. Calcule los ajustes de perilla necesarios para obtener tiempos de retención de 10, 15 y 30 segundos (ver Sesión I. Operación y Funcionamiento del Pasteurizador Armfield FT43A).

7. Adicione al tanque de alimentación 3 litros de leche cruda previamente filtrada y descremada justo cuando el tanque esté casi vacío. La leche perseguirá al agua a través del sistema y se observará en la descarga como el agua clara cambia a agua turbia y finalmente leche, de la cual se recolectarán muestras de 250 ml por equipo y por condición de trabajo.

8. Llevar a cabo la pasteurización de la leche a 72°C a los tres diferentes tiempos de retención y realizar las pruebas de fosfatasa y peroxidasa para evaluar la eficiencia de la pasteurización en cada caso (ver Tabla 3).

9. Al finalizar la práctica, limpiar el equipo como se indicó en la Sesión II. Coeficiente global de transferencia de calor.

Tabla 3. Tratamientos térmicos para pasteurización continua

Lote Núm. 1 2 3 4

Volumen del lote 200 ml 100 ml 100 ml 100 ml

Tipo de tratamiento

Relación t–T°

Nulo §

72°C 10 segs

72°C 15 segs

72°C 30 segs

Determinación Fosfatasa (F) F F F F

Peroxidasa (P) P P P P § Lote control de leche cruda descremada

PARA PASTEURIZACIÓN DISCONTINUA

1. No es necesario descremar la leche. 2. Dividir la leche en lotes como se indica en la Tabla 4. 3. Cada lote será sometido a un proceso térmico diferente en el cual se variará la

relación tiempo y temperatura como se indica en la tabla, realizar el calentamiento de los lotes 2 al 4 en baño María utilizando los vasos de 500 ml. Para el lote 5, calentarlos directamente con mechero. Agitar todos los lotes continuamente durante el calentamiento.

4. El lote 3 corresponde al proceso de pasteurización discontinua o por lotes más empleado en la industria láctea, por lo que en estos lotes se debe realizar el proceso lo más cuidadosamente posible para posteriormente medir la eficiencia

155

Tabla 4. Tratamientos térmicos para pasteurización discontinua

Lote Núm. 1 2 3 4 5

Volumen del lote 250 mL 150 mL 250 mL 150 mL 250 mL

Tipo de tratamiento

Relación t–T°

Nulo §

50°C 30 min

65°C 30 min

85°C 15 seg

P. e. 1 min

Determinación Ev. Sensorial (O) O* O* O O O

pH pH --- pH --- pH Densidad (D) D --- D --- D

Sólidos totales (ST)

ST --- --- --- ST

Sedimento (S) S --- --- --- S

Acidez (A) A --- A --- A Fosfatasa (F) F F F F F

Peroxidasa (P) P P P P P § Lote control de leche cruda o bronca P. e.: Punto de ebullición --- No se realiza la determinación *Evaluar únicamente color y olor

ANÁLISIS DE MUESTRAS Antes de realizar cualquier determinación, es muy importante verificar que la temperatura de las muestras esté entre 10 y 20°C. Evaluar características sensoriales, densidad, acidez, pH y sólidos totales como se indica en la Práctica No. 1. Control de calidad en leche. Realizar las determinaciones de sedimentos, fosfatasa y peroxidasa como se indica a continuación. Sedimento Filtrar 10 ml de la leche de los lotes especificados (la leche deberá estar entre 10 a 20°C, previamente mezclada y libre de nata) sobre un papel filtro previamente pesado, llevar a la estufa y secar a 80°C hasta peso constante. Reportar el sedimento en por ciento. Prueba de la Fosfatasa Alcalina (Método de Scharer)

1. Rotular los tubos de ensayo a utilizar para cada una de las muestras a analizar tanto de la pasteurización continua como de la pasteurización manual.

156

2. Colocar en cada tubo 5 ml de solución de sustrato amortiguado y 0.5 ml de la muestra de leche correspondiente. Tapar los tubos con tapón de hule libre de fenol y mezclar sus contenidos por inversión (correr un blanco sin adicionar leche).

3. Incubar en el baño a 40°C durante 20 min. 4. Pasado ese tiempo, adicionar a cada tubo 10 gotas del reactivo CQC y 4 gotas de

la solución catalizadora CuSO4. 5. Tapar, mezclar por inversión e incubar de 10 a 20 minutos a la misma temperatura. 6. Enfriar los tubos con agua corriente hasta temperatura ambiente y adicionar a

cada uno 3 ml de butanol neutralizado, mezclar bien y dejar separar las fases. 7. Comparar el color desarrollado en la fase butanólica (superior) con la curva patrón

de fenol para calcular el contenido de fosfatasa en cada muestra. Nota : Asegurarse que los reactivos y el material se encuentren libres de (PO4)

3+ ó compuestos aromáticos, lave con la mezcla crómica y enjuague con agua destilada según el procedimiento de laboratorio para la cristalería volumétrica. Prueba de la Peroxidasa (prueba de Arnold)

1. Colocar en un tubo de ensayo 2 ml de la leche a examinar, adicionarle 2 ml de la solución de guayacol y 3 gotas de peróxido de hidrógeno al 10 %.

2. Agitar y mantener en la mano a una temperatura aproximada de 30ºC durante 1 minuto. La prueba de Arnold se considera negativa si no se observa ningún cambio de coloración. Un color salmón indica reacción positiva.

REPORTE Parte I. Pasteurización continua

� Reporte los ajustes de perilla, caudales y tiempos de retención utilizados en la práctica como se muestra en la Tabla 5.

Tabla 5. Relación entre ajustes de perilla, caudales de la bomba y tiempos de retención para pasteurización de leche Tiempo de retención (segs) Caudal (ml/min) Ajuste de perilla

10 15 30

� Calcule el número de Reynolds para los tres flujos utilizados en la práctica. Esto

permitirá saber si el flujo es laminar o turbulento dentro del tubo de retención y así sabremos si la eficiencia es de 50 o de 80%.

� Reporte los resultados de las pruebas de fosfatasa y peroxidasa como (+) o (-) como se muestra en la Tabla 6.

157

Tabla 6. Resultados para pasteurización continua Lote Núm. 1 2 3 4 Tratamiento HTST

óptimo según la literatura

Volumen del lote 250 ml 100 mL 100 mL 100 mL

Tipo de tratamiento

Relación t–T°

Nulo §

72°C 10 segs

72°C 15 segs

72°C 30 segs

Determinación

Fosfatasa

Peroxidasa

� Elabore sus conclusiones de acuerdo con los objetivos planteados y resultados obtenidos.

Parte II. Pasteurización discontinua

� Informe los resultados como se muestra en la Tabla 7 y concluya sobre los datos

obtenidos experimentalmente y los datos esperados según la bibliografía. � Trazar la gráfica de % de sedimento vs temperatura. � Concluir sobre la pasteurización y sus ventajas.

Tabla 7. Tratamientos térmicos para pasteurización discontinua Lote Núm. 1 2 3 4 5

Volumen del lote 250 mL 150 mL 250 mL 150 mL 250 mL Tipo de

tratamiento Relación t–T°

Nulo

50°C 30 min

65°C 30 min

85°C 15 seg

P. e. 1

min

Determinación Color

Olor Sabor --- ---

pH --- --- Densidad --- ---

%ST --- --- --- % Sedimento --- --- ---

158

% Acidez --- ---

Fosfatasa Peroxidasa

BIBLIOGRAFÍA

o Alais Charles. 1990. Ciencia de la Leche. Editorial Continental, S.A. España. o Alexeiev, V. N. 1975. “Semimicroanálisis Químico Cualitativo”, Editorial Mir Moscú o AOAC. 1995. “Methods of Analysis of the AOAC. Editorial Ass. Off Analytical

Chemists, P: O. Box 540; Washington, D. C. o Belitz, H. D. y Grosch W. 1988. Química de los Alimentos. Editorial Acribia, S. A.,

Zaragoza, España. o Boscan, L. 1974. Determinación de la Eficiencia de la Pasteurización y

Homogeneización. Trabajo Práctico No. 7 Protocolos de Tecnología de Lácteos. Universidad de Zulia, Venezuela.

o M. I. F. Laboratory Manual. 1963. “Methods of Analysis of Milk and its Products” Milk Industry Foundation, Washington, D. C.

o P S (1963) “Normas para el Examen de Productos Lácteos” Organización Panamericana de la Salud, Washington, D. C.

159

SESION 3 YOGURT ( 2 Días)

ANTECEDENTES La fermentación de la leche ha sido un medio de conservación desde tiempos remotos. El yogurt es una de las formas más antiguas; en un principio se desarrolló en lugares cálidos de Europa y Asia, en la actualidad goza de gran valor comercial debido a sus características sensoriales, nutritivas y para algunos hasta terapeúticas. La calidad del producto final, depende en mucho de la calidad de la materia prima y condiciones del proceso de elaboración. Es importante conocer las condiciones óptimas así como los principales factores que tienen influencia en su manufactura para lograr un producto de buena calidad con el sabor, aroma, viscosidad, apariencia y consistencia requeridos. MATERIAL � 1 Estufa ó � 1 Baño a temperatura constante � El mismo utilizado en las determinaciones de densidad, acidez y % de grasa. � 1 Vaso de precipitados de 1500 mL � 2 Matraces de 500 mL estériles � 1 Pipeta volumétrica de 10 mL estéril � 1 Agitador de vidrio estéril INGREDIENTES

� 1 L de leche Alpura Semidescremada, Pasteurizada y Homogenizada por equipo. � Leche en polvo de preferencia descremada y sin lactofibras. � 1 L de yogurt natural para todo el grupo, se usará como inóculo. � *Cultivo láctico para Yogurt (con un título de 0.9 – 1.1 % de àc. láctico)

METODOLOGÍA El profesor asignará a cada equipo las condiciones de trabajo y a qué equipo le corresponde traer el litro de yogurt.

160

CUADRO DE CONDICIONES DE TRABAJO

Parámetros 1 2*** 3 4 5 6

% de sólidos totales

Los que tenga la

leche descremada

18 18 18 18 18

Tratamiento térmico previo

90ºC/5min 90ºC/5min -- 90ºC/5min 90ºC/5min 90ºC/5min

% de yogurt

10 10 10 10 5 20

% de inóculo 5 5 5 5 3 10 temperatura de

incubación en º C 42 42 42 37 42 42

***Condiciones ideales y se usará como patrón de comparación. Las estufas de incubación ó el baño a temperatura constante deberán estar a las temperaturas indicadas con anticipación (una a 42 y otra a 37 º C). Cada equipo caracterizará su leche y una vez aceptada se mezclarán para que todo el grupo tenga la misma calidad de materia prima. Se retira un lote para la condición de trabajo (1) con los ST que contenga la leche descremada y el resto de la leche se ajusta a 18 % de ST con leche en polvo (considere que tiene 4 % de humedad). Ya estandarizada la leche se reparte a cada equipo para continuar con la elaboración del yogurt como lo indican las condiciones del cuadro de trabajo. PROCEDIMIENTO 1.- Elevar la temperatura de la leche hasta 90ºC y mantenerla así durante 5 minutos en los casos que se requiera. 2.- Enfriar la leche a una temperatura de 2 º C mayor que la requerida para la inoculación como lo indica el cuadro de condiciones de trabajo según sea el caso. 3.-Inocular en condiciones asépticas con la concentración de inóculo ò yogurt de acuerdo a sus condiciones de trabajo. 4.- Agitar con un agitador estéril a fin de distribuir perfectamente el inóculo y dividir la leche en 2 matraces de 500 mL estériles, taparlos con algodón y mantenerlos a la temperatura de trabajo. Uno de los matraces se utilizará para tomar muestras y verificar las variaciones de acidez, mientras que el otro permanecerá intacto.

161

5.- Llevar los matraces a la estufa de incubación de acuerdo a la temperatura de trabajo y mantenerla constante durante toda la fermentación. 6.- Seguir el curso de la fermentación mediante la determinación de pH y acidez cada 30 minutos, desde el momento de la inoculación ( tiempo cero ) hasta 4 horas ó antes si se llega a las condiciones finales de pH de 4.2 y acidez de 0.9 a 1.1 % como ácido láctico (mínimo 3 horas ).

7.- Cuando se lleguen a las condiciones óptimas mencionadas, enfriar el yogurt con agua de hielo hasta 5-7 º C para detener la fermentación, meterlo al refrigerador y mantenerlo así hasta su evaluación.

8.- Medir la viscosidad del producto con ayuda del Viscosímetro de Brookfield, por medio de los métodos Brookfield y Mitschka. Determinar si es un fluido dependiente o independiente del tiempo. (Ver Anexo). 9.- Presentar su yogurt en la siguiente sesión indicando las condiciones y resultados de su producto para que los profesores los califiquen y todo el grupo los evalúen sensorialmente (esto se debe hacer a temperatura de refrigeración), concluyendo sobre el efecto de las diferentes condiciones empleadas tuvieron sobre las características de los yogurts. RESULTADOS Informar los resultados del grupo en un cuadro sinóptico, considerando: � Características de la leche empleada. � Trazar una gráfica con los datos de pH y/o % de acidez contra tiempo durante la

fermentación con los datos de todo el grupo. � La evaluación sensorial de los yogurts, haciendo énfasis del efecto obtenido sobre las

características del yogurt (sabor, aroma, viscosidad, apariencia y consistencia) de los parámetros estudiados.

� Indicar todos los cálculos realizados para obtener la viscosidad del producto, anexar

todas las gráficas utilizadas y determinar el tipo de fluido analizado. CONCLUSIONES Concluir sobre lo obtenido, relacionándolo con lo que nos indica la literatura.

162

BIBLIOGRAFÍA � Kosikowski F. 1990 “Cheese and Fermented Milk Foods” Ed Edwads Brothers 2ª

Ed Michigan, U S A � Revista Lácteos y Cárnicos Mexicanos. Alfa Editores Técnicos S.A. de C.V. Méx � Walstra P. Editor. Y colaboradores 1999.”Dairy Technology”. Principles of Milk

Propierties and Processes. Food Science and Technology, Vol. 90 Mariel Dekker, Inc. New York. Basel

� Early Ralph. 1998. The Technology of Dairy Products. 2a Ed. Thomson Science. Great-Britain

� Spreer Edgar. 1998. Milk and Dairy Product Technology. Mariel Dekkper, Inc. New York. Basel.

163

Diagrama Ecológico

Elaboración y Control de Yogurt

LA-03

Determinar la calidad inicial de la materia R-1.n

Ajustar Sólidos Totales con leche en polvo

Enfriar a Temperatura de trabajo

Llevar a 90ºC por 5

Adicionar el % de inóculo o % de yogurt de trabajo y mezclar perfectamente

Dividir en 2 matraces la leche con inóculo

Matraz para controles MatrazTestigo

Cada 30 min determinar pH y acidez hasta alcanzar 0.9-1.0 de acidez

Acondicionar y presentar para evaluación

R 2

R1 a R1n: Se tratan como indican los diagramas de la práctica de calidad de la leche

R2: Se desecha neutro por drenaje, con abundante agua

164

SESION 4 ELABORACIÓN DE QUESOS Y MEDICIÓN DE TEXTURA

(2 días)

ANTECEDENTES El queso es una forma de conservación de los componentes insolubles de la leche, la caseína y la materia grasa, el cual se obtiene por la coagulación de la leche seguida del desuerado, mediante el cual, se separa el suero de la cuajada. El proceso de coagulación puede producirse por acidificación de la leche ó enzimáticamente por la acción del cuajo o fermentos de acción semejante. El conocimiento de los factores que modifican y regulan la coagulación es importante, ya que de éstos dependerán las características y calidad del queso elaborado. Como primer paso en la elaboración de queso, se debe determinar la fuerza ó título del cuajo sobre la leche a utilizar para regular la coagulación. Posteriormente se elaborarán quesos frescos, en cuyos procesos se variarán diferentes parámetros a fin de que el alumno observe las características propias de cada producto. La industria de la quesería se caracteriza por su variedad, según se afirma, solamente en Francia existen más de 400 tipos de quesos. El consumo de este producto es demandante a nivel mundial, y uno de los productos lácteos más apreciados por el consumidor. Además, de que presenta un alto valor nutritivo. METODOLOGÍA Los tipos de quesos a elaborar de acuerdo al equipo con el que se cuenta en nuestro laboratorio serán: A.-Queso tipo Fresco B.- Queso tipo Panela C.- Queso tipo Ranchero D.- Queso tipo Manchego Material � Recipiente de peltre o acero inoxidable con tapa con capacidad de 5 ó 6 litros

NO UTILIZAR RECIPIENTES DE ALUMINIO. � 1 Termómetro � 1 Vaso de precipitados de 250 mL � 1 Mechero � 1 Soporte universal

165

� 1 Tela de alambre con asbesto � 1 Cronómetro � 3 Matraces Erlenmeyer de 150 mL � 1 Pipeta graduada de 1 mL � 1 Pipeta graduada de 5 mL � 1 Probeta de 10 mL � 1 Probeta de 100 mL � 1 Cuchara grande de cocina (tipo escurridora). � 1 Cuchillo largo � 1 Coladera grande de plástico � 1 m2 de manta de cielo (lavada y exprimida) LOS ALUMNOS DEBEN TRAERLA � 1 Pesa de 3 Kg. � 1 Agitador de vidrio � 1 Molde de aluminio con tapa, canasto de mimbre, ó aro. (según tipo de queso).

• Control de calidad de la materia prima Como rutina y control de todo proceso, la leche se deberá someter a un análisis previo de caracterización, mediante las siguientes pruebas: Evaluación sensorial, densidad, acidez, y grasa. NOTA: Una vez que la calidad de las leches sea aprobada, se mezclarán, posteriormente cada equipo tomará la cantidad de leche que aportó. Se procede entonces a titular el cuajo y elaborar el queso correspondiente.

• Titulación del cuajo por el método de los copos caseosos. 1 Tomar 1 mL de la solución de cuajo con pipeta volumétrica (ésta deberá estar seca). 2 Calentar en Baño María l00 ml de leche a 37º C exactamente y añadir el mL de cuajo

de golpe, agitar inmediatamente por un instante, a partir de este momento empezar a contar el tiempo.

Nota: la temperatura cambia dependiendo del tipo de queso a elaborar. 3 Con un agitador se hace deslizar suavemente la leche por las paredes del vaso, se

forma un velo lácteo que se adhiere a las paredes del vaso y en el momento en que aparecen unos pequeños copos, se deja de contar el tiempo (alrededor de 20 a 40 segundos).

4 Calcular la fuerza del cuajo según la siguiente fórmula: 100mL x 2400 Fuerza del cuajo = ------------------------ t Donde: t = segundos transcurridos hasta la aparición de los copos caseosos.

166

La determinación de la cantidad del cuajo necesario para la elaboración del queso según el volumen de leche a usar se obtiene con la siguiente fórmula: L x S mL. de cuajo concentrado = -------------- M x 6 En donde: L = cantidad de leche a cuajar en LITROS. S = segundos transcurridos por la determinación de los copos caseosos. M = minutos en que el cuajado ha de realizarse (en el caso del queso fresco es de 40 minutos). Nota.- Esta es una fórmula práctica por lo que no requiere de ninguna transformación de unidades. A.- QUESO TIPO PANELA Material

� Equipo individual, el indicado al inicio de la práctica. � 1 Olla de 4 a 5 L de capacidad con tapa, de peltre ó acero inoxidable. � 1 m2 de manta de cielo lavada sólo con agua y exprimida.

Ingredientes � 4L de leche Alpura descremada homogenizada y pasteurizada (ÚNICAMENTE). � Cuajo líquido. � 15ml de una solución de CaCl2 al 6% p/v en agua. (Prepararse una sesión previa a

la práctica). � Sal fina de mesa. Variaciones del proceso general

� Materia prima Leche Descremada � Temperatura de cuajado 32 º C � Tiempo de cuajado 120 min. � Corte de la cuajada No se hace � Salado Se adiciona en la leche antes de cuajar � Molde Canasto de mimbre o canasto de plástico.

167

Procedimiento 1. La leche a utilizar es pasteurizada por lo que no requiere de ninguna preparación

especial; pero como rutina se debe caracterizar para aprobar su calidad. 2. Se pesa ó se mide la leche y se coloca en la tina de cuajado ( u olla de peltre ). Se

calienta lentamente a 32 º C. NO EXCEDER ESA TEMPERATURA 3. Adicionar la solución de cloruro de calcio ya ionizada, agitar y dejar en reposo 10 min. 4. Adicionar la sal en una proporción de 2.0 % respecto al volumen de leche. Agitar. 5. Calcular la fuerza del cuajo y la cantidad de cuajo necesario para que la leche

cuaje en 120 min, a una temperatura de 32 º C, ya con el CaCl2 ionizado y la sal. 6. La cantidad calculada de cuajo agregarlo a la leche diluido en 10 mL de agua

destilada y agitar durante 20 segundos para distribuirlo uniformemente. Dejar la olla tapada y en reposo, manteniendo la temperatura constante, colocando el mechero a 10 cm de distancia y girándolo alrededor de la olla. NO USAR EL MECHERO DIRECTAMENTE SOBRE LA OLLA.

7. Después de 1 h de reposo, empezar a observar la evolución del cuajado cada 20 min como en la práctica anterior.

8. Cuando la cuajada se despegue de la pared de la olla y el suero aparezca límpido, anotar el tiempo de cuajado que deberá estar cercano a los 120 min.

9. Cortar la cuajada en cubos grandes de 5x5 cm aproximadamente, subir lentamente la temperatura 2º arriba de la temperatura de cuajado, moviendo lentamente para propiciar el desuerado, dejar reposar 10 min. Decantar el suero y tomar con la cuchara escurridora trozos de la cuajada e irlas acomodando en el canasto de plástico previamente lavado. Colocan las capas de cuajada hasta llenarlo completamente. Dejar desuerar en forma espontánea.

10. A las 72 h si ya no hay salida de suero se retira el queso del molde y se envuelve en papel encerado, se mantiene en refrigeración hasta la siguiente sesión en la que deberá presentarse para su calificación en las mismas condiciones de la práctica anterior.

11. Realizar las pruebas correspondientes, al producto terminado. B.- QUESO TIPO RANCHERO Material � Equipo individual, el indicado al inicio de la práctica � 1 Molde circular de acero inoxidable sin tapa ni fondo. � 1 m2 de manta de cielo lavada sólo con agua y exprimida.

Ingredientes � 4L de leche ALPURA entera, pasteurizada y homogenizada (ÚNICAMENTE).

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� Cuajo líquido. � 15ml de una solución de CaCl2 al 6% p/v en agua. (Prepararse una sesión previa a

la práctica). � Sal fina de mesa. Variaciones del proceso general

� Temperatura de cuajado 35º C � Corte de la cuajada Cubos de 1 x 1 cm y posterior molido.

de la cuajada � Molde Sin tapa ni fondo( aro) � Salado Incorporación a la cuajada después del

molido. Procedimiento 1. La leche a utilizar es pasteurizada por lo que no requiere de ninguna preparación

especial; pero como rutina se debe caracterizar para aprobar su calidad. 2. Se pesa ó se mide el volumen de la leche y se coloca en la olla de peltre, se eleva

lentamente la temperatura hasta 35 º C. NO EXCEDER ESA TEMPERATURA. 3. Adicionar la solución de CaCL2. Agitar y dejar en reposo 10 min. 4. Calcular la cantidad de cuajo para que su leche cuaje en 40 min a 35 º C,

determinarlo utilizando la leche en las condiciones como va a cuajar. 5. Adicionar el cuajo calculado, diluido en 10 mL de agua destilada. Agitar durante 20

segundos para distribuirlo uniformemente. Dejar la olla tapada y en reposo, manteniendo la temperatura constante, colocando el mechero a 10 cm de distancia y girándolo alrededor de la olla. NO USAR EL MECHERO DIRECTAMENTE SOBRE LA OLLA.

6. Observar la evolución del cuajado cada 20 min como en la práctica anterior. 7. Cuando la cuajada se despegue de la pared de la olla y el suero aparezca límpido,

anotar el tiempo de cuajado que deberá estar cercano a los 40 min. 8. Fraccionar la cuajada mediante un cuchillo largo, primero en sentido vertical, luego en

sentido diagonal a fin de reducir la cuajada en cubos de 1 cm de arista y conservar el grano individualizado dando movimiento suave con la ayuda de la pala de madera durante l0 min.

9. Transcurrido ese tiempo, elevar la temperatura 3 ºC a razón de 1ºC cada 5 minutos continuando con la agitación suave.

10. Al terminar el calentamiento y trabajo del grano, éste debe presentar una forma más esférica y mayor consistencia, se deja reposar para que se deposite la cuajada en el fondo del recipiente para así comenzar el desuerado.

11. Decantar el suero en otro recipiente mediante la ayuda de una coladera para facilitar la salida del suero.

12. La cuajada desuerada se reduce a papilla mediante un molino de carne o en su defecto se muele con los dedos dentro de la olla de peltre, se sala añadiendo 1.5%

169

de sal con respecto al peso de la cuajada o 0.5% de sal fina con respecto al volumen de leche empleada, amasar la cuajada a fin de que la sal se incorpore bien.

13. Moldeado.- Los moldes para este tipo de queso son sin tapa ni fondo y no debe utilizarse la manta; para llenar el molde se coloca sobre una mesa ó sobre una charola y se va introduciendo la cuajada hasta llenar el molde y con la mano se va haciendo presión hasta que quede la cuajada firme, el molde con la cuajada y la charola se coloca en el refrigerador y a las 24 horas se desmolda.

14. Desmoldar el queso y envolverlo en papel encerado para que no se oree y mantenerlo en refrigeración

15.- Pesar el queso para calcular los rendimientos. 16.- Realizar las pruebas correspondientes, al producto terminado. C.- QUESO TIPO MANCHEGO Material

� Equipo individual, el indicado al inicio de la práctica. � 1 Olla de 4 a 5 L de capacidad con tapa , de peltre ó acero inoxidable. � 1 Molde de aluminio prensado con tapa. � 1 m2 de manta de cielo, lavada con agua y exprimida. � 1 Batidora eléctrica.

Ingredientes

� 400 g de crema butírica (35 - 40 % de grasa). � 4 L de leche Alpura entera pasteurizada y homogenizada (ÚNICAMENTE). � Cuajo líquido. � 15ml de una solución de CaCl2 al 6% p/v en agua. (Prepararse una sesión previa

a la práctica). � Sal fina de mesa. � *Inóculo para queso Manchego.

Variaciones del proceso general

� Contendido de grasa en materia prima Normalización a 5 -6 % de grasa � Adición de cultivo � Salado Por frotación � Maduración

Procedimiento 1. Normalización de la leche.- La leche se divide en 2 partes, una parte calentarla a

37º C y disolver la crema necesaria para que el volumen total de leche quede a 5 - 6

170

% de grasa (aproximadamente 400 g de crema comercial con 30 % de grasa) ayudarse de una batidora, ya disuelta la grasa mezclar con el resto de la leche.

2. La leche adicionada con la crema se debe caracterizar para aprobar su calidad. 3. Calcular la cantidad de cuajo para que su leche cuaje en 40 min a 37 º C con la

leche en las condiciones en que se va a cuajar (con cloruro de calcio y con grasa).

4. Se pesa ó se mide el volumen de la leche y se coloca en la olla de peltre, se eleva lentamente la temperatura hasta 37 º C. NO EXCEDER ESA TEMPERATURA.

5. Se adiciona el inóculo para queso manchego en una proporción del 1 al 2 % con

respecto al volumen de leche y se deja actuar durante 40 min, cuidando que la temperatura se mantenga constante.

6. Adicionar la solución de CaCL2. Agitar y dejar en reposo 10 min. 7. Adicionar el cuajo calculado, diluido en 10 mL de agua destilada. Agitar durante 20

segundos para distribuirlo uniformemente. Dejar la olla tapada y en reposo manteniendo la temperatura constante, colocando el mechero a 10 cm de distancia y girándolo alrededor de la olla. NO USAR EL MECHERO DIRECTAMENTE SOBRE LA OLLA.

8. Observar la evolución del cuajado cada 20 min. como en la práctica anterior. 9. Cuando la cuajada se despegue de la pared de la olla y el suero aparezca límpido,

anotar el tiempo de cuajada que deberá estar cercano a los 40 min. 10. Fraccionar la cuajada mediante un cuchillo largo, primero en sentido vertical, luego en

sentido diagonal a fin de reducir la cuajada en cubos de 1 cm de arista y conservar el grano individualizado dando movimiento suave con la ayuda de la pala de madera durante l0 min.

11. Transcurrido ese tiempo, elevar la temperatura 3º C a razón de 1º C cada 5 minutos continuando con la agitación suave.

12. Al terminar el calentamiento y trabajo del grano, éste debe presentar una forma más esférica y mayor consistencia, se deja reposar para que se deposite la cuajada en el fondo del recipiente para así comenzar el desuerado.

13. Decantar el suero en otro recipiente mediante la ayuda de una coladera y para facilitar la salida del suero. No exprimir.

14. La cuajada desuerada transferirla al molde debidamente forrado con la manta de cielo, cubrirla con ésta, cuidando que no queden arrugas en la superficie de la manta que ocasionaría arrugas en el queso, se tapa con la misma manta y finalmente con la tapa del molde.

15. Aplicar una presión ligera de aproximadamente 3 kg. durante 2 horas, manteniendo el queso en un lugar fresco.

16. Retirar el queso del molde y de la manta cuando ya no drene suero, colocar aproximadamente 200 g de sal fina en un plato extendido y se procede a salarlo por frotación con la sal, retirando los excedentes.

17. Maduración.- Colocar el queso salado en 1 plato y dejarlo sin tapar en condiciones de refrigeración, el queso se deberá voltear cada 12 h, el tiempo de maduración

171

debe ser de 2 a 3 semanas, pero se debe presentar la siguiente sesión para su calificación y después de la etapa de maduración presentarlo nuevamente.

18. Pesar el queso antes y después de la etapa de maduración para calcular su rendimiento.

• ANÁLISIS DEL PRODUCTO FINAL Determinar a su queso y a uno comercial el % de humedad (en termoblanza), % de grasa (método Van Gulik), la textura (texturómetro) y características sensoriales. Presentar el producto sobre un plato a los profesores para su calificación. Anotar en un papel todos los datos del queso y número del equipo. Para las determinaciones de textura, leer la metodología en el Anexo. 1. DETERMINACIÓN DE GRASA EN QUESO (método Gerber-Vangulik) Equipo y material

• Balanza analítica con sensibilidad de 0.1 mg

• Butirómetro para queso con copita y dos aberturas • Baño maría

• Pipeta de 1 mL • Pipeta de 10 mL • Centrífuga Gerber

Reactivos

• Ácido sulfúrico de densidad 1.530 a 15º C. Colocar 152.5mL de agua destilada en un vaso de precipitados de 500mL, colocar el vaso en baño de hielo y después verter resbalando por las paredes y con ayuda de un agitador 150mL de ácido sulfúrico concentrado. Recuerde que es una reacción exotérmica peligrosa y que hay que añadir el ácido al agua.

• Alcohol isoamílico.

PROCEDIMIENTO

Pesar directamente en el tubo fijado en el tapón del butirómetro Gerber - Vangulik para queso 3.0 g + 0.001 g de queso preparado para su análisis. Meter el tapón con la muestra de queso dentro del butirómetro. Por la abertura superior agregar al butirómetro unos 15 mL de ácido sulfúrico de manera que cubra todo el queso. Tapar el butirómetro y poner en baño maría a 65º C por 30 min agitándolo cuidadosamente para disolver las partículas de queso. Posteriormente destapar y agregar 1 mL de alcohol isoamílico y agitar. Terminar de llenar el butirómetro con ácido sulfúrico hasta que el volumen llegue a

172

aproximadamente ¾ partes de la columna graduada. Tapar la abertura superior y volver a meter a baño maría por 5 min más. Mezclar antes de centrifugar a 2000rpm durante 5 min. Volver a incubar en baño maría por 10 min. Hacer la lectura llevando la base de la columna de grasa exactamente al cero, por medio de la presión en el tapón del butirómetro. REPORTAR Materia prima: Tipo de leche utilizada.

Tipo de queso

Tipo de Leche

Vol, de leche (L)

Densidad

% de Acidez

% de Grasa

Proceso: Condiciones empleadas para elaborar su queso.

Tipo de queso

Fuerza del cuajo

% de cuajo añadido

T° de cuajado

Tiempo de cuajado

Tiempo real de cuajado

Producto: características del producto final.

Tipo de queso

Peso de queso

% de humedad

% de grasa

% Rendimiento BH

Sabor: Color olor:

Textura Dureza:

173

Módulo de Young:

Observaciones

CONCLUSIONES

Las conclusiones serán personales sobre tipo de proceso, el queso obtenido y los resultados esperados.

BIBLIOGRAFÍA

• Alexander W. R. 1963. “Fabricación del Queso” Editorial Acribia, Zaragoza, España.

• Davis J. G. 1976. “Cheese”. Vol. III Editorial Churchill Livinstone, London. • Fox P. F. 1987. “Cheese: Chemistry, Physics and Microbiology”. Vol. I y II

Editado por P.F: Fox Department of Dairy and Food Chemistry, Universiry College, Cork, Ireland. Elsevier Applied Science London and New York

• Keating P. F., 1977. “Principios Técnicos Generales en la Fabricación del Queso”.

Cursos de Capacitación y Demostraciones en las Industrias Lecheras en Chile. F. A. O.

• TR-LA/65/II-S

174

Diagrama Ecológico Núm. LA – 04. Elaboración de quesos

Determinar la calidad inicial de la materia prima

R1, n

Determinar peso o volumen de leche y calcular cantidad de cuajo

Disolver CaCl2 en agua a 37°C según cuadro e

hidratar 30’

Ajustar acidez y temperatura según cuadro de

trabajo

agregar

agregar Diluir cuajo en

agua a 37°C según cuadro

Tomar tiempo y mantener temperatura,

observando evolución de la cuajada

Fraccionar y remover suavemente por 10

min

Elevar la T 2 °C en 10 min y mantener agitación suave

Decantar el suero

R2 suero cuajada

Agregar NaCI: 0.5 % del vol. de leche. Distribuir uniformemente Determinar acidez

R3 Colocar en molde forrado de manta

R2’ Suero

Aplicar presión en 2 etapas

Empacar en papel encerado y refrigerar 48

Determinar Determinar Calcular rendimiento

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humedad grasa/Gerber

R4 R5

R1, n : Se tratan como indican los diagramas de la práctica de calidad de la leche R2, R.2' y R3: Se desechan neutros por el drenaje. R4: Se envía a incineración. R5: Se neutraliza en volúmenes < 500 mL, en baño de hielo, con precaución porque la reacción es exotérmica; se separan los sólidos para incineración y el líquido se desecha por drenaje

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SESION 5 ELABORACIÓN DE CAJETA

(1 día) ANTECEDENTES La cajeta forma parte de una gran variedad de dulces típicos mexicanos, elaborados a partir de leche con azúcares en proporciones definidas y adicionada de sustancias aromáticas. Originalmente en su elaboración se utilizó leche de cabra, pero en la actualidad puede ser de cabra, vaca, oveja ó una mezcla de las 2 primeras. La cajeta es un producto de consistencia pastosa y de olor y sabor característico utilizado como postre o golosina. Es este producto de color obscuro debido a la caramelización de los azúcares, que se debe a un cambio gradual por el calentamiento continuo, estos cambios dependen por tanto, de la velocidad e intensidad del calentamiento, así como al pH del medio. Material � 1 olla de peltre o de acero inoxidable de 2 L de capacidad (con un diámetro de 20-25

cm ) � 1 pala mediana de madera � 1 cuchara de cocina � 1 mechero � 1 tripie � 1 tela con asbesto � 1 termómetro � 1 frasco de vidrio (de aproximadamente 600 mL ) Ingredientes � 1 L de leche Alpura � Bicarbonato de sodio � Sacarosa � Glucosa � Vainilla de la marca MAPSA PROCEDIMIENTO Se probarán 3 formulaciones de cajeta en las que se variará la proporción de los azúcares de su elaboración.

177

1. La leche que es la materia prima deberá someterse a los análisis de rutina para su

caracterización. 2. Si la materia prima es de buena calidad continuar. 3. El equipo que el profesor indique elaborará el blanco que consiste en elaborar la

cajeta de la formulación B pero sin ajustarle el pH. 4. Los demás equipos ajustarán su leche a un pH de 7.2-7.5 con el bicarbonato de sodio

calculado de acuerdo a la acidez de su leche y el volumen de la misma, previamente disuelto en la mínima cantidad de agua. Medir y anotar el pH final.

5. Comenzar el calentamiento con agitación lenta y al llegar a los 60º C, adicionar la cantidad de sacarosa indicada según la formulación que vayan a elaborar.

6. Continuar el calentamiento con agitación constante hasta ebullición. Cuando se haya evaporado aproximadamente 1/3 del volumen inicial, adicionarle la glucosa.

7. Continuar evaporando y agitando constante, hasta que el volumen original se reduzca a la tercera parte ó en su defecto, hasta obtener el punto de hilo, lo cual sucede al mismo tiempo. Para tener la seguridad de que la cajeta está lista medir en un refractómetro los ºBx, que deberán estar entre 60- 65 ºBx.

8. La sustancia aromática se adiciona en este momento en una proporción del 0.5 % respecto a la leche y el proceso se da por terminado.

9. Envasar en caliente el producto, pesarlo para determinar el rendimiento obtenido.

CUADRO DE TRABAJO

FORMULACIÓN Por L de leche

A g

B g

C g

D (Blanco) g

Sacarosa 150 100 200 100

Glucosa 150 200 100 200

pH 7.2 7.4

7.2 7.4

7.2 7.4

el que tenga su leche,

anotándolo

10. Presentar todo su producto en la siguiente sesión para su degustación y calificación por parte de los profesores y del grupo en general.

CÁLCULOS

1. Neutralización de la acidez de la leche para tener un pH entre 7.2 – 7.4 y se puedan llevar a cabo las reacciones de la cajeta.

Si partimos de una leche que tiene una acidez de 18.8 ºD ó 0.18 % de ácido láctico, entonces:

0.18 g de ác. Láctico ------------ 100 mL de leche

X ------------ 1000 mL de leche

178

X = 0.18 x 1000/100 = 1.8 g de ácido láctico en l L de leche

Para neutralizarlo con bicarbonato de sodio:

Por lo que se requieren 1.68 g de bicarbonato de sodio para llevar ese litro de leche con una acidez de 0.18 % de ácido láctico a un pH de 7.0.

Como se requiere que el pH de la leche para elaborar la cajeta este entre 7.2 y 7.4 para tener mayor seguridad de que se lleven a cabo las reacciones de Maillard y de Caramelización, se debe adicionar un 15 % de exceso de bicarbonato y corroborar que el pH esté en el rango mencionado.

Entonces:

1.68 x 1.15 = 1. 932 g de bicarbonato de sodio, se debe añadir a esa leche para tener un pH entre 7.2 y 7.4

2. Cálculo para determinar el rendimiento de la Cajeta.

Para determinar el rendimiento obtenido de la cajeta elaborada, se toma en cuenta el peso de los ingredientes agregados y el peso final de la cajeta obtenida, utilizando la siguiente relación.

3. Cálculo para determinar los ºBrix teóricos que debe tener la cajeta elaborada.

Para obtener los ºBx que teóricamente debe tener la cajeta elaborada, se toma en cuenta los g de azúcares que se le agregan y lo relacionamos con el peso de la leche y el peso final de la cajeta obtenida.

.68.1.1

.84

.1

.1

..90

..1

1

..8.1g

obicarbonateq

obicarbonatgx

aclácticoeq

obicarbonateqx

lácticoacg

lácticoaceqx

lácticoacg=

100)(

dimRe% xWazúcaresWleche

Wcajetaienton

+=

( )100

/100/%º cos x

W

LWSTBx

cajeta

lecheazúcareslecheteóri

+=

179

RESULTADOS Informar en un cuadro la calidad de su materia prima, características sensoriales obtenidas en cada una de las cajetas:

Formulación

Calidad de materia prima Características sensoriales

Conclusión sobre la

calidad de la leche

T pH Acidez Densidad

A B C D

En otro cuadro reporta las características del producto final:

Formulación Acidez Tiempo

punto de hilo. °Bx

Teóricos °Bx

Experimentales Características sensoriales

A B C D

Correlacionar el efecto que tuvo cada una de las formulaciones en las características sensoriales de las cajetas y diga qué observó en la cajeta de la formulación D. Discutir sobre el proceso, la formulación empleada, características sensoriales de la cajeta obtenida y comparar los productos obtenidos con las distintas formulaciones. CONCLUSIONES Concluir sobre el proceso, la formulación empleada, características sensoriales de la cajeta obtenida y comparar los productos obtenidos con las distintas formulaciones. Concluya de acuerdo a los objetivos establecidos en el protocolo y los elaborados por el equipo. BIBLIOGRAFÍA Norma de la calidad para cajeta.- DGN-F 1972 de la Sría. de Industria y Comercio. Dirección General de Normas Alais Ch. (1982). Ciencia de la leche. Editorial CECSA.

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TRATAMIENTO DE LOS RESIDUOS

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SESION 6 ELABORACIÓN DE MANTEQUILLA

(1 DIA) Objetivo Conocer a nivel laboratorio la metodología para la elaboración de la mantequilla, así como los parámetros que son importantes controlar para obtener un producto de óptima calidad. ANTECEDENTES La mantequilla es un producto derivado de la leche en el cual la materia grasa es el componente más importante. La elaboración de mantequilla comprende dos fases principales; la separación de la crema de la leche ( proceso de descremado ) y la transformación de ésta en mantequilla, proceso que lleva consigo a su vez varias operaciones siendo la más importante el batido. Para elaborar mantequilla de buena calidad es muy importante que la materia prima, la crema tenga una óptima calidad y sea tratada debidamente. Este tratamiento consiste en pasteurización, enfriamiento, maduración y eventualmente una fermentación para posteriormente mediante el batido de la crema invertir la emulsión para obtener la mantequilla. En esta práctica se elaborará mantequilla sin madurar. Muestra

� 500 mL. de crema pasteurizada, obtenida por lo menos 2 días antes de la práctica.

Material � Termómetro y cronómetro � Espátula de goma y pala de madera mediana � Equipo para determinar grasa por Gerber, acidez y humedad � Mantequilladora ó en su caso batidora eléctrica casera. � papel aluminio y papel encerado � 1 recipiente de base redonda (plástico, vidrio ó acero inoxidable) � Charola para baño de hielo. � Báscula

Reactivos

� Disoluciones para determinar grasa por el método de Gerber � Disoluciones para la determinación de acidez � Determinación de humedad por el método de tolueno.

Metodología.- Caracterizar la crema determinando acidez y cantidad de grasa. Esto nos sirve para el balance y rendimiento del producto final además de verificar la calidad de la materia prima. 1.- Enfriar la crema a 8 - 10 º C (dependerá de la estación del año). Esto favorecerá la cristalización de la grasa. 2.- Pesar y verter la crema fría a la batidora, en su caso al recipiente de batido en Baño María inverso (agua con hielo) 3.- Batido.- Iniciar el funcionamiento de la batidora en la máxima velocidad, anotar el tiempo y continuar batiendo observando los cambios que van ocurriendo durante éste, primero debe aumentar el volumen de la crema de color blanco, como crema batida, continuar batiendo y cuando se rompa la emulsión y se observen pequeños granos

182

amarillos en un líquido turbio, dejar de batir, tomar el tiempo, con la pala de madera juntar los granos de mantequilla y exprimir para extraer el suero de mazada, medir volumen, el % de grasa y acidez. 4.- Lavados.- Primer lavado.- Después de haber extraído el suero, se añade agua muy fría, hasta 1/3 del volumen del recipiente y con la pala de madera, batir ligeramente la mantequilla con la pala de madera como esparciéndola, luego juntándola y exprimiéndola. Se elimina y guarda el agua del primer lavado y se repite el proceso 1 - 2 veces más, el agua del último lavado debe ser clara. Se junta el agua de los lavados, registrando el volumen y se le determina grasa con el butirómetro para leche descremada. 5.- Amasado.- Ya escurrida toda el agua, con la pala de madera “batir” la mantequilla juntando la grasa contra la pared del recipiente. (Para mantequilla salada, se adiciona durante esta operación la sal finamente molida en una proporción de 2 al 5 % con respecto al peso del producto disuelta en el mínimo volumen de agua). El amasado termina cuando al partir en dos la mantequilla no se aprecie en la superficie cortada gotas de agua. El amasado dura de 3 a 5 min. Pesar el producto para calcular rendimiento. 6.- Empacado.- Empacar formando barras de aproximadamente 100 g sobre papel encerado, cubrir con papel aluminio y refrigerar. Control de Calidad del Producto.-

• Utilizando 10 g de la mantequilla elaborada, determinar % de humedad por el método de destilación por arrastre con tolueno para calcular el % de grasa en la mantequilla por diferencia:

% de humedad + % de grasa + 1% de SNG = 100% (en caso de mantequilla salada se calculan 2% de SNG) • Determinar grasa perdida.- Determinar % de grasa en el suero ó mazada y en el

agua de los lavados, medir el volumen y calcular la cantidad de grasa perdida • Calcular la eficiencia del batido a partir de la siguiente fórmula:

7 * % GC %GS E = ( 100 - ---------------) * ------------- 6 % GC E = Eficiencia del batido % GC = porcentaje de grasa en crema % GS = porcentaje de grasa en suero ó mazada El índice de eficiencia debe ser 0.8 ó inferior para considerar la economía satisfactoria. Con los datos obtenidos :

� Calcular rendimiento de producto � Calcular rendimiento mantequero (grasa inicial de la crema, que entra al proceso

relacionado con la grasa recuperada, de la mantequilla). � Balance de materia grasa � Evaluar sensorialmente su producto y compararla con las características de una

mantequilla comercial indicando la marca.

RESULTADOS Informar en un cuadro sinóptico todos los datos y determinaciones efectuadas: Crema: Volumen, % de grasa, acidez, g de grasa inicial Suero: Volumen, % de grasa, g de grasa perdida (1) Agua de lavados: Acidez, volumen, % de grasa y g de grasa perdida ( 2)

183

Mantequilla: Peso en gramos, % de humedad, % de grasa, % de grasa recuperada y evaluación sensorial Proceso: Tiempo de batido, Eficiencia del batido, Rendimiento de producto y Rendimiento mantequero. CONCLUSIONES Concluir sobre los procesos y los productos obtenidos en base a los datos obtenidos y referirlos a lo reportado en la literatura. Tratamiento de los residuos generados El responsable del rol asignado para tratar los residuos deberá basarse en los diagramas ecológicos LA-06 A Y LA-06 B BIBLIOGRAFÍA Amiot J. 1991. “Ciencia y Tecnología de la Leche” Editorial Acribia, Zaragoza, España. FAO TR/64/26 S.- Elaboración de mantequilla. Cursos de capacitación Kosikowski, Frank V. 1978. “Cheesse and Fermented Milk Products “ Editorial F.V. Kosikowski, and Associates. Brooktondalo, New York 2a Edición Veisseyre, R, 1972. “Lactología Técnica “ Editorial Acribia. Zaragoza, España. Webbs, B. Johnson, A. H. Alford. 1974 “Fundamentals of Dairy Chemistry” Editorial AVI 2a edición.

184

SÓLIDOS TOTALES (HUMEDAD) EN LECHE EN POLVO Y EN MANTEQUILLA (DESTILACIÓN CON TOLUENO). Esta determinación se utiliza en la práctica de mantequilla

Fundamento

El método de destilación se fundamenta en la separación de la humedad en una muestra de peso conocido, mediante destilación por reflujo con un solvente inmiscible, de punto de ebullición superior al agua y de menor peso específico (tolueno, heptano, xileno, etc). Por calentamiento, el agua de la muestra y el solvente orgánico se evaporan, para luego condensarse en un refrigerante de reflujo, ubicado en la parte superior y caer en un tubo especial graduado en mL. Dada la mayor densidad del agua, ésta se va al fondo del tubo colector, mientras que el solvente orgánico se mantiene formando una capa sobre la anterior, de donde cae de nuevo al matraz de destilación. Cuando toda el agua se ha destilado, su volumen puede leerse directamente en la escala graduada del tubo colector. Este método tiene las siguientes ventajas: es más económico y rápido que los métodos de evaporación, requiere poca atención después que se ha iniciado la destilación, no incluye en los resultados los errores de los métodos de evaporación por pérdida de sustancias volátiles, ya que éstas generalmente no pasan al extracto acuoso inferior. Por esta razón, en ciertos análisis de humedad en alimentos se obtienen resultados más bajos cuando se aplica este método; además se previene la oxidación de las grasas. La descomposición de los azúcares y se puede mantener una temperatura constante de deshidratación sin necesidad de aparatos complicados. Este método resulta especialmente adecuado para determinaciones en productos que tienen bajo contenido de humedad.

Materiales y Aparatos

• Matraz balón de destilación (300 mL) • Tubo colector de Bidwell-Sterling • Condensador de reflujos (Liebig) • Regulador de voltaje • Manta de calentamiento eléctrica • Balanza analítica • Equipo Individual.

Reactivos

• Tolueno libre de humedad.

185

Muestra

• Leche en polvo. o mantequilla.

Procedimiento

a) Tomar la muestra (s) por debajo de la superficie del producto y prepararla en un

ambiente con humedad relativa normal, mezclándola rápidamente y tomando las precauciones del caso, para evitar la absorción de humedad.

b) Transferir rápidamente 10 g de la muestra al matraz balón de destilación que debe estar escrupulosamente seco y limpio, para evitar que gotas de agua se adhieran a la superficie interna.

c) Adicionar inmediatamente suficiente tolueno para cubrir la muestra (75-100 mL).

d) Conectar el matraz balón, al tubo de destilación; adaptando a su vez a un condensador de reflujo, fijado a un soporte universal.

e) Antes de iniciar el calentamiento, llenar el tubo de destilación con tolueno, el cual se adiciona por la boca superior del condensador.

f) Conectar el cordón eléctrico de la manta de calentamiento al “powerstat o regulador de voltaje” conectado a su vez a la red de suministro eléctrico, e iniciar la destilación agitando para evitar que la muestra se queme por el calor directo del fondo del matráz balón, lo cual podría ocasionar resultados más elevados.

g) Al comenzar la ebullición, reducir la intensidad del calor aplicado, hasta obtener una velocidad de condensación de tolueno equivalente a aproximadamente 4 gotas por segundo.

h) Las gotas de agua, adheridas a la pared del condensador o del tubo colector, se llevan al fondo por adición de tolueno por la parte superior o bien limpiando las paredes con un cepillo para buretas saturado con tolueno, al mismo tiempo que se agrega solvente para arrastrarlas hasta la parte inferior del colector.

i) Mantener la destilación hasta observar que el volumen de agua recolectada en el tubo se mantiene constante.

j) Apagar el aparato y dejar que el tubo se enfríe. Seguidamente recolectar las gotas de agua remanentes en las paredes del condensador y del tubo, forzándolas a descender con el cepillo saturado con tolueno, en la forma indicada anteriormente, o utilizando un alambre de cobre recubierto con una banda de goma.

k) Leer el volumen de agua destilada en la escala del tubo. Este valor multiplicado por 10 representa el porcentaje de humedad en la muestra, asumiendo que la densidad del agua es 1.000.

186

SESION 7 DESCREMADO DE LA LECHE

(1 Dia)

OBJETIVOS Comprender la diferencia entre el proceso del descremado de la leche espontáneo y el mecánico. Conocer el proceso del descremado de la leche mecánico, las partes y el funcionamiento del equipo empleado en esta operación. Observar y analizar el efecto que tienen algunos parámetros en el proceso del descremado de l a leche y su eficiencia. ANTECEDENTES Es posible la separación de la crema gracias a la diferencia de densidad que hay entre la fase grasa ( densidad = 0.930) y la fase acuosa (densidad = 1.036) . Hasta finales del siglo pasado se practicaba el descremado espontáneo, dejando la leche en reposo durante varias horas. Modernamente se ha implantado el descremado centrífugo ó mecánico por las múltiples ventajas que éste representa. Para obtener un descremado eficiente es necesario emplear leche de buena calidad y optimizar las condiciones del proceso como son: temperatura de la leche, velocidad ó flujo de alimentación y velocidad de trabajo de la descremadora entre otros. MUESTRAS El profesor designará a cada equipo el tipo de leche que deberá traer.

� 1 equipo traerá: 3 L de leche pasteurizada y homogenizada. (P Y H )

� 1 equipo traerá: 3 L de leche pasteurizada SIN HOMOGENIZAR ( P )

� Los demás equipos traerán: 3 L de leche cruda ó bronca. ( B )

MATERIAL.

� Descremadora manual (Clock 80 Modelo 92-E de 80 L/h de capacidad)

� Un recipiente de 4 L (vidrio, aluminio ó acero inoxidable).

� Un vaso de precipitados graduado de 500 mL

� 2 Butirómetros Gerber para crema (escala de 0-40 % o de 0-50 % )

� 2 Butirómetros Gerber para leche descremada ( escala de 0-1 % )

187

� 2 Butirómetros para leche ( escala de 0-8% )

� 30 cm de manta ó gasa para filtrar su leche

� l Cronómetro

� 1 Balanza granataría

� 2 pipetas graduadas de 10 mL

� 2 pipetas graduadas de 1 mL

� 1 pipeta volumétrica de 11 mL

� 1 pipeta volumétrica de 10 mL

� 1 pipeta volumétrica de 1 mL

CUADRO DE TRABAJO

Equipo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Condiciones Tipo de leche P y H P B B B B B B B B Temperatura

de descremado

35 º C

35º C

35º C

15º C

20º C

25º C

40º C

50º C

60º C

65º C

velocidad de la

descremadora

3000 r.p.m.

3000 r.p.m.

3000 r.p.m.

3000 r.p.m.

3000 r.p.m.

3000 r.p.m.

3000 r.p.m.

3000 r.p.m.

3000 r.p.m.

3000 r.p.m.

Flujo de alimentación

80 L/h

80 L/h

80 L/h

80 L/h

80 L/h

80 L/h

80 L/h

80 L/h

80 L/h

80 L/h

P y H : Leche pasteurizada y homogenizada. P : Leche pasteurizada. B : Leche bronca. r.p.m : revoluciones por minuto. L/h : Litros por hora METODOLOGÍA 1. Antes de empezar a trabajar cada equipo debe efectuar los análisis de rutina de su

materia prima determinándole densidad, porcentaje de acidez, porcentaje de grasa para comprobar que se parte de una materia prima de buena calidad para poder trabajar con ella.

� El profesor mezclará todas las leches broncas aprobadas y posteriormente

las dividirá en cantidades iguales para cada equipo; esto es con la finalidad de no introducir otra variable (la calidad de la leche).

2. Medir el volumen de leche y calentarla hasta la temperatura correspondiente.

188

3. Observar y conocer las partes de la descremadora manual y de la eléctrica con la que se cuenta; se arma teniendo la precaución de que el nivel de la aceitera sea el adecuado.

4. Sin mover la manivela del aparato se llena el depósito con la leche a la temperatura

de trabajo y previamente filtrada a través de la manta; empezar a girar la manivela y cuando se deje de escuchar el timbre de ésta es cuando se ha alcanzado la velocidad de régimen ( que en este caso corresponde a 3000 revoluciones por minuto ).

5. Abrir la canilla del depósito para que pase la leche, tomar con cronómetro el tiempo

que tarda en pasar la leche. Es importante colocar previamente los recipientes para recibir la leche descremada y la crema en sus respectivas salidas.

6. Cuando ha pasado toda la leche se deja de girar la manivela. Se retiran los

recipientes colectores. El último equipo de trabajo debe hacer pasar 1L de agua caliente con objeto de eliminar la crema adherida al bol, por ultimo desarmar la descremadora y lavarla.

NOTA IMPORTANTE.- para desmontar y limpiar el aparato no debe estar en funcionamiento. ANÁLISIS 1. Leche antes de descremar: Determinar el porcentaje de acidez, el porcentaje de grasa

( con el butirómetro para leche), la densidad, la temperatura y medir de su volumen.

2. Crema : Determinar el volumen obtenido, el porcentaje de acidez y el porcentaje de grasa (con el butirómetro para crema)

� El porcentaje de acidez.-Proceder como en el apartado 1.3.1 (practica número 1), pero pesar la muestra en lugar de medir su volumen

� El porcentaje de grasa en crema (Gerber ).- Hacer 2 determinaciones en

paralelo como sigue:

� Transferir a un butirómetro Gerber para crema 10 mL de H2SO4 (Peso

especifico de 1.82 a 1. 839 )

� Llevar los butirómetros tapados a la balanza y pesarlos sobre un vaso

de precipitados

� Pesar exactamente 5 g de la crema homogénea a 38 º C

� Adicionarle 5 mL de agua blanda y 1 mL de alcohol isoamílico

� Enfriar hasta 15 º C en baño de hielo

� Continuar como en el apartado 2.1.A.1. (práctica número 1) inciso c al

g

189

CÁLCULOS

1. Grado de descremado = G1 - G2 x 100

G1 G1 .- porcentaje de grasa en la leche antes del descremado G2 .- porcentaje de grasa en leche descremada 2. Calcular el flujo de alimentación en Litros por hora. RESULTADOS Informar en los cuadros que se anexan a este protocolo los datos obtenidos por todos los equipos y concluir sobre el efecto observado del tipo de leche y de la temperatura de la leche sobre el grado de descremado. Tratamiento de los residuos generados El equipo asignado para tratar los residuos deberá basarse en el diagrama ecológico LA – 04 BIBLIOGRAFÍA.

� Spreer, E. Lactología industrial. Editorial Acribia. Zaragoza España. Capitulo 5, tratamiento previo de la leche desnatada de la leche. Paginas 82-95, 1991.

� Varman, H. Leche y productos lácteos. Editorial Acribia. Zaragoza España. Capitulo 5, Nata y productos derivados de la nata. Paginas 193-233.

� Walstra, P. Ciencias de la leche y tecnología de los productos lácteos. Editorial Acribia. Zaragoza España. Capitulo 3, Partículas coloidales de la leche, Capitulo 8, Homogeneización. Paginas 122-123 y 263-264, 2001.

190

INFLUENCIA DEL TIPO DE LECHE EN EL DESCREMADO

Leche Entera Leche Descremada

Equipo

Tipo de

leche

Acidez º D

Grasa %

volumen a

descremar

mL

Temperatura de

descremado º C

acidez º D

Grasa %

Flujo de alimenta

ción L/h

Grado de

descremado

P y H

35

P

35

B

35

CONCLUSIÓN:

INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN EL DESCREMADO DE LA LECHE

191

Leche Bronca Entera Leche Descremada Crema Equip

o Acidez (º D)

Grasa (%)

Volumen (mL)

Temp. (º C)

Vol. (mL)

Grasa (%)

Acidez (º D)

Vol. (mL)

Grasa (%)

Acidez (º D)

Flujo de

alimenta-ción.

Grado de

descre-mado

15

25

35

40

45

55

60

65

192

SESION 8 HOMOGENIZACIÓN.

Objetivos

Qué el alumno conozca el proceso de homogenización de la leche,

Que el alumno comprenda y maneje las técnicas para medir la eficiencia del proceso de homogenización.

ANTECEDENTES

La homogenización es el proceso mecánico mediante el cual se subdividen los glóbulos grasos para evitar la separación de la crema, impartiendo mayor estabilidad al producto, ya que al ser los glóbulos de menor tamaño y uniformes ( >1 micra ) se mantienen en emulsión más o menos permanente en la fase acuosa de la leche ( efecto expresado por la Ley de Stokes ).

Para establecer la eficiencia de este proceso, se recurre a dos métodos: el primero se fundamenta en la determinación de la relación que existe entre el porcentaje de grasa contenido en la capa superior y en el de la capa inferior de una muestra de leche mantenida en condiciones de refrigeración y reposo por 48 h ( índice de homogenización ) y el segundo método se basa en la medición del tamaño de los glóbulos de grasa de la leche antes y después del proceso de homogenización, mediante la ayuda del microscopio (Método microscópico).

Muestras.

Por grupo

2 L de leche cruda o bronca

2 L de leche pasteurizada SIN homogeneizar

2 L de leche pasteurizada y homogeneizada

Nota: Estas 3 muestras de leche se deberán agitar y distribuir en probetas de 500 mL, rotular y colocar en condiciones de refrigeración y en reposo con 48 h de anticipación a la realización de la práctica, todos los equipos trabajarán estas muestras y determinarles % de grasa antes de ponerlas en reposo y en refrigeración.

Material

Por grupo

Refrigerador

Microscopio con ocular micrométrico

Portaobjetos micrométrico

Portaobjetos y cubreobjetos

10 probetas de 500 mL

193

10 vasos de precipitados de 250 mL

10 pipetas graduadas de 10 mL

5 pipetas graduadas de 25 mL

Por Equipo

Equipo individual, los mismos que se emplean en la determinación de grasa para Gerber.

Reactivos

Los mismos empleados en la determinación de grasa,

Metodología

EFICIENCIA DE LA HOMOGENIZACIÓN

Determinación del Índice de Homogenización ( Método de reposo )

Para comprobar la estabilidad de una leche comercial que ha sido homogenizada y observar qué tan eficiente ha sido el proceso, se deberán mantener las leches pedidas en condiciones de refrigeración por 48 h.

Una leche bien homogenizada, bajo estas condiciones, no debe presentar línea de crema visible y el porcentaje de grasa en la capa superior no debe diferir en más de un 10 % del porcentaje de grasa en la leche remanente.

Procedimiento

1 ) Agitar perfectamente la leche especificada y aforar 6 probetas de 500 mL con esa

leche, mantenerlas en reposo y en condiciones de refrigeración 48 h antes de

efectuarse la práctica. Las probetas deberán almacenarse bien rotuladas y

tapadas.

2 ) El día de la práctica, ya cumplidas las 48 h de reposo, observar la línea de crema

de las leches en las probetas, medirla e informarla en % con respecto al volumen

de la leche.

3 ) Separar con mucho cuidado y con la ayuda de una pipeta de 25 mL, los 50 mL

superiores ( 10 % del volumen ) de cada probeta y colocarlos en vasos de

precipitados, rotulándolos como capa superior, el resto de la leche de la probeta

se rotulará como capa inferior.

4 ) Determinar el % de grasa en cada una de las porciones, utilizando el método de

Gerber.

194

5 ) Calcular el índice de homogenización en cada caso aplicando la siguiente

fórmula.

100×=S

IS

G

GGIH

%

%–% ..............................................

donde:

IH = Índice de Homogeneización

%GS: Porcentaje de grasa en la capa de leche superior (50 mL de 500 mL)

%GI: Porcentaje de grasa en la capa inferior de la leche.

2.- Determinación de la Eficiencia de la Homogenización por el Método

Microscópico.

Los glóbulos de grasa de una leche bien homogeneizada, deben presentar un tamaño uniforme de menos de 2 micras; aunque éste dependerá del tipo de equipo, la presión aplicada y condiciones del proceso.

Procedimiento

Calibrar el ocular micrométrico con la ayuda del portaobjetos micrométrico, la

calibración y las mediciones de los glóbulos de grasa deben hacerse bajo el

objetivo de 10 X o 40 X , para establecer el valor en micras de la medida de cada

una de las divisiones del ocular.

Colocar una gota de la capa superior de cada una de las leches en 1 portaobjetos,

si es necesario, adicionar 1 gota de agua, colocar el cubreobjetos y llevarlo al

microscopio. Identificar el posible campo de lectura pasando gradualmente del

objetivo de seco débil al seco fuerte .

Medir 10 glóbulos de grasa y reportar el promedio y la desviación estándar en

cada una de las leches, así mismo, medir los glóbulos de grasa de la leche que

ustedes homogeneizarán en el laboratorio antes y después de aplicarle el

proceso.

Resultados

Informar sus resultados en un cuadro sinóptico:% de linea de crema, índice de homogenización, tamaño de los glóbulos grasos en cada caso, hacer un dibujo de lo observado al microscopio y concluir sobres sus datos.

Relacionar con la ley de Stokes la discusión de los parámetros .

Tratamiento de los residuos generados

El equipo asignado para tratar los residuos deberá basarse en el diagrama ecológico LA-03

195

Bibliografía

Alais Charles. 1990. “Ciencia de la Leche” Editorial Continental, S. A. España.

AOAC. 1995 “Methods of Analysis of the AOAC. Editorial Ass. Off Analytical Chemists, P: O. Box 540; Washington, D. C.

O P S 1963 “Normas para el Examen de Productos Lácteos” Organización Panamericana de la Salud, Washington, D. C.

Walstra P. Editor. y colaboradores 1999.”Dairy Technology”. Principles of Milk Propierties and Processes. Food Science and Technology, Vol. 90 Mariel Dekker, Inc. New York. Basel

Early Ralph. 1998- The Technology of Dairy Products. 2a Ed. Thomson Science. Great-

Britain Spreer Edgar. 1998. Milk and Dairy Product Technology. Mariel Dekkper, Inc. New .

York. Base

196

Módulo de Vegetales

197

PRESENTACIÓN México se encuentra posicionado entre los 10 primeros lugares a nivel mundial de producción de frutas y hortalizas que se comercializan en fresco y gran parte de esta producción se destina a la exportación, según el informe de UNEP (United Nations Environment Programme) en el Informe The Environmental Food Crises. The Environment´s Role in Averting Future Food Crises publicado en febrero de 2009 http://www.grida.no/publications/rr/food-crisis/page/3457.aspx se producen aproximadamente 26 millones de toneladas de frutas y hortalizas frescas de las cuales 8 millones de toneladas se pierden por deficiencias en la conservación postcosecha y en los puntos de venta, se producen 24 millones de toneladas de frutas y hortalizas procesadas de las cuales se pierden 4 millones de toneladas por mal manejo. Estos datos nos hablan de la importancia que cobra el lograr eficientar los sistemas de conservación de este tipo de productos en fresco y aprovechar al máximo los mecanismos de procesamiento a fin de reducir estas pérdidas y con ello contribuir a mejorar los sistemas tanto de procesamiento como distribución para hacer llegar a mas personas y a menor costo productos vegetales de la mejor calidad nutricional, por atributos e inocuos. Por lo anterior este módulo está enfocado en dar a conocer los procesos empleados a la conservación de productos vegetales, evaluar los efectos de dichos procesos en los aspectos nutricionales, sensoriales y de inocuidad que apoyaran su formación para enfrentarse a los nuevos retos en Alimentación y buscar combatir la crisis alimentaria.

OBJETIVOS - Conocer y aplicar los principales procesos de conservación de frutas y hortalizas. - Realizar los análisis de materia prima, producto en proceso y producto terminado

aplicados industrialmente. - Aplicar los conocimientos obtenidos a lo largo de la carrera para analizar los

resultados obtenidos en cada sesión de trabajo. - Analizar los cambios físicos y químicos generados por la aplicación de los

procesos y por la adición de aditivos, relacionarlos a factores de calidad y oportunidades de mejora.

El módulo de vegetales incluye las siguientes sesiones de trabajo:

TEMA DURACIÓN PÁGINA Sesión 1: Calidad de Materias primas 1 DÍA 198 Sesión 2: Mermeladas 1 DÍA 201 Sesión 3: Bebidas 1 DÍA 204 Sesión 4: Enlatado 3 DÍAS 207 Sesión 5: Oleorresinas 1 DÍA 214 Sesión 6: Deshidratación y Congelación 2 DÍAS 222

198

SESION 1

CALIDAD DE MATERIAS PRIMAS/ ELABORACIÓN DE JARABES Y SALMUERAS Y CÁLCULOS DE FORMULACIÓN.

(1 día)

OBJETIVOS:

• Conocer las técnicas empleadas para control de calidad de frutas y hortalizas • Aplicar los métodos de análisis para pH, acidéz, °Bx, ° Salinos y conocer los

equipos empleados en dichos análisis. • Relacionar las pruebas empleadas con los atributos de calidad deseados en un

producto final. • Aprender a realizar los cálculos para formular productos derivados de frutas y

hortalizas (mermeladas, enlatados, néctares, etc.)

MATERIAL:

• Azúcar • Sal • 250g de naranja • 1 plátano verde • 1 plátano maduro • 1 Plátano sobre madurado • 250g de zanahoria • Refractómetro y Brixómetro • Salinómetro o pesasales • Probeta de 250 mL • Matraz aforado de 250 mL • 3 vasos de precipitados de 500mL • 2 matraces erlenmeyer de 50 mL • Fenoftaleina 1% • NaON 0.1N • Piceta con agua destilada • Balanza analítica y granataria • Pipeta volumétrica de 1 mL • Pipeta graduada de 10 mL • Mortero • Vaso de precipitados de 1 L • 1 bureta de 50 ml • 1 soporte universal • 1 pinzas para bureta

199

METODOLOGÍA:

-Hacer las determinaciones de °Bx, pH y acidez para cada uno de los vegetales y reportarlos.

� Para el plátano además de las pruebas anteriores evaluar sensorialmente los atributos de color, sabor, apariencia y consistencia conforme a la siguiente escala hedónica:

1 Muy aceptable 2 Aceptable 3 Regular 4 Malo 5 Muy malo

Y con la ayuda del texturómetro evaluar la dureza y adhesividad del plátano a través de una prueba de TPA.

- Preparar 250g de jarabe a 10°Bx y 20°Bx presentar los cálculos, hacer la determinación de °Bx con el refractómetro y con el brixómetro.

- Preparar 250mL de salmuera al 1% y 2.5% sal presentar los cálculos y la equivalencia a ° Salinos, hacer la determinación de % de sal con el salinómetro ó pesasales.

- Preparar 250g de jarabe a 20°Bx con jarabe de alta fructosa, presentar los cálculos y hacer la determinación de °Bx con el refractómetro y con el brixómetro.

Con los datos de °Bx, pH y acidéz obtenidos de los vegetales analizados realizar los cálculos para formular:

A) 1 L de bebida de naranja con 15% de jugo

pH:3.5

°Bx: 11

acidéz: 0.3% ácido cítrico.

Calcular:

g de jugo a usar

g de azúcar

g de ácido cítrico

g de agua

200

B) Jarabe para elaborar un enlatado de gajos de naranja

Características del producto terminado

15°Bx

Peso neto: 850g

Masa drenada: 520g

Acidéz: 0.3% de ácido cítrico

pH: 3.5

Calcular:

g de jarabe

°Bx del jarabe

g de azúcar

g de agua

g de ácido cítrico

C) Salmuera para elaborar zanahoria enlatada

Características del producto terminado

1.0% de sal

Peso neto: 450g

Masa drenada: 275g

0.03% ácido cítrico

pH: 6.0

Calcular:

g de salmuera

g de sal

g de agua

g de ácido cítrico

201

SESION 2

EELLAABBOORRAACCIIÓÓNN DDEE MMEERRMMEELLAADDAASS ((11 ddííaa))

OOBBJJEETTIIVVOOSS::

◊ Describir y fundamentar el proceso de elaboración de mermeladas. ◊ Explicar químicamente los atributos de calidad de mermeladas. ◊ Fundamentar el proceso de conservación de alimentos por adición de azúcar. ◊ Describir y fundamentar el proceso de elaboración y los atributos de calidad de

una mermelada baja en calorías. MMAATTEERRIIAALL::

• 2 Kg de fruta madura • 2 Kg de azúcar • Pectina cítrica • Sucralosa (mermelada light) • Sistema de gomas para

mermelada light • Ácido cítrico • Ácido málico • Sorbato de potasio • Cuchillo, cuchara, pala de cocina • Tabla de picar • Recipiente de peltre o de aluminio

de 2 litros.

• Licuadora • Mechero, tripie, tela de asbesto • Balanza granataria • Refractómetro de campo • 4 frascos de vidrio tipo mermelada

(capacidad 500 g) • 1 bureta de 50 ml • 1 soporte universal • 1 pinzas para bureta • 1 probeta de 250 ml • 2 vasos de precipitados de 250 ml

• 1 vaso de precipitados de 500 ml • 1 matraz Erlenmeyer de 250 ml • 1 pipeta volumétrica de 1 ml • 1 termómetro

• Potenciómetro • 50 ml de solución de NaOH 0.1 N • 10 ml de solución de fenolftaleína al

1% METODOLOGÍA

CONDICIONES DE PROCESO TODOS LOS EQUIPOS ELABORARÁN 2 MERMELADAS DISTINTAS DE 1 kg CADA

UNA MERMELADA 1

EQUIPOS 1 Y 2 3 Y 4 5 Y 6 7 Y 8 ACIDEZ 0.2 % 0.5% 0.75% MERMELADA

LIGHT PECTINA 1.0 % 1.0% 1.0%

MERMELADA 2

EQUIPOS 1 Y 2 3 Y 4 5 Y 6 7 Y 8 ACIDEZ Del producto

comercial Del producto comercial

MERMELADA LIGHT

Del producto comercial

PECTINA 0.5 % 1.0% 1.5%

202

FÓRMULA GENERAL

♦ Fruta 45% ♦ Azúcar 55% ♦ Agua potable Sólo en caso de necesitarse ♦ Acido cítrico con base a la formulación ♦ Pectina con base a la formulación

PROCEDIMIENTO � Medir los °Bx, el pH y la acidéz del producto comercial � Medir los °Bx, el pH y la acidéz de la fruta � Realizarlos cálculos para definir la formulación del producto � Pesar cada uno de los ingredientes. � Mezclar la pectina con la azúcar a emplear. � Calentar la fruta y llevar a 50°C, a esta temperatura agregar la mezcla azúcar- pectina,

e incorporar hasta obtener una pasta homogénea. Medir en este punto el °Bx de la mezcla.

� Evaporar la mezcla a una temperatura de 85°C hasta que alcance 65 °Bx. � Retirar del fuego y agregar el ácido cítrico. � Envasar el producto a una temperatura no menor de 85°C. � Invertir el frasco por espacio de 2 minutos, enfriar con un trapo húmedo hasta poder

manipular el frasco y posteriormente sumergir en un baño de agua a temperatura ambiente..

� Determinar al producto final °Bx, pH y % de acidéz FÓRMULA MERMELADA BAJA EN CALORÍAS

♦ Fruta 45% ♦ Azúcar 27.5% ♦ Agua 26.6% ♦ Sorbato de potasio 20% 0.35% ♦ Goma 0.3% ♦ Sucralosa 0.03% ♦ Acido cítrico 0.17% ♦ Acido málico 0.05%

PROCEDIMIENTO � Medir los °Bx, el pH y la acidez de la fruta. � Cortar en trozos la fruta. � Mezclar previamente la goma y el azúcar. � Calentar la fruta hasta que comience a hervir. � Agregar la mezcla del azúcar y la goma y agitar continuamente. � Agregar el agua, y agitar continuamente.

203

� Llevar la mezcla a 85 °C y mantenerla por 10 min. � Adicionar la sucralosa y la solución de sorbato de potasio, agitar fuertemente. � Adicionar el ácido málico y el cítrico � Envasar el producto a una temperatura no menor de 85°C. � Invertir el frasco por espacio de 2 minutos, enfriar con un trapo húmedo hasta poder

manipular el frasco y posteriormente sumergir en un baño de agua a temperatura ambiente.

� Determinar los °Bx, pH y % de acidez al producto final. RESULTADOS

� Reportar °Bx, pH y % acidez de la fruta fresca. � Reportar los °Bx, pH y % acidez finales de la mermelada con azúcar. � Realizar una evaluación sensorial a los dos productos elaborados en el laboratorio.

Los atributos de color, sabor, apariencia y consistencia se evalúan conforme a la siguiente escala hedónica:

6 Muy aceptable 7 Aceptable 8 Regular 9 Malo 10 Muy malo

Y con la ayuda del texturómetro evaluar textura.

� Reportar °Bx, pH y % de acidez de un producto comercial similar al elaborado en el laboratorio.

� Realizar una evaluación sensorial comparativa entre un producto similar, con azúcar, al elaborado en el laboratorio.

� Reportar °Bx, pH y % de acidez del producto light. � Reportar °Bx, pH y % de acidez de un producto light comercial similar al elaborado

en el laboratorio. � Realizar una evaluación sensorial comparativa entre un producto light similar al

elaborado en el laboratorio. Los atributos de color, sabor, apariencia y consistencia se evalúan conforme a la siguiente escala hedónica:

11 Muy aceptable 12 Aceptable 13 Regular 14 Malo 15 Muy malo

Y con la ayuda del texturómetro evaluar textura.

204

BIBLIOGRAFÍA • Charley, H. Tecnología de alimentos. Ed. Limusa, México, 1989. • Desrosier. Conservación de alimentos. Compañía Editorial Continental S.A. de C.V.

México, 1964. • Elaboración de frutas y hortalizas. Manuales para educación agropecuaria. Area:

Industrias rurales 25 SEP / Trillas • Egan, H.R., Sawyer, R. Análisis Químico de Alimentos de Pearson. Ed. CECSA,

México, 1987. • Fenemma, O.R. Química de los Alimentos. Acribia. España, 1993 • Gianola, O. La industria de la fruta seca en almíbar confitería. Editorial Paraninfo

México, 1981. • Tesis profesional. León,Félix Marco A. Industrialización de variedades mejoradas

de mango Kent y Keitt. UNAM, Facultad de Química, 1982. • Tesis profesional Castillo Hernández Samantha Alimentos no convencionales con

base en aguacate: Mermelada de Aguacate. UNAM, Facultad de Química 2010.

SESIÓN 3

EELLAABBOORRAACCIIÓÓNN DDEE BBEEBBIIDDAASS ((11 ddííaa))

OOBBJJEETTIIVVOOSS::

• Aprender a formular bebidas de frutas y hortalizas. • Conocer los controles aplicables al proceso de elaboración de bebidas. • Aplicar una pasteurización en lotes para la conservación del producto. • Evaluar sensorial, física y químicamente la bebida obtenida con respecto a un

producto comercial. MMAATTEERRIIAALL::

• 4 frascos de vidrio de 250 ml (tipo "botellín del valle")

• 1 recipiente de 2 l para baño maría.

• 1.5 Kg de fruta • 0.5 Kg de azúcar refinada • 100g de ácido cítrico • agua purificada • Pala de cocina • Cuchillo • Tabla de picar • Licuadora

• Mechero, tripié, tela de asbesto • Balanza granataria • Refractómetro (0-40 °Bx) • 1 soporte universal • 1 pinzas para bureta • 1 probeta de 250 ml • 1 matraz Erlenmeyer de 250 ml • 1 pipeta volumétrica de 1 ml • 1 termómetro (0-120°C) • Potenciómetro • NaOH 0.1 N • Solución de fenolftaleína 1%

205

METODOLOGÍA Preparar 1 Litro de bebida con fruta

EQUIPOS 1 Y 2 3 Y 4 5 Y 6 7 Y 8

PRODUCTO NECTAR BEBIDA PARA NIÑOS

BEBIDA LIGHT 8 VERDURAS

%FRUTA Del producto comercial

Del producto comercial

Del producto comercial

Del producto comercial

AA..CCaarraacctteerriizzaacciióónn ddee llaa bbeebbiiddaa ccoommeerrcciiaall DDeetteerrmmiinnaarr llooss °°BBxx,, ppHH,, %% aacciiddéézz,, vviissccoossiiddaadd.. BB..Obtención de la pulpa o jugo A partir de las frutas en estado de madurez adecuado, obtener aproximadamente 500 g de pulpa o jugo (según la fruta que se trabaje). Las frutas deberán ser lavadas y seleccionadas. Posteriormente se pasará la fruta a una licuadora o molino para extraer el jugo. Determinar el ° Bx, acidez y pH del jugo o pulpa, así como sus características sensoriales (color, aroma, sabor, textura)

CC..PPrreeppaarraacciióónn ddee llaa bbeebbiiddaa - Establecer la formulación del producto de acuerdo a las siguientes especificaciones: g ácido cítrico g de azúcar g de fruta g de agua cantidad final de bebida.

D. Caracterización del producto terminado Determinar °Brix, pH, % de acidez titulable, viscosidad. Nota: Cuando se agreguen los ingredientes para preparar la bebida, es necesario agitar continuamente para asegurar la disolución. E.Pasteurización y envasado Una vez preparada la bebida, calentar en un recipiente adecuado hasta alcanzar 85°C, mantener a esta temperatura por espacio de 2 minutos e inmediatamente envasar en los frascos de vidrio previamente lavados. Cerrar rápidamente los frascos y enfriarlos primero con un trapo húmedo hasta poder manipularlos y finalmente en un baño con agua a temperatura ambiente.

206

F.Evaluación del producto Una vez obtenida la bebida, almacenar durante 3 días a temperatura ambiente, después de los cuales se procede a la evaluación: determinar nuevamente °Bx, pH, acidez titulable, viscosidad, así como sus características sensoriales. Comparar dichos parámetros con el producto comercial. INFORME

� Reportar °Bx, pH y % acidez del jugo o la pulpa. � Reportar los cálculos realizados para la preparación de la bebida. � Reportar los °Bx, pH y % acidez de la bebida antes del proceso térmico. � Reportar los °Bx, pH, % acidez y viscosidad de la bebida tres días después de su

elaboración. � Realizar una evaluación sensorial a los dos productos elaborados en el laboratorio.

Los atributos de color, sabor, apariencia y consistencia se evalúan conforme a la siguiente escala hedónica:

5 Muy aceptable 4 Aceptable 3 Regular 2 Malo 1 Muy malo

� Reportar °Bx, pH, % de acidez y viscosidad de un producto comercial y el

elaborado en el laboratorio. � Realizar una evaluación sensorial comparativa entre un producto comercial y

elaborado en el laboratorio. BIBLIOGRAFÍA • Fenemma, O.R. Principles of food science. Part II. Physical principles of food

preservation. Dekker Inc. USA, 1975 • Holdsworth, S.D. Conservación de frutas y hortalizas. Acribia, España, 1988 • López, A. A complete course in canning. Book 1 Basic information on canning.

USA, 1981 • Tesis profesional. León, M. Industrialización de variedades mejoradas de mango

Kent y Keitt. UNAM, Facultad de Química, 1982.

207

SESIÓN 4 ELABORACIÓN DE PRODUCTOS ENLATADOS ÁCIDOS Y DE BAJA ACIDÉZ

(3 días) OBJETIVOS:

• Identificar los pasos a seguir en un proceso de enlatado. • Investigar los tiempos de proceso para productos enlatados. • Reconocer los diferentes controles a los que debe ser sometido un producto

enlatado. • Establecer los criterios de evaluación de cierres de latas y determinar cuáles

son los puntos clave durante el examen del sellado. • Evaluar el doble cierre de una lata engargolada en el laboratorio y comparar

los resultados obtenidos con los estándares establecidos para que un cierre sea seguro.

• Evaluar los riesgos que puede presentar un producto enlatado, después de realizar un análisis de control de calidad.

• Deducir el origen de los defectos encontrados en productos enlatados. • Obtener y analizar los historiales térmicos para evaluar la letalidad de un

tratamiento térmico al que es sometido un alimento. METODOLOGÍA Cada equipo elaborará 2 productos enlatados uno ácido (duraznos en almíbar) y uno de baja acidez (ensalada de verduras)

EQUIPOS 1 Y 2 3 Y 4 5 Y 6 7 Y 8

PRODUCTO ACIDO

LA COSTEÑA HERDEZ LA TORRE GREAT VALUE

PRODUCTO DE BAJA ACIDÉZ

HERDEZ LA COSTEÑA GREAT VALUE DEL FUERTE

DIA 1: Análisis del producto comercial

Previo a la elaboración del producto serán evaluados los productos comerciales, en los siguientes parámetros:

⇒ Peso neto

⇒ Peso drenado

⇒ pH

⇒ Acidez titulable

⇒ ° Bx

⇒ ° Salinos

⇒ Vacío

208

⇒ Características sensoriales

⇒ Evaluación del cierre o engargolado.

MATERIAL:

• 1 lata de duraznos en almíbar • 1 lata de ensalada de verduras • 1 micrométro • 1 vernier (opcional ). • 1 abrelatas especial • 1 pinzas de corte (alicate) • Pesasales o salinómetro

• Refractómetro

• Probeta de 250 ml

• Bureta de 50 ml

• Pinzas para bureta

• Matraz Erlenmeyer de 250 ml

• Pipeta volumétrica de 1 ml

• Balanza

• Refractómetro

• Salinómetro

• Potenciómetro

• 250 ml de solución de NaOH 0.1 N

• Solución de fenolftaleína al 1%

METODOLOGÍA Examen Externo � En la engargoladora cerrar la lata vacía realizando únicamente la primera

operación, sacar la lata de la engargoladora y hacer un examen externo de todo el cierre, tomar las medidas del ancho, largo y profundidad del cierre.

� Colocar de nuevo la lata en la engargoladora, efectuando el cierre hasta su segunda operación; realizar un segundo examen del cierre.

� Durante el examen externo es importante tratar de determinar defectos visibles del cierre que pudieran ser causa de fugas u otros riesgos para la seguridad del sellado, anotar todas las observaciones en la hoja de datos.

209

Examen interno

� Utilizando el abrelatas que evita dañar el cierre, se corta la tapa, para esto, se inserta

la punta del abrelatas en el centro exacto de la tapa y se dirige la punta filosa hacia la tapa para cortarla girando el abrelatas (el corte se debe hacer dejando un resto de tapa de aproximadamente 0.5 cm, a partir del cierre), una vez cortada la tapa, con los alicates se desprende el resto de la tapa del bote sanitario jalándola suavemente (apoyándose en el borde de la lata para hacer palanca). Para facilitar el desprendimiento, se golpea suavemente el gancho de la tapa.

� Una vez separados los ganchos se realizan las mediciones procurando que se tomen las regiones tanto como para el gancho de la tapa como para el del cuerpo.

� Realizar además un examen visual de los ganchos para determinar si existen irregularidades como arrugas, malformación de alguno de los ganchos, etc., hacer las anotaciones correspondientes en la hoja de datos.

espesor del cierre

alto

de

l cie

rre

tra

sla

pe

ga

nch

o d

e la

ta

pa

ga

nch

o d

el c

ue

rpo

pro

fund

ida

d

CUERPO DE LA LATA

TAPA TAPA

Figura 1: Representación esquemática del doble cierre de una lata.

210

� De cada medición se deben tomar por lo menos tres puntos equitativamente distribuidos a lo largo de la circunferencia de la lata, evitando el lugar donde se une el cierre lateral del cuerpo, para que las medidas tomadas sean lo más representativas posibles. En algunas fábricas de envases es común que se tomen las medidas en puntos estratégicos como son: a un cm a la izquierda y a la derecha de la costura lateral de cuerpo y en el punto opuesto de la misma.

� Examinar el cierre interno y externo de una lata comercial. CÁLCULO DE COMPACTADO O PLANCHADO Es un índice que expresa el grado de contacto de las distintas capas de hojalata que componen el cierre. Se define como la relación entre la suma de los espesores de las distintas capas de hojalata y el espesor del cierre. Se expresa en porcentaje. Como en el cierre intervienen tres capas de hojalata de la tapa y dos del cuerpo, la fórmula se puede expresar:

100*23

E

eeC Ct +=

Donde: e t = Espesor de la hojalata de la tapa e c = Espesor de hojalata del cuerpo E = Espesor real del cierre Un compactado elevado indica un cierre apretado y con menos posibilidades de poros o fugas. En la práctica se establece la siguiente escala: Superior al 85% Cierre muy bueno Entre 75 y 85% Cierre bueno Inferior al 75% Cierre peligroso CÁLCULO DE TRASLAPE El traslape nos indica el grado de traslape o sobreposición que existe entre los ganchos de la tapa y del cuerpo. Para que un cierre sea seguro, debe tener un porcentaje de solapado lo más alto posible. La fórmula utilizada para su cálculo es la siguiente:

100*)1.12.2(

1.1)(

Ct

t

eeL

LeYXS

+−

−++=

Donde: X = Longitud del gancho del cuerpo Y = Longitud del gancho de la tapa e t = Espesor de la hojalata de la tapa e c = Espesor de hojalata del cuerpo L = Altura del cierre REPORTE � Indicar los resultados de cada una de las medidas anotadas y sus promedios.

211

� Indicar los valores de compactado y traslape obtenidos. � Indicar los valores de los parámetros analizados al producto contenido en las latas.

DIA 2 Y 3: Elaboración del producto, gráficas y cálculos de proceso térmico.

� Investigar el diagrama de bloques para la elaboración del producto comercial, especificando condiciones de las distintas etapas.

� Investigar el tiempo de proceso térmico para el producto, especificando el microorganismo de referencia.

� Con base a los datos obtenidos de la investigación, y los resultados obtenidos el día 1, elaborar un producto con las mismas características y obtener la historia térmica con la ayuda del equipo Track Sense Pro.

Material:

• latas sin usar con su tapa • 1 engargoladora manual • Cuchillo • Refractómetro • Pesasales o salinómetro • Termómetro • Balanza • Track sense pro system • Autoclave

REPORTE:

� Resultados obtenidos para cada una de las determinaciones. � Historía térmica y cálculo del tiempo de proceso para asegurar la inocuidad

del producto en base al microorganismo de referencia.

212

FORMA DE CONTROL DE CALIDAD DE PRODUCTO TERMINADO

Fecha

Producto

Presentación

SI NO OBSERVACIONES

EX

AM

EN

EX

TER

NO

Abombamiento Abolladuras Partes oxidadas Arrugas en el cierre

máx. mín. promedio Altura del cierre Grueso del cierre Profundidad

EX

AM

EN

IN

TER

NO

Espesor tapa Espesor cuerpo Gancho tapa Gancho cuerpo % de solapado Compacidad Calidad del barniz No. de puntos azules:

EX

AM

EN

DEL C

ON

TEN

IDO

Presión de vacío Espacio de cabeza Peso neto Peso drenado Relación sol/liq. Grados brix o salinos

pH Color Olor Sabor Textura Turbidez del medio

213

BIBLIOGRAFÍA

o Desrosier W Norman. Conservación de Alimentos. Editorial Continental. México, 1989.

o Eward E. The almanac of the canning freezing, preservating industries. Jude & Sons, Inc. USA, 1997.

o Heldman D.R., and Hartel R.W. Principles of Food Processing. Aspen Publisher, Inc. Gaithersburg, Maryland. USA, 1998.

o Hersom A.C y E.D. Hulland. Conservas alimenticias: Procesado térmico y microbiología. Editorial Acribia. España 1985.

o León, M. F.; Altamirano, A; Hernández, S.; Procesos de Alimentos, Prácticas de Laboratorio, Departamento de Tecnología de Alimentos, Facultad de Química, UNAM.

o López Anthony. A Complete Course of Canning. The canning trade, Inc. USA, 1981.

o Potter Norman N. Ciencia de los Alimentos. Editorial EDUTEX. 1973.

214

EELLAABBOORRAACCIIOONN DDEE OOLLEEOORRRREESSIINNAASS

OBJETIVOS

Que el alumno aprenda a elaborar una oleorresina y a realizar los controles de calidad en el producto final.

Que adquiera conciencia de la importancia económica de las especias y sus

subproductos, especialmente en nuestro país donde a pesar de su gran variedad climática no existe un cultivo intensivo de varias especias que se desarrollan en algunas regiones del mismo.

INTRODUCCION

Las especias y sus extractos, son desde hace miles de años, ingredientes primordiales en la preparación de los platillos culinarios de todas las culturas que han habitado el mundo, así como los saborizantes naturales más empleados por la Industria Alimentaria Moderna.

Económicamente, son los productos vegetales que más alto valor agregado

presentan, tanto para la especia sin transformar como para sus subproductos. Además el cultivo de especias en las regiones y climas que lo permiten, es una actividad agrícola muy rentable pues normalmente son vegetales que difícilmente son afectados por plagas ya que las sustancias por la cuales son apreciadas normalmente se encuentran en altas concentraciones en todos los tejidos de la planta, y generalmente dichas sustancias presentan propiedades antimicrobianas o son repulsivas para la fauna.

Entre las especias utilizadas como saborizantes tenemos: ajo, cebolla,

azafrán, anís, apio, alcaravea, canela, clavo, comino, cilantro, chiles frescos y secos, jengibre, laurel, mejorana, nuez moscada, pimienta, perejil, romero, salvia y tomillo.

Las especias también son utilizadas como colorantes, tal es el caso de: la

cúrcuma, el azafrán, el achiote y frutos de Capsicum spp. con bajo contenido de capsaicina como el pimiento morrón y páprika.

Al ser productos naturales, las especias presentan variaciones en su

composición causadas por las condiciones ambientales en que son cultivadas y recolectadas y por las características genéticas de la planta. Esto hace muy difícil tener una calidad homogénea para especias del mismo género, pero de distinto origen, provocando que al ser utilizadas por la Industria Alimentaria frecuentemente sea necesario ajustar las formulaciones.

215

Las especias se obtienen de las distintas partes de la planta de donde proceden. Así tenemos que pueden ser hojas, frutos secos, frutos frescos, bulbos, raíces, flores completas o partes de las mismas (como el azafrán) o semillas.

Sin embargo, la utilización de especias naturales sin transformar presenta

las siguientes desventajas:

a) Contaminación microbiana: está comprobado que la principal causa de contaminación de conservas y alimentos preparados son las especias empleadas en su elaboración pues las especias presentan cargas microbianas altísimas naturalmente, y es necesario someterlas a procesos de sanitización previos a su empleo, lo que encarece el costo.

b) Contaminación no microbiana: frecuentemente las especias contienen

insectos, excretas de roedores y aves, pelos, piedras, residuos de insecticidas y hasta partículas metálicas como grapas y clavos.

c) Extensión fraudulenta de especias: al utilizarse especias molidas, es

frecuente por parte de malos proveedores la adición de otras sustancias diluyentes para incrementar su rendimiento, como el añadir otra parte de la misma planta con menos poder saborizante o la adición de otras plantas o sustancias no relacionadas.

d) Vida de anaquel corta: las especias sin transformar pierden en poco

tiempo sus propiedades sensoriales pues los principios que contienen se encuentran en pequeñas cantidades y fácilmente se volatilizan.

Una forma de poder utilizar los sabores y colores de las especias,

obteniendo el máximo de sus propiedades sensoriales sin las desventajas mencionadas anteriormente y que la Industria Alimentaria continúe declarando en el etiqueta el uso de “ingredientes naturales” es la utilización de oleorresinas.

Las oleorresinas son extractos preparados de especias y hierbas molidas

utilizando disolventes orgánicos de alta pureza y bajo punto de ebullición. Las oleorresinas difieren fundamentalmente de los aceites esenciales, en que éstos últimos son extraídos por arrastre de vapor y no presentan constituyentes de alto punto de ebullición no volátiles, los cuales están presentes en una oleorresina.

Una vez que la extracción ha sido completa, el medio de extracción deberá

removerse hasta los límites admisibles establecidos por las autoridades sanitarias. El que la oleorresina contenga componentes no volátiles le imparte un

efecto saborizante completo, similar al que pudiera presentar la especia sin transformar y sin las desventajas mencionadas anteriormente (por ejemplo en el caso de la pimienta negra, el aceite esencial es el responsable del aroma, pero el principio pungente, la piperina, es un compuesto no volátil; por lo tanto en una oleorresina tendremos ambos compuestos. Lo mismo sucede con los compuestos

216

coloridos, los cuales son de alto punto de ebullición y nunca acompañan a un aceite esencial).

Como la extracción se efectúa con solventes orgánicos, se obtendrá el

máximo de rendimiento al utilizar partes de la planta con bajo contenido de humedad o se deberán someter dichas partes a una operación de secado y/o posterior reducción de tamaño.

Entre las principales sustancias encontradas en las distintas especias y que

son las responsables de su valor económico y cuya presencia puede constituirse como un criterio para evaluar la calidad, tanto de la especia sin transformar como de una oleorresina, tenemos:

⇒ Piperina: esta sustancia es la responsable de la pungencia de la pimienta

(Piper nigrum, P. longum, P. retrofractum)

⇒ Bixina y norbixina: responsables del color anaranjado del achiote (Bixa

orellana L.)

H H

H H

O

O O

C C C C CO N

PIPERINA

217

⇒ Curcumina: esta sustancia proporciona el color amarillo característico de los

rizomas de la cúrcuma (Curcuma longa L.)

BIXINA

HO C

O CH3 CH3

CH3

CH3

O C O CH3

NORBIXINA

C OH

O

HO C

O CH3 CH3

CH3

CH3

H3CO

HO O CH COCH CH2 COCH CH O OH

OCH3

CURCUMINA

218

⇒ Xantina, cantaxantina y beta-caroteno: son las responsables del color del pimentón o páprika (Capsicum annum L.) y de algunas especies de chiles (Capsicum frutescens L.)

OH

XANTINA

CH3 CH3 CH3

CH3

CH3 OH CH3 CH3

CO CH3

CH3 CH3

CANTAXANTINA

CH3 CH3 CH3 H3C

O

CH3 CH3 CH3 H3C CH3

O

H3C

β-CAROTENO

CH3 CH3 CH3 H3C

CH3 CH3 CH3 H3C CH3

CH3

C

219

⇒ Capsaicina: es el principio pungente de gran variedad de chiles (Capsicum frutescens L.) Se expresa en unidades Scoville (150,000 unidades Scoville equivalen a 1% de capsaicina).

También es importante mencionar que el contenido de aceite esencial en una oleorresina es un factor para evaluar la calidad de la misma, principalmente en oleorresinas de nuez moscada, anís, clavo, cilantro, apio, orégano, comino, canela y tomillo entre otras.

MATERIALES Y REACTIVOS

Equipo de destilación de vidrio con juntas esmeriladas de diámetro 24/40

(colector, columna de destilación de 300 mm, T de destilación con termopozo, matraz bola de fondo plano y cuello corto de 500 ml de capacidad).

1 reóstato. 1 mantilla de calentamiento. 1 termómetro de 0 a 100ºC. 1 embudo cónico de vidrio de talle largo de 10 cm de diámetro. 2 soportes universales. 3 pinzas de 3 dedos con nuez. Mangueras de látex. 1 pinza para bureta 1 bureta de 50 ml con llave de teflón. 4 pipetas de 10 ml. 1 picnómetro. 1 desecador.

CH2 NHCO(CH2)4CH CHCH(CH3)2

OCH3

OH

CAPSAICINA

220

1 mortero con pistilo. 1 pesafiltro de 50 ml de capacidad. 2 vasos de precipitado de 250 ml. 1 matraz erlenmeyer de 250 ml. 1 probeta de 100 ml. Papel filtro de poro grueso. Sílica gel. Acetona (500 ml) Alcohol metílico (500 ml) Aceite de maíz (500 ml). Vaselina. 250 g de pimentón en polvo, pimiento negra molida, chiles secos y pasta de

achiote. 250 g. de azúcar refinada. 250 g. de NaCl.

METODO

Acondicionamiento de la materia prima

Las especias deberán secarse previamente o utilizar partes de la planta que

tengan naturalmente un bajo contenido de humedad. Reducción del tamaño de las partículas

- Las partes de la especia a utilizar deberán molerse en un mortero para

facilitar la extracción hasta un tamaño de malla U.S. 18 cuando menos. - Pesar de 75 a 100 g de especia molida en un matraz bola de fondo plano

de 500 ml y adicionar de 300 a 350 ml de solvente aproximadamente (usar acetona para pimentones, chiles y achiote; y alcohol metílico para pimienta negra o blanca).

- Conectar el matraz bola conteniendo la especia y el solvente a un

refrigerante y poner a reflujo durante 10 minutos. De preferencia dejar macerando durante 15 minutos antes de iniciar el reflujo.

- Dejar en reposo durante 10 minutos y decantar el solvente conteniendo el

extracto. Filtrar la materia insoluble lavándola con solvente puro, utilizando de 25 a 30% del volumen utilizado inicialmente y juntar este filtrado a la solución obtenida anteriormente.

- Destilar totalmente el solvente, recuperándolo para futuras extracciones.

221

Estandarizar la oleorresina con aceite vegetal

Una vez que se ha destilado el solvente, la oleorresina quedará adherida a

las paredes del matraz. Sepárese agregando el mínimo necesario de aceite vegetal comestible para solubilizar en éste la oleorresina. La cantidad de aceite utilizada será la mínima necesaria para que toda la oleorresina quede solubilizada y deberá medirse cuidadosamente con una bureta.

Evaluación del rendimiento

El aceite utilizado para solubilizar la oleorresina se vaciará a un pesasales o

a un vaso de vidrio con peso constante, para que por la diferencia en peso obtengamos el rendimiento de oleorresina a partir de la especia sin transformar. Previamente se habrá determinado la densidad del aceite utilizado.

Análisis sensorial comparativo con la especia sin transformar

Preparar un dispersión al 2% de la solución de aceite y oleorresina en

azúcar refinada (tratándose de chiles y pimienta, dispérsese en sal de mesa) homogenizando en un mortero hasta que la dispersión sea uniforme.

Igualmente, prepare dispersiones al 5, 10 y 20% de la especia sin

transformar. Evalúe sensorialmente entre sí todas las dispersiones, comparando el

aroma, sabor, color y determine sensorialmente la concentración aproximada equivalente de la oleorresina con respecto a la especia sin transformar.

BIBLIOGRAFIA

Centro de Comercio Internacional, LOS MERCANDOS DE ALGUNOS

ACEITES ESENCIALES Y OLEORRESINA, GATT-ONU, Ginebra, Suiza, 1974. Marmion, Daniel M., HANDBOOK OF U.S. COLORANTS FOR FOOS,

DRUGS AND COSMETICS, John Wiley and Sons, Inc., New York, New Cork USA, 1972.

THE OLEORESIN HANDBOOK, Fritzsche, Dodge and Olcott, Inc., New

York, New York USA, 1981. Guenter, E., THE ESSENTIAL OILS, D. Van Nostrand Co. Inc., New York,

New York USA, 1972.

222

THE MERCK INDEX 10th EDITION, Merck & Co. Inc. Rahway, N. J., USA, 1983.

Hui, Y. H., ENCYCLOPEDIA OF FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY,

Vol. 4, John Wiley ands Sons, Inc., New York, New York USA, 1992. Comitee on Codex Specifications, FOOD CHEMICAL CODEX, Nacional

Academy Press, Washington, D. C., USA, 1981.

SESION 5 DESHIDRATACIÓN Y CONGELACIÓN

(2 días) OBJETIVOS ◊ Identificar y aplicar las operaciones básicas en el proceso de deshidratación y

congelación de frutas y hortalizas. ◊ Identificar y evaluar los factores de proceso que afectan la calidad de productos

deshidratados y congelados. ◊ Evaluar fisica, química y sensorialmente los productos deshidratados y congelados

procesados en el laboratorio y los comerciales.. MATERIAL

• 0,5 a 1 kg del vegetal asignado. • Un cuchillo. • Recipiente para calentar agua ( un litro de capacidad ). • Termómetro de 0-100° C. • Mechero tripié y tela de alambre con asbesto. • Bolsas de polietileno u otro material de empaque. • Bureta de 50 ml. • Matraz de 250 ml. • Balanza granataria

METODOLOGÍA DESHIDRATACIÓN Todos los equipos deshidratarán durazno. EQUIPOS 1 Y 2 3 Y 4 5 Y 6 7 Y 8

Escaldado previo

Térmico, 85°C 15 min

Químico, ácido ascórbico 1% m/m (15 min)

Químico, metabisulfito 1.5%

m/m (15 min)

Sin tratamiento

223

1. Caracterizar el fruto °Bx, % de acidez, pH, % Humedad. 2. Lavar, pelar y cortar los duraznos en trozos con un espesor de 0.5 cm. 2. Escaldar el producto conforme a las condiciones presentadas en la tabla. 3. Eliminar el exceso de solución (conforme corresponda) y determinar el peso inicial. 4. Iniciar el proceso de deshidratación en el secador de charolas bajo las siguientes condiciones: 1ª etapa: 55°C durante una hora, 2ª etapa: 65°C por dos horas 3ª etapa: 60°C por una hora o el tiempo necesario para llegar a peso constante. Transcurrido el tiempo de secado, en cada etapa determinar el peso de las muestras. Las muestras comerciales se evalúan con respecto al producto trabajado, tanto sensorial como física y químicamente. REPORTE:

� Registrar la temperatura del horno. � Evaluar las muestras de los distintos lotes conforme a la escala hedónica

empleada en las sesiones previas. � Determinar cuales fueron las mejores condiciones de secado � °Bx, pH y acidéz y humedad de MP y PT

METODOLOGÍA CONGELACIÓN MATERIAL

• Congelador de Nitrógeno • Microscopio • Fruto o vegetal • Hielo seco • Dos recipientes para las

muestras • Termómetro (-20°C- 50°C). • Navaja

224

EQUIPOS 1 Y 2 3 Y 4 5 Y 6 7 Y 8

PRODUCTO FRESA ENTERA

PIÑA EN CUBOS BROCOLI* PAPA EN TIRAS

* * Escaldar térmicamente 85°C de 10 a 15 min. Lote 1.- Testigo: se colocan los productos en un recipiente abierto a temperatura ambiente (registrar la Temperatura al momento de la observación). Lote 2.- Congelación lenta: Se colocan los productos en un recipiente abierto en el congelador por 24 horas ( registrar la Temperatura del congelador). Lote 3.- Congelación rápida:

♣ Preparación del sistema de congelación: En un recipiente de material aislante, añadir el hielo seco dejando un espacio para colocar en el centro del mismo el recipiente que será llenado con nitrógeno líquido.

o Debe de evitarse el contacto directo con el hielo seco para evitar quemaduras en la piel.

♣ Una vez colocado el hielo seco, se introduce el recipiente y se espera cinco

minutos a fin de que se enfríe para entonces añadir el nitrógeno líquido. Esta operación debe de realizarse con suma precaución ya que el nitrógeno líquido puede ocasionar quemaduras en la piel.

♣ Congelación rápida: Introducir el alimento en el baño de nitrógeno cuidando que el

alimento quede sumergido en el mismo. La duración de la inmersión depende del tamaño del alimento.

♣ El alimento congelado se introduce en un congelador a –18°C por 24 horas.

Registrar la Temperatura del congelador. Al cabo de 24 horas se hacen las observaciones al microscopio de los diferentes lotes. Para ello es necesario hacer cortes muy delgados de cada uno de los lotes. Las observaciones se hacen con la finalidad de evaluar las variaciones en las células.

♣ Primeramente se descongelan las muestras en un baño de agua a Temp. ambiente.

♣ Una vez descongelada la muestra observar la microscopio las muestras de los cuatro lotes. Se recomienda iniciar con la muestra del lote testigo, seguido del lote de refrigeración y finalmente los lotes de congelación.

♣ Evaluar las muestras en sus características sensoriales conforme a la escala hedónica usada en las prácticas previas.

225

REPORTE

� Presentar las fotografías de las observaciones al microscopio. � Temperaturas empleadas para cada lote. � Evaluación sensorial. � Definir las condiciones de congelación mas adecuadas.

BIBLIOGRAFÍA 1.- Desrosier. La conservación de los alimentos.CECSA. 2.-Potter. La ciencia de los alimentos. Centro regional de ayuda técnica. 3.-Tressler. The freezing preservation of foods. AVI publishing Co. 4.- Heldman D.R., Hartel R.W. Principles of food processing. Aspen publishers, Inc. Gaithersburg, Maryland,USA. 1998. 5.- SEP/ Trillas. Elaboración de frutas y hortalizas. Manual para educación agropecuaria.México.

226

ANEXO 1. TEXTURA

TPA- Análisis de Perfil de Textura (Texture Profile Analysis)

Esta prueba comprime una porción de alimento dos veces imitando la acción de la masticación humana. De la curva resultante de fuerza vs tiempo se pueden extraer una serie de parámetros que se correlacionan bien con evaluaciones sensoriales de los mismos.

En el Laboratorio de Tecnología de Alimentos (LABTEC) utilizaremos el Analizador de Textura TA-XT2 para evaluar textura en pan, tortilla, mermelada y salchicha, entre otros alimentos.

La Figura 1 muestra una curva típica de TPA de la cual se pueden obtener siete parámetros. Los primeros cinco son parámetros primarios, es decir, que se miden directamente con el texturómetro y los últimos dos son parámetros secundarios, los cuales se obtienen a través de cálculos que involucran dos o más parámetros primarios:

1. Dureza (Hardness): Se define como la fuerza pico logrado durante el primer ciclo de compresión.

2. Fracturabilidad (Fracturability, originalmente llamado brittleness): Es la fuerza en el primer quiebre significativo de la curva en la primera compresión.

3. Cohesividad (Cohesiveness): Se define como la razón del área positiva de la segunda compresión entre el área positiva de la primera compresión (A2/A1).

4. Adhesividad (Adhesiveness): Es el área de fuerza negativa en la primera compresión (A3) y representa el trabajo necesario para separar la sonda de la muestra.

5. Elasticidad (Springiness, originalmente llamado elasticity): Se define como la altura que recupera el alimento durante el tiempo que transcurre entre la primera y la segunda compresión (BC).

6. Gomosidad (Gumminess): Se define como el producto de dureza X cohesividad.

7. Masticabilidad (Chewiness): Se define como el producto de gomosidad X elasticidad (lo que equivale a dureza X cohesivad X elasticidad).

227

BIBLIOGRAFÍA Bourne, M. 2002. Food Texture and Viscosity. 2nd Edition. Food Science and Technology, International Series.

OPERACIÓN DEL ANALIZADOR DE TEXTURA TA-XT2

I. Preparación de muestras

• Para alimentos sólidos, se trabajará con cubos de 2.5 cm por lado. • Para evaluar tortillas, se puede trabajar con el tamaño de la muestra original.

• Para alimentos semisólidos como mermeladas y jaleas se llenará un recipiente de fondo plano y poca profundidad (aprox. 5 cm) con el alimento en cuestión a una altura de 2.5 cm.

• Las muestras ya preparadas deberán protegerse en bolsas de plástico, con papel encerado o papel aluminio para evitar pérdida o ganancia de humedad hasta el momento de las pruebas con el texturómetro.

II. Pruebas con el texturómetro 1. Encender equipo de cómputo y texturómetro. 2. Colocar los aditamentos a utilizar en el texturómetro (base, sonda, etc.) 3. Seleccionar el programa Texture Exponent 32 4. Users list: LABTEC. 5. Registered Projects: “Do not open a project”, “OK”

A3

F u e r z a

Tiempo

Fracturabilidad Dureza

A1 A2

A B C

Adhesividad

228

6. Cargar proyecto a. Para TPA se necesitará: TPA.PRJ. (“File”, “Project”, “Open Project”, Disco

local (C:), “LABTEC”, “Proyecto”, “TPA.PRJ”) b. También se necesitará: TPA.mac y TPA.rsl (“File”, “Open”) c. Para tortilla, utilizar Tortilla de maíz Beto d. Para una prueba de compresión-relajación, utilizar AACC Bread Firmness

7. Calibrar altura de la sonda (Height calibration). a. Llevar la sonda casi al ras de la base de forma manual o con “T.A.”, “Move

Probe”. b. Seleccionar : “T.A.”, “Calibrate”, “Calibrate height”, “OK” c. Nota 1: para tortilla, se calibra la altura con la base plana y la sonda

esférica y posteriormente se cambia a la base hueca. d. Nota 2: para mermelada, se calibra la altura con la base plana y el

recipiente para contener la mermelada, vacío. 8. Una vez calibrada la altura, se procede a la prueba con el alimento.

a. Menú: “T.A.”, “Run a test”. Llenar los campos en “Archive Information” con la información necesaria para identificar la muestra. En “Path”, direccionar los datos hacia una memoria USB-Kingston (F:). Asegurarse de dar click en “Aplicar” y posteriormente “Run a Test”.

9. Confirmar los picos en cada ciclo (1ª y 2ª compresión). 10. Una vez obtenida la gráfica, se pueden exportar los datos a excel de la siguiente

forma: “File”, “Export”, “Spreadsheet”, “OK”. Se seleccionan todos los datos, “Edit”, “Copy” y finalmente se pegan en una hoja de Excel. También se pueden exportar los resultados de TPA (Seleccionar la gráfica de interés, “File”, “Export”, “Spreadsheet”, “OK”) y la gráfica (“Edit”, “Copy image”).

11. Al salir del programa favor de no guardar ningún cambio para no alterar los proyectos.

229

ANEXO 2. Viscosímetro Brookfield

Elaborado por: M.I. Beatriz Estela Sánchez Basurto González

Febrero 2008 Revisado por: Dra. Verónica Mayela Hernández Izquierdo

Abril 2010

230

Capítulo I Introducción. 1.1. Objetivo del manual.

Describir las partes principales, discutir el principio de la operación, calibración, mantenimiento y presentar los métodos matemáticos que puedan usarse para el tratamiento de los datos obtenidos del viscosímetro Brookfield modelo LV de ocho velocidades.

1.2. Descripción del equipo.

Consta básicamente de tres secciones: • Sección de mando. • Sección de registro y lectura de datos. • Sección de pruebas. Cada una de estas secciones consta de diversas partes. A continuación se describen las más importantes de cada sección. • Sección de mando. Está ubicada en la parte superior del viscosímetro. Consta de un motor sincrométrico de velocidad variable y un sistema de engranes de transmisión acoplado directamente a la carátula del aparato. Ambos están localizados en el interior de una carcaza metálica. En ella, por la parte externa, están el botón selector de velocidades, la palanca del clutch, el indicador de nivel tipo brújula, el switch de encendido y el mango de sostén del viscosímetro. Otras partes importantes de esta sección son el resorte calibrador, el pivote (no visibles), el indicador y la carátula. El resorte calibrador es una aleación de Cobre-Berilio. Uno de sus extremos está unido al indicador, mientras que otro está unido a la carátula. Esta a su vez se mueve por medio de los engranes de transmisión acopados al motor.

231

El pivote está acoplado al resorte calibrado y uno de sus extremos sobre sale del cuerpo del viscosímetro por la parte inferior. Este extremo termina en un pequeño cople con rosca interna al cual se atornillan los husos o “spindles”. Estas partes son extremadamente sensibles y deben manejarse con cuidado para evitar daños mecánicos, en especial al atornillar los husos.

232

FIGURA 1

Carcasa Motor sincrónico

Embrague

Huso

Contenedor de muestra

Carátula

Sistema de engranes

Manecilla indicadora

Flecha del pivote

Resorte espiral calibrado

Taza del Pivote Áncora

233

Mango Carátula

Incador de nivel

Protector

huso

Marca de inmersió

n

Cople roscado

Cople del huso

234

FIGURA 2

• Sección de registro y lectura de datos.

En esta sección se localiza el indicador (aguja roja) y la carátula. Cuando está en operación la carátula gira en la dirección de avance de las manecillas del reloj y el indicador se desliza libremente hasta detenerse en cualquier número sobre la carátula. En este momento se oprime la palanca del clutch, la cual está colocada atrás de la carcasa, para hacer la lectura. El procedimiento detallado se describe en la sección 3.8.

• Sección de pruebas.

La sección de prueba está integrada por el cople roscado, el protector de husos. El modelo LV tiene cuatro husos, la forma se muestran en la siguiente figura y las dimensión en la tabla 1. Cada huso tiene grabado un número con el cual se identifica. El número está en el acoplamiento roscado del huso. Sobre la varilla que conecta el acoplamiento roscado con el cuerpo del huso hay una pequeña ranura, ésta señala el nivel de inmersión del huso en el fluido y es necesario que dicho nivel se mantenga justamente en la marca, de otra forma las mediciones no son correctas.

#1 #2 #3 #4

a b c d FIGURA 3

Tabla 1. Dimensiones de los husos en mm. Huso Figura A B C D E F # 1 3 a 115 3.2 18.84 65.1 - 80.97 # 2 3 b 115 3.2 18.72 6.86 25.5 50 # 3 3 c 115 3.2 12.7 1.65 25.5 50

235

# 4 3 d 115 3.2 3.2 31.01 - 9.53

Huso # 1 Husos # 2 y # 3 Huso # 4

FIGURA 4 Los husos deben mantenerse con extremo cuidado, teniendo especial atención de no forzarlos al limpiarlos y al unirlos con el cople roscado ya que pueden doblarse o deformarse con lo cual no es posible seguir usándolos. Para atornillarlos debe seguirse la dirección de avance de las manecillas del reloj y no deben apretarse excesivamente. Los usos deben manejarse tomándolos por la parte Terminal de la varilla y nunca atornillarlos sosteniéndolos por el cuerpo.

1.3. Aplicación del instrumento.

Se aplica a la determinación de la viscosidad en fluidos newtonianos y la determinación del comportamiento reológico en fluidos no newtonianos simples. Aunque en este último caso la determinación es más difícil, es posible a través de ciertos métodos. Existen diferentes modelos de viscosímetro Brookfield los cuales son: • LVF y LVT • RVF y RVT • HAT y HBT

Los modelos LV se aplican para viscosidades bajas, los RV para viscosidades medias y los H para viscosidades altas. La tabla 2 muestra las características principales del LVT.

236

Tabla 2. Características del Viscosímetro Brookfield modelo LVT. Constante de torsión del resorte (dina.cm escala total)

673.7

Número de velocidades 8 Velocidades (rpm) 60, 30, 12, 6,3,1.5, 0.6 y 0.3 Número de husos 4 Número de rangos 32 Viscosidad mínima (centipoise) 15 Viscosidad máxima (cp) 2 x 106. Aunque el fabricante afirma que la precisión del viscosímetro es de ± 1%, es recomendable que las lecturas sean lo más cercanas al 100 sobre la escala, ya que conforme éstas se aproximan a 0 la precisión y reproducibilidad disminuye. Por ejemplo, para un huso y una velocidad tales que se obtengan lecturas en toda la escala, el viscosímetro medirá cualquier viscosidad en ésta región con una presición de 1 cp (ver tabla 3). Tabla 3. Errores posibles en la medición.

% de la escala Viscosidad del material

Error posible % de error posible

Reproducibilidad de la medición

100 100 cp 1 cp 1 % 0.2 cp 50 50 cp 1 cp 2 % 0.2 cp 10 10 cp 1 cp 10% 0.2 cp 1 1 cp 1 cp 100% 0.2 cp

Como regla general la precisión de la medición aumentará conforme las lecturas se aproximen al 100 de la escala. NOTA: PARA LA PRÁCTICA DE YOGURT, TOMAR EN CUENTA LECTURAS ENTRE 10 Y 90% DE TORQUE ÚNICAMENTE.

237

Capítulo II

Instalación.

2.1. Ensamblado y montaje (Figura 5).

• Las partes del viscosímetro son las siguientes: 1. Varilla de soporte. 2. Base. 3. Tornillos niveladores. 4. Tuerca. 5. Nuez de montaje. 6. Prisionero (tornillo de fijación). 7. Perilla de deslizamiento. 8. Perilla de montaje. 9. Extensión para varilla de soporte.

238

FIGURA 5

• Ensamblado.

Una vez desempacado e inspeccionado se procede del siguiente modo:

1. Atornillar los discos niveladores de la base. 2. Atornillar la varilla de soporte a la base y fijarla con la tuerca por la parte

inferior de la base. 3. Colocar la varilla de tal forma que los dientes queden hacia el frente de la V

de la base.

9

239

• Montaje.

1. Deslizar el mango del viscosímetro y el cable de alimentación de corriente eléctrica en la nuez de montaje.

2. Colocar la nuez en la varilla de soporte fijándola con la perilla de deslizamiento y el tornillo guía.

3. Fijar el mango del viscosímetro con la perilla de ensamble. 4. Nivelar el viscosímetro usando el indicador de burbuja; apretar la perilla de

ensamble (no apretar ésta hasta que el mango del viscosímetro esté insertado en la nuez de montaje).

5. Centrar el viscosímetro en relación a la base y apretar la perilla de ensamble según sea necesario.

6. Observar el indicador de burbuja. Ajustar con los discos niveladores hasta nivelar el viscosímetro.

La perilla más pequeña de la nuez de montaje puede aflojarse o apretarse según se requiera para ajustar y fijar adecuadamente el viscosímetro.

240

Capítulo III Operación. Sección I: Principio de operación. El viscosímetro Brookfield es un viscosímetro rotacional. Opera haciendo girar, a una velocidad angular constante, un elemento, llamado huso, sumergido en un fluido. El modelo LVT tiene ocho velocidades angulares. Los husos de número uno y cuatro tienen forma cilíndrica mientras que los números dos y tres tienen forma de discos. Al hacer girar el huso en el fluido la resistencia viscosa que éste opone al movimiento del huso se detecta por medio de la deflexión de un resorte calibrado de cobre-berilio. La deflexión se registra a través del indicador que se desliza sobre la carátula hasta mantenerse fijo sobre un determinado número en la escala (0 – 100). El grado de torsión del resorte es, según el fabrican, proporcional a la velocidad del fluido independiente del huso y la velocidad angular. Sección II: Operación. 3.1. Selección de la velocidad angular.

Cuando se tiene alguna información sobre la viscosidad aproximada del fluido se selecciona el huso y la velocidad para la cual se obtiene una lectura mayor a 10. Cuando se efectúa una prueba original, el mejor método para seleccionar husos y velocidades es prueba y error.

El objetivo es obtener lecturas entre 10 y 90. Si la lectura es mayor a 90, se selecciona

una velocidad menor y/o un huso más pequeño. Inversamente, si la lectura es menor a 10, se selecciona una velocidad mayor y/o un huso más grande.

Si se conoce la viscosidad aproximada de la muestra es más fácil y rápido referirse a

la tabla de factores (Tabla 4) para encontrar la combinación adecuada huso/velocidad. El objetivo es seleccionar una combinación adecuada cuyo rango esté entre los valores mostrados en la tabla.

Para cualquier combinación huso-velocidad, el máximo rango disponible es igual al factor del huso multiplicado por 100. El rango mínimo recomendado es igual al factor multiplicado por 10.

Por ejemplo: el huso # 2 del LV a 12 rpm tiene un factor de 25. El rango máximo de

esta combinación es 25 veces 100 o 2500 cp. Cuando se efectúan pruebas múltiples, debe usarse la misma combinación huso –

velocidad para todas las pruebas. Cuando una prueba se efectúa a diferentes velocidades, se selecciona un huso que produzca lecturas sobre la escala para todas las

241

velocidades seleccionadas. Esto puede provocar el tener lecturas menores a 10, lo cual es aceptable mientras se reconozca la reducción de precisión de tales lecturas.

Para obtener la viscosidad en cp (mPa.s) multiplicar la lectura en la carátula por el

factor correspondiente. Ejemplo: huso # 1 a 1.5 rpm. Lectura = 50; Factor = 40. Viscosidad = 50 x 40 = 2000 cp (mPa.s).

Para obtener el rango de viscosidad para cualquier velocidad y huso, multiplicar el

factor por 100. 3.2. Tamaño del recipiente.

Las mediciones con el viscosímetro requieren de un recipiente cuyo diámetro interno sea 83 mm o mayor. El recipiente usual es un vaso de griffin de 600 ml. Este último puede reemplazarse por un vaso de precipitados común de 600 ml con un diámetro interno de aproximadamente 83 mm. El uso de un recipiente más pequeño da por resultado un aumento en las lecturas.

Cuando se usa un recipiente más pequeño, la aproximación más simple es reportar

las dimensiones del recipiente e ignorar los efectos de calibración. Mientras se use el mismo tamaño de recipiente para pruebas subsecuentes no habrá problema de corrección. Otra alternativa es calibrar por el efecto del tamaño del recipiente. 3.3. Muestra.

La muestra no deberá tener burbujas de aire y su temperatura deberá ser registrada y mantenerse constante a lo largo de la determinación. Si se trata de suspensiones, éstas deberán estar lo más homogéneas posible. 3.4. Inmersión del huso.

El huso deberá sumergirse hasta la mitad de la ranura que está en la varilla que conecta al cuerpo con el viscosímetro. Este procedimiento es riguroso. 3.5. Procedimiento de prueba.

El procedimiento para la prueba de cualquier fluido se hace considerando los siguientes pasos:

1) Unir el huso al cople roscado. Para ello es recomendable levantar ligeramente la flecha que tiene el cople, sosteniéndola firmemente con una mano mientras se atornilla el huso con la otra. Debe tenerse cuidado de no torcer o mover hacia

242

atrás, adelante o hacia los lados el cople para evitar daño mecánico y desalineamiento.

2) Insertar o sumergir el huso en el material de prueba hasta que el nivel del fluido enrase con la marca del huso sobre la flecha del mismo. Es necesario algunas veces golpear ligeramente el instrumento mientras se sumerge el huso para evitar el atrapar aire sobre sus superficies. Resulta generalmente más conveniente sumergir el huso en la muestra antes de unirlo al viscosímetro, ya que esto puede alterar la alineación.

3) Nivelar el viscosímetro con los tornillos que están en la base. El indicador de burbuja se usa para saber si el viscosímetro está o no nivelado. La burbuja debe estar colocada lo más concéntrica posible al círculo impreso sobre la mica del nivelador.

4) Seleccionar la velocidad angular con el botón selector. Oprimir la palanca de clutch y encender el motor del viscosímetro; el tener el clutch oprimido previene un desgaste innecesario del motor y los engranes de transmisión. Soltar la palanca del clutch y dejar que la carátula gire hasta que el indicador se estabilice en una posición fija sobre la carátula. El tiempo necesario para la estabilización depende de la velocidad a la que gire el huso; para velocidades mayores de 4 rpm esto generalmente toma entre 20 y 30 s, mientras que a velocidades menores puede tomar una revolución de la carátula. Es posible observar la posición del indicador y su estabilidad a bajas velocidades mientras la carátula gira. Sin embargo, a altas velocidades es necesario oprimir la palanca del clutch y apagar el motor con el indicador a la vista.

5) Si se quiere verificar las lecturas, arrancar el viscosímetro con el clutch oprimido, manteniendo la lectura original y soltarlo. Esto hará más rápidas las lecturas por oscilación del indicador. Si el indicador no se estabiliza, el material puede ser tixotrópico o su temperatura puede ser no constante.

6) La viscosidad del fluido se obtiene fácilmente consultando la tabla 4. Esta tabla es una reproducción de la tabla de factores proporcionada por el fabricante.

7) El manejo de los datos se hace de acuerdo al tipo de información que se desee obtener.

243

Capítulo IV Mantenimiento. 4.1. Generalidades.

El viscosímetro es, por su compacta construcción, un instrumento que no requiere de muchos cuidados o excesivo mantenimiento. Si embargo, debido a lo delicado de las partes que lo componen es necesario observar ciertos cuidados sencillos para mantenerlo limpio, alineado y listo para operar en el momento que se le requiera. En este capítulo se describen los pasos a seguir para mantenerlo en buenas condiciones y asegurar de este modo una vida larga y útil que proporcione una buena reproductividad de los resultados.

4.2. Limpieza.

Las partes externas pueden limpiarse con un pedazo de tela de textura suave teniendo especial cuidado de no rayar el vidrio de la carátula ni la mica del indicador de nivel. Si es necesario la tela puede mojarse con agua para facilitar la eliminación de polvo o algún otro material extraño. En ningún caso debe rasparse con objetos filosos como cuchillos, navajas o espátulas. Si no puede quitarse algún material con agua es preferible intentar quitarlo cuidadosamente con una tela de textura más fuerte o rugosa y eventualmente con algún solvente que no dañe el plástico o ataque las partes metálicas. Los husos y el protector de husos están construidos de acero inoxidable. A pesar de ello no debe usarse ningún líquido que sea corrosivo al acero inoxidable, ya que esto dañará los husos. Tampoco deberán frotarse con fibras o materiales similares ya que se corre el riesgo de rayarlos y deformarlos con lo cual no es posible seguir usándolos. Cada vez que se termine de hacer determinaciones deberá lavarse y secarse perfectamente observando las recomendaciones anteriores. Cuando no esté en operación debe estar desconectado de la corriente eléctrica y protegido contra el aire ambiente. Los husos deberán guardarse en su maletín para protegerlos y mantenerlos limpios. Al guardarlos y/o sacarlos no deben de ser golpeados o forzados. Cada ranura del hule espuma, en el maletín, tiene las dimensiones y la forma exacta de cada huso.

244

Capítulo V Métodos de análisis. De modo general los métodos existentes para manejar los datos obtenidos del viscosímetro se agrupan en tres tipos:

• Métodos prácticos. • Métodos teóricos • Métodos académicos.

Los prácticos son aquellos en los cuales los datos se manejan de tal forma que la información que se obtiene es solamente aplicable para el control de calidad del material o para el control de planta. Los resultados que se obtienen a partir de estos métodos no están expresados en términos de esfuerzo cortante y/o rapidez de deformación, sino que, con frecuencia, se expresan en términos de parámetros relativos o aparentes. El tratamiento sólo involucra el multiplicar las lecturas obtenidas por los factores adecuados proporcionados por el fabricante que se localizan en la tabla 4. Con ellos se determina el valor de viscosidad. Los métodos teóricos son aquellos en los cuales se supone que las lecturas proporcionadas por el viscosímetro pueden manejarse como si la rapidez de deformación y el esfuerzo cortante estuvieran bien definidos. Aunque esto último es particularmente falso las lecturas se tratan matemáticamente como si realmente se tuviera un control sobre el patrón de deformación. A pesar de ello estos métodos son útiles ya que permiten obtener correlaciones expresadas en términos de parámetros reológicos empíricos. Sin embargo, debe tenerse en mente que las correlaciones obtenidas de esta forma tienen una aplicabilidad limitada y que por lo general no es conveniente usarlas para predecir comportamientos más allá del rango de esfuerzo cortante y rapidez de deformación para el cual se obtuvieron. Los métodos académicos son aquellos para los cuales es necesario disponer de datos expresados en términos de esfuerzo cortante y rapidez de deformación bien definidos y constantes. Para ello se requiere que la geometría del aparato este bien definida (cono y plato, cilindros concéntricos, etc.), ya que sólo así es posible conocer con precisión la viscosidad y en general el comportamiento reológico del material. Desafortunadamente, el viscosímetro no cuenta con geometrías bien definidas (al menos tal como lo vende el fabricante), y esto trae como consecuencia que las determinaciones tengan que tratarse usando métodos teóricos. Métodos aplicables al viscosímetro: Debido a la geometría de los husos de este modelo es difícil establecer ecuaciones precisas que relacionen la rapidez de deformación y el esfuerzo cortante aún para fluidos

245

newtonianos. Sin embargo, es posible hacer el análisis de las lecturas obtenidas hasta un punto que permita correlacionar aproximadamente el comportamiento a la deformación de distintos tipos de fluidos. El viscosímetro Brookfield utiliza el principio de la viscosidad rotacional, es decir, mide el torque necesario para rotar una aguja de cierta geometría sumergida en un fluido a una velocidad angular constante. El torque es proporcional a la viscosidad del fluido. Este viscosímetro cuenta con 4 husos de diferentes geometrías que, en base a la viscosidad del fluido, se seleccionan para la obtención de mejores lecturas de torque. 5.1. Método Brookfield.

Las lecturas obtenidas en el viscosímetro se multiplican por un factor que se lee en la regleta de factores que acompaña el viscosímetro. En la Tabla 4 se reproducen dichos factores para el viscosímetro Brookfield LV. El resultado de la multiplicación es la viscosidad expresada en centipoises (cP). En el sistema internacional de unidades, la viscosidad (µ) se expresa en Pa.s. Para ello, 1 cP= 1 mPa.s. El factor se localiza con el modelo del viscosímetro (LV en este caso), el número de huso y la velocidad de rotación, N (rpm). En general, el método es sólo aplicable a fluidos de comportamiento newtoniano.

Tabla 4. Factores de viscosidad para el viscosímetro Brookfield LV.

Vel (rpm) Huso 1 Huso 2 Huso 3 Huso 4 0.3 200 1000 4000 20000 0.6 100 500 2000 10000 1.5 40 200 800 4000 3 20 100 400 2000 6 10 50 200 1000

12 5 25 100 500 30 2 10 40 200 60 1 5 20 100

5.2. Método de conversión Mitschka, 1982.

Este método se basa en el uso de factores de conversión y es aplicable tanto a fluidos de comportamiento newtoniano y no newtoniano inelásticos, se basa en la solución aproximada de las ecuaciones de cambio. Los pasos del método son los siguientes:

1. Obtener el mayor número de lecturas Li (%) entre 10 y 90% de torque con el mayor número de agujas posible para las diferentes velocidades de rotación Ni (rpm).

2. Transformar cada una de las lecturas Li (%) en sus correspondientes esfuerzos

de cizalla σi (Pa), para todos los husos y todas las velocidades de rotación, usando la ecuación:

LiKi 1=σ

246

Donde K1 es una constante cuyo valor depende del huso y se encuentra en la Tabla 5. σi es el esfuerzo de cizalla o esfuerzo cortante, el cual en algunos libros tiene como nomenclatura la letra τ. Li son las lecturas del % de torque que se leen en el viscosímetro.

Tabla 5. Valor de las constantes K1 y K2 para cada huso del viscosímetro Brookfield LV.

Huso 1 2 3 4 K1 0.0168 0.0853 0.298 1.32 n K2

Huso 1 2 3 4 0.1 2.34 1.96 1.76 2.15

0.2 1.20 1.09 0.985 1.08 0.3 0.810 0.767 0.699 0.725

0.4 0.617 0.600 0.546 0.545 0.5 0.502 0.496 0.451 0.437 0.6 0.426 0.426 0.385 0.365 0.7 0.373 0.376 0.337 0.313 0.8 0.333 0.338 0.301 0.275 0.9 0.304 0.308 0.272 0.245 1.0 0.280 0.284 0.248 0.221

3. Graficar log σi (Pa) vs log Ni (rpm) para cada huso, donde Ni es la velocidad de

rotación en revoluciones por minuto.

4. Si se obtiene una relación lineal o aproximadamente lineal determinar la pendiente de cada recta. Esta pendiente es igual al índice de comportamiento de flujo del fluido, n. Si n = 1 o muy cercano a uno, el fluido es de comportamiento newtoniano. Si n < 1 el fluido es fluidificado por cizalla (comportamiento pseudoplástico). Si n > 1 el fluido es espesado por cizalla (comportamiento dilatante).

5. Con el valor de n para cada huso, calcular la rapidez de cizalla promedio,

usando la ecuación:

NiKi 2=•

γ Donde K2 es una constante cuyo valor depende de n y del huso y se encuentran en la Tabla 5.

247

6. Si la gráfica construida en el punto 3 no puede aproximarse a una relación

lineal, entonces se unen los puntos con una curva suave. Se calculan las pendientes para cada Ni y con cada una de esas pendientes, se denomina ni, se determina el valor correspondiente de K2. Entonces se hace lo indicado en el punto 5.

7. Una vez obtenidos los valores de rapidez de cizalla, se construye una gráfica

en escalas lineales de esfuerzo cortante (Pa) contra rapidez de cizalla (seg-1) para cada huso. Esta gráfica nos indicará el tipo de fluido.

8. Se construye finalmente una gráfica en escalas lineales de viscosidad, µ (Pa.s)

contra rapidez de cizalla (seg-1).

5.3. Método de análisis de fluidos dependientes del tiempo.

Existen varios métodos por medio de los cuales pueden detectarse la dependencia del tiempo en un fluido. Uno de los más sencillos es utilizar el método Brookfield seleccionando un huso y una velocidad (de preferencia la más baja) y dejar que el viscosímetro opere durante un período determinado de tiempo, durante el cual se toman lecturas a intervalos regulares y constantes. Después las lecturas se transforman en valores de viscosidad (con la Tabla 4) y se grafican éstas contra el tiempo. Si la viscosidad disminuye conforme al tiempo el fluido es tixotrópico, si aumenta el fluido es reopéctico. Un segundo método es utilizar el método de conversión de Mitschka. Se grafican las lecturas del viscosímetro contra la velocidad angular, usando un solo huso. Se comienza con la velocidad más baja y se anota cada lectura correspondiente a cada velocidad hasta que un aumento en ésta última no permita hacer una lectura. Se grafican los datos de esfuerzo de cizalla contra velocidad de cizalla y la curva resultante es la curva ascendente. Sin apagar el viscosímetro, se reduce gradualmente la velocidad hasta llegar al punto de partida, anotando nuevamente las lecturas correspondientes a cada velocidad. Se grafican los datos de esfuerzo de cizalla contra velocidad de cizalla y la curva resultante es la curva descendente.

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Es recomendable que entre cada cambio de velocidad se mantenga el mismo intervalo de tiempo. Si el fluido es independiente del tiempo las curvas coincidirán. Por el contrario, si es dependiente del tiempo las curvas no coincidirán. La posición relativa de ambas curvas indicará el tipo de comportamiento. Si la curva ascendente está por arriba de la curva descendente el comportamiento será tixotrópico. En caso contrario el comportamiento será reopéctico. Puede obtenerse una indicación del tiempo de recuperación del fluido apagando el viscosímetro al final de la curva descendente, esperando un cierto tiempo, encendiendo nuevamente el viscosímetro y tomando la lectura inmediatamente. El tiempo de recuperación es una medida de cuan rápido regresa el material hasta su valor inicial de viscosidad después de formarlo.

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