trabajo previo a la obtenciÓn del titulo de...
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE LA INGENIERÍA EN ALIMENTOS
APLICACIÓN DEL AISLADO DE LA PROTEINA DE CHOCHO
(Lupinus mutabilis sweet), COMO SUSTITUTO DEL AISLADO
DE SOYA EN LA ELABORACIÓN DE SALCHICHA
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO
DE INGENIERA DE ALIMENTOS
CARMEN AMELIA BERMÚDEZ GUERRERO.
DIRECTORA: ING. PRISCILA MALDONADO
CODIRECTORA: ING. ELENA VILLACRÉS.
Quito, Mayo 2014
Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo CARMEN AMELIA BERMÚDEZ GUERRERO, declaro que el trabajo
aquí descrito es de mi auditoría; que no ha sido previamente presentado
para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las
referencias bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
____________________________
Carmen Amelia Bermúdez Guerrero
C.I. 0503148298
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Aplicación del aislado
de la proteína de chocho (Lupinus mutabilis sweet), como sustituto del
aislado de soya en la elaboración de salchicha”, que, para aspirar al título
de Ingeniero/a en Alimentos fue desarrollado por Carmen Bermúdez, bajo
mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y
cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de
Titulación artículos 18 y 25.
________________________
Ing. Priscila Maldonado
DIRECTORA DEL TRABAJO
C.I. 1707906267
CARTA DE LA INSTITUCIÓN
INSTITUTO NACIONAL AUTÓNOMO DE
INVESTIGACIONES AGROPECUARIAS INIAP
DEDICATORIA
Esta investigación se la dedico a Dios, a mis padres José Bermúdez y
Rosario Guerrero y a mi novio por su ayuda incondicional.
Carmita Amelia Bermúdez G.
AGRADECIMIENTO
A mi familia y mi abuelita, a mis hermanos José, Anita, Pamela y en
especial a mi sobrino José Daniel Bermúdez por su sonrisa y cariño, para
que esta investigación sea un ejemplo de logro y de perseverancia pese a
las dificultades.
Existe una persona importante en mi vida Oliver Domínguez, por ser un
ejemplo de superación y dedicación, gracias a sus palabras, acciones,
cariño, afecto, amor y su ayuda incondicional he logrado culminar una de las
etapas más importantes de mi vida.
A la Institución Autónoma de Investigaciones Agropecuarias INIAP, por
permitirme desarrollarme como profesional en el área de Procesos de II del
Departamento de Nutrición y Calidad.
A las personas quien con sus conocimientos y paciencia supieron
enseñarme y dirigirme, Ing. Msc. Elena Villacrés y a la Ing. Priscila
Maldonado.
A mi familia del INIAP, Sr. Martita, Ing. Xavy, Ing. Mabe, Cris, Salomé,
Verito, Ing. Stefy, Erika por convertirse en mis mejores amigos
incondicionales quienes han sabido dar alegría en mi vida.
Aquellos compañeros de la Universidad por las aventuras y experiencias
inolvidables, a Luisito Domínguez, Alejandro y Susana Beltrán, son quienes
con su energía y optimismo han sabido llenar mi alma.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN……………………………………………………………………… x
ABSTRACT…………………………………………………………………… xii
1. INTRODUCCIÓN………………………………………………………….. 1
2. MARCO TEÓRICO…………………………………………………………
4
2.1 CHOCHO (Lupinus mutabilis)…………………………………………..
5
2.1.1 DESCRIPCIÓN BOTÁNICA………………………………………
6
2.1.2 COMPOSICIÓN NUTRICIONAL………………………………….
10
2.1.3 VARIEDADES DE CHOCHO……………………………………..
12
2.2 GENERALIDADES DE LA SOYA………………………………………
13
2.3 PROTEÍNAS………………………………………………………………
13
2.3.1 ESTRUCTURAS DE LA PROTEÍNA……………………………..
13
2.3.2 PROPIEDADES FUNCIONALES DE LAS PROTEÍNAS………
15
2.3.2.1 Solubilidad…………………………………………………
16
2.3.2.2 Viscosidad…………………………………………………
16
2.3.2.3 Gelificación…………………………………………………
17
ii
PÁGINA
2.3.2.4 Absorción de Agua………………………………………..
17
2.3.2.5 Absorción de aceite……………………………………….
18
2.3.2.6 Capacidad Espuma……………………………………….
18
2.3.2.7 Capacidad Emulsificante…………………………………
20
2.3.2.8 Estabilidad de emulsión…………………………………..
20
2.3.3 AISLADO DE LA PROTEÍNA……………………………………..
21
2.3.3.1 Extracción Básica………………………………………….
22
2.3.3.2 Actividad Enzimática………………………………………
23
2.4 PRODUCTOS CÁRNICOS………………………………………………
24
2.4.1 ANÁLISIS SENSORIAL…………………………………………..
28
2.4.2 ESTIMACIÓN DE LA VIDA ÚTIL………………………………...
29
3. METODOLOGÍA……………………………………………………………
30
3.1 MATERIA PRIMA…………………………………………………………
30
3.2 OBTENCIÓN DE HARINA INTEGRAL…………………………………
30
3.3 AISLADO DE LA PROTEÍNA DE CHOCHO MEDIANTE EXTRACCIÓN BÁSICA………………………………………………….
32
3.4 OBTENCIÓN DE LA PROTEÍNA DE CHOCHO POR EL MÉTODO ENZIMÁTICO…………………………………………………
34
3.5 PROPIEDADES FUNCIONALES DE LA PROTEÍNA DE CHOCHO.
36
iii
PÁGINA
3.6 EVALUACIÓN DE DIFERENTES FORMULACIONES DE SALCHICHA TIPO SUIZA I, II Y III……………………………………..
40
3.7 PROCESO DE ELABORACIÓN DE SALCHICHA TIPO SUIZA…….
41
3.8 EVALUACIÓN SENSORIAL DE ACEPTABILIDAD DE LAS DIFERENTES FORMULACIONES DE SALCHICHA…………………
45
3.9 EVALUACIÓN SENSORIAL TRIANGULAR Y DESCRIPTIVA DE LA FORMULACIÓN SELECCIONADA…………………………………
45
3.10 PRUEBAS FISICOQUÍMICAS DE LA FORMULACIÓN…………….
46
3.11 ESTIMACIÓN DE VIDA ÚTIL………………………………………….
47
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS………………………………………….
49
4.1 RENDIMIENTO DE LOS PROCESOS DE OBTENCIÓN DE LA PROTEINA DE CHOCHO……………………………………………….
49
4.2 PROPIEDADES FUNCIONALES DEL AISLADO PROTÉICO………
51
4.2.1 ÍNDICE DE DISPERSIBILIDAD DE PROTEINA…………........
52
4.2.2 SOLUBILIDAD…………………………………………………….
53
4.2.3 CAPACIDAD DE RETENCION DE AGUA Y ACEITE…………
54
4.2.4 CAPACIDAD Y ESTABILIDAD DE ESPUMA………………….
56
4.2.5 CAPACIDAD Y ESTABILIDAD DE LA EMULSIÓN……………
59
4.2.6 GELIFICACIÓN………………………………………………........
60
4.2.7 VISCOSIDAD………………………………………………………
62
iv
PÁGINA
4.3 EVALUACIÓN SENSORIAL DE ACEPTABILIDAD DE DIFERENTES FORMULACIONES DE SALCHICHA TIPO SUIZA I, II Y III…………………………………………………………………….
64
4.3.1 COLOR……………………………………………………………..
64
4.3.2 AROMA……………………………………………………………..
65
4.3.3 SABOR……………………………………………………………..
66
4.3.4 TEXTURA…………………………………………………………..
67
4.3.5 ACEPTABILIDAD GLOBAL………………………………………
68
4.4 PRUEBAS TRIANGULAR Y DESCRIPTIVA DE LA SALCHICHA SUIZA TIPO II ELABORADA CON PROTEÍNA DE
CHOCHO……………………................................................................
69
4.4.1 PRUEBA TRIANGULAR…….……………………………………
69
4.4.2 PRUEBA DESCRIPTIVA…….………………………………….
69
4.5 CONTENIDO NUTRICIONAL DEL PRODUCTO FINAL……………..
71
4.5.1 COMPOSICIÓN PROXIMAL DE LA SALCHICHA DE CHOCHO Y SOYA………………………………………………...
72
4.5.2 MINERALES DEL PRODUCTO FINAL…………………………
73
4.5.3 COMPOSICIÓN DE AMINOÁCIDOS DEL PRODUCTO……..
74
4.6 VIDA ÚTIL DEL PRODUCTO……………………………………………
77
4.6.1 ACIDEZ Y pH DEL PRODUCTO………………………………...
78
4.6.2 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO…………………………………..
81
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES…………………………...
84
v
PÁGINA
5.1 CONCLUSIONES………………………………………………………... 84
5.2 RECOMENDACIONES…………………………………………………. 87
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………….... 88
ANEXOS………………………………………………………………………. 92
vi
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Clasificación Taxonómica del chocho o tarwi
5
Tabla 2. Análisis bromatológicos del chocho amargo y desamargado
6
Tabla 3. Continuación del análisis bromatológicos del chocho amargo y desamargado
7
Tabla 4. Contenido de aminoácidos en 100 gr
8
Tabla 5. Características de la variedad INIAP: 450 Andino y 451 Guaranguito
11
Tabla 6. Composición química del grano de soya
12
Tabla 7. Características de la estructura de la proteína
14
Tabla 8. Propiedades de las proteínas responsables de la funcionalidad en alimentos
15
Tabla 9. Formación y estabilidad de espuma
19
Tabla 10. Clasificación de productos cárnicos
25
Tabla 11. Materias primas e ingredientes que se usan en la elaboración de cárnicos
26
Tabla 12. Materias primas e ingredientes que se usan en la elaboración de cárnicos
27
Tabla 13. Tratamientos del aislado proteico
36
Tabla 14. Tabla de Composición de alimentos
40
Tabla 15. Métodos para determinar el perfil nutricional de la salchicha
45
Tabla 16. Análisis microbiológicos de la salchicha en dos condiciones de almacenamiento
46
Tabla 17. Rendimiento del aislado e hidrolizado de chocho 48
vii
PÁGINA
Tabla 18. Recuento microbiológico de la salchicha almacenada en condiciones aceleradas
79
Tabla 19. Recuento microbiológico de la salchicha almacenada en condiciones normales de refrigeración
80
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Fotografía de la flor de chocho INIAP Andino
4
Figura 2. Etapas de la formación de espuma
19
Figura 3. Proceso para la obtención de harina integral Lupinus mutabilis
21
Figura 4. Diagrama de flujo para la obtención de harina de chocho
31
Figura 5. Diagrama de flujo para la obtención del aislado proteico de chocho
32
Figura 6. Diagrama de flujo de hidrólisis enzimática de chocho (Lupinus)
34
Figura 7. Diagrama de flujo de elaboración de salchicha tipo Suiza
41
Figura 8. Rendimiento del aislado proteico de chocho
49
Figura 9. Índice de dispersibilidad de la proteína P.D.I
52
Figura 10. Perfil de proteína soluble
53
Figura 11. Capacidad de retención de agua y aceite
57
Figura 12. Capacidad de formación de espuma IV (%)
58
Figura 13. Capacidad de formación de espuma IV (ml)
59
Figura 14. Actividad emulsificante
61
Figura 15. Capacidad de gelificación
63
Figura 16. Variación de la viscosidad en función de la concentración
64
ix
PÁGINA
Figura 17. Calificación promedio del color del embutido con el 2,4 y 6% de proteína de chocho, variedad INIAP Andino 450
64
Figura 18. Calificación promedio del aroma del embutido con el 2,4 y 6% de proteína de chocho, variedad INIAP Andino 450
65
Figura 19. Calificación promedio del sabor del embutido con el 2,4 y 6% de proteína de chocho, variedad INIAP Andino 450
66
Figura 20. Calificación promedio de la textura del embutido con el 2,4 y 6% de proteína de chocho, variedad INIAP Andino 450
67
Figura 21. Calificación promedio de aceptabilidad del embutido con el 2,4 y 6% de proteína de chocho, variedad INIAP Andino 450
68
Figura 22. Perfil descriptivo de los tratamientos en función de su contenido proteico
70
Figura 23. Composición nutricional del embutido Tipo II con contenido proteico de chocho y soya
72
Figura 24. Contenido de minerales de la salchicha Tipo II elaborada con aislado proteico de chocho
74
Figura 25. Composición de aminoácidos de la salchicha con proteína de chocho
75
Figura 26. Variación del pH de la salchicha almacenada a 5 ºC
78
Figura 27. Variación de la acidez de la salchicha almacenada a 5 ºC
79
Figura 28. Variación del pH de la salchicha almacenada a 35 ºC
80
Figura 29. Variación de la acidez de la salchicha almacenada a 35 ºC
80
x
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO I Evaluación de diferentes formulaciones de salchicha acorde a la composición de la tabla del INCAP.
92
ANEXO II Evaluación sensorial de aceptabilidad
94
ANEXO III Prueba sensorial triangular y de discriminación
95
ANEXO IV.
Proceso de obtención y elaboración del aislado proteico de chocho
96
ANEXO V.
Proceso de elaboración del embutido
98
ANEXO VI.
Pruebas sensoriales y control de vida útil del producto terminado.
99
ANEXO VII.
Vida útil del producto terminado.
101
xi
RESUMEN
El chocho es una leguminosa que ha cobrado importancia como alimento y
cultivo, por su aporte proteico, grasa, minerales, vitaminas, fibra, la
presencia de los ocho aminoácidos esenciales y la alta digestibilidad de la
proteína, la cual alcanza 87%, propiedades que ubican al grano en un grupo
comparable con la soya. Los cultivos ricos en proteína son utilizados como
materia prima para la elaboración de concentrados, aislados e hidrolizados y
debe tener un mínimo de 99.3% de proteína. El objetivo del presente estudio
fue evaluar la utilización de la proteína aislada de chocho como sustituto del
aislado de soya en la elaboración de salchicha tipo Suiza; para lo cual se
evaluó el rendimiento en la obtención del aislado e hidrolizado a partir de dos
variedades de grano, con los cuales se analizaron sus propiedades
funcionales y se ensayaron diferentes formulaciones para el desarrollo del
producto. Se determinó que el mejor rendimiento obtenido fue de la variedad
chocho Guaranguito 451 con un 86%, el cual presentó un Índice de
Dispersibilidad de Proteína del 85% y un rango de solubilización entre 40-
90% a diferentes valores de pH 2, 4, 6 y 8 con una concentración de 1-2%
(peso/volumen). Mediante evaluación sensorial se observó que la
formulación de mayor aceptación posee una concentración media del 12%
de proteína aislada de chocho y carne. Además, se determinó que el
producto presenta un buen perfil nutricional con el 16.56% de Proteína y
72.74% de carbohidratos totales; el mismo que posee aminoácidos
esenciales tales como: Ácido Glutámico, Ácido Aspártico, Leucina, Lisina,
Glicina con valores de 3 a 8 gr/100 gr de materia seca, al igual que su
contenido de minerales entre 0.19-0.85% mg de Sodio, Potasio y Fósforo
los cuales son necesarios para el organismo. Para establecer la vida útil del
producto bajo dos condiciones de almacenamiento por medio de análisis
microbiológico acorde a la norma NTE INEN 1338:2012, se conservó al
embutido empacado al vacío en fundas de polipropileno y aluminizadas en
refrigeración a 5ºC alcanzando una durabilidad de 10 a 15 días, mientras
que al ser almacenado el producto en la cámara acelerada a una
xii
temperatura de 35ºC y una humedad relativa del 90% presentó un deterioro
a partir de las 25 horas.
xiii
ABSTRACT
The lupine is a legume that has gained importance as a meal and a crop. For
its protein content, fat, minerals, vitamins, fiber and the presence of the eight
essential amino acids and high protein digestibility, which reaches 87%,
properties that placed the grain in a comparable group with soy. The protein-
rich crops are used as raw material for the production of concentrates,
isolates and hydrolysates and must have a minimum of 99.3% protein. The
objective of this study was to evaluate the use of lupine protein isolate as a
replacement for soy protein isolate, in the development of Swiss-type
sausage; for that, it was evaluated the performance in obtaining the isolated
and hydrolyzed from two varieties of grain, for analysis of its functional
properties and were performed differents tests for development of the
product. It was determined that the best performance was obtained from the
lupine variety Guaranguito 450 with 86%, which presented a Protein
dispersibility index of 60.16% and a range of 40-90% solubilization at
different pH values 2 4, 6 and 8 with a concentration of 1-2% (w / v). Through
sensory evaluation was observed that the most accepted formulation has an
average concentration of 12% lupine protein isolate and meat. Also, it was
determined that the product has a good nutritional profile with 16.56% and
72.74% protein total carbohydrates; this possesses essential amino acids
such as glutamic acid, aspartic acid, leucine, lysine, glycine with values from
3 to 8 g/100 g dry matter, as well as the mineral content between 0.19 to
0.85% mg of sodium, potassium and phosphorus which are necessary for the
body.
1. INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
La producción mundial de soya, según la FAO para el 2011 alcanzó los
260.7 millones de toneladas métricas de los principales países productores
como Estados Unidos, Brasil, Argentina y China. La comercialización de esta
leguminosa a nivel mundial es del 25% en grano y el 75% restante se
comercializa en forma de aceite y harina. En Ecuador la producción de soya
es decreciente, debido a la disminución en el rendimiento de la producción,
la misma que para el año 2004 fue de 1749 kg/ha (INEC, 2009). Igualmente
los costos de producción se han elevado con respecto a los costos
internacionales, lo que ha incidido en la disminución del área cultivada, a lo
que se añade el peligro de introducción de grano transgénico, a través de las
importaciones de países vecinos como Argentina y Brasil (INIAP, 2008).
El chocho es una leguminosa originaria de los Andes, el cual ha cobrado
importancia como alimento y cultivo, por su aporte proteico (45-51%), grasa,
minerales, vitaminas, fibra y otros compuestos útiles para la alimentación,
nutrición y salud que lo pone en un grupo comparable con la soya. Además,
el chocho puede ser una alternativa nutricional debido a la alta digestibilidad
de la proteína el cual alcanza el 87% y tiene ácidos grasos esenciales
prioritarios para grupos vulnerables como mujeres en edad reproductiva,
niños, personas con altos niveles de colesterol y triglicéridos.
Por lo expuesto los cultivos ricos en proteína son utilizados como materia
prima para la elaboración de concentrados, aislados e hidrolizados útiles
para la alimentación humana. El propósito es utilizar las proteínas
almacenadas en los cotiledones del chocho en el procesamiento de
productos cárnicos basadas en la NTE INEN 1338:2012, sin disminuir la
calidad y aceptabilidad del producto. Se optó por esta leguminosa ya que
posee ocho de los aminoácidos esenciales muy importantes para la
alimentación humana tales como: Isoleucina, Leucina, Lisina, Cisteína,
2
Fenilalanina, Tirosina, Treonina, Valina, Histidina, Arginina, sin embargo el
Triptófano y la Metionina se encuentra en una concentración mínima (Acuña,
2001).
Acorde a la investigación de Villacrés (2011) se demuestra que el aislado
proteico obtenido contiene un valor entre 40 a 50% de proteína de chocho, el
cual se debe aprovechar para elaborar productos nutritivos. En cambio, se
ha desarrollado un suplemento proteico a base de harina de chocho, quinua
y amaranto sometidos a un proceso de tostado a temperaturas que
sobrepasan los 100ºC Martínez (2011). En otro estudio se muestra la
utilización de pasta de chocho para enriquecer una hamburguesa que en
combinación con las carnes de res o pollo conforman un alimento alto en
proteína y bajo en contenido graso (Marroquín, 2011).
La producción y utilización del aislado protéico en la elaboración de
salchichas, ayudará a diversificar el uso del grano, lo que incidirá en un
aumento de la demanda y la producción, dinamizando la cadena
agroproductiva de esta leguminosa.
El objetivo general planteado para esta investigación es evaluar la utilización
de la proteína aislada de chocho como sustituto del aislado de soya en la
elaboración de salchicha, para lo cual se han propuesto los siguientes
objetivos específicos.
Evaluar el rendimiento en la obtención de un aislado protéico del chocho
y determinar sus propiedades funcionales.
Evaluar diferentes formulaciones para la elaboración de una salchicha
con proteína aislada de chocho.
Realizar la caracterización físico-química del producto obtenido.
3
Analizar el valor nutricional del producto final.
Estimar la vida útil de la salchicha en dos condiciones de
almacenamiento.
2. MARCO TEÓRICO
4
2. MARCO TEÓRICO
2.1 CHOCHO (Lupinus mutabilis)
El Chocho (Lupinus mutabilis Sweet) de la Figura 1, es una leguminosa
Andina e Interandina de los Amazonas, La Libertad, Latacunga y la zona
norte del país, el cual ha tomado mucha importancia como cultivo y alimento
en la última década. La semilla es cultivada entre los 2.600 y 3.400 m.s.n.m.
de 6 a 12 meses en áreas agroecológicas secas y arenosas, con un
contenido de (45-51%) de proteína, (16.5%) de grasa en la semilla, ácidos
grasos esenciales, carbohidratos, vitaminas y minerales (Villacrés, 2000).
Figura 1. Fotografía de la flor chocho INIAP Andino
El aceite y las proteínas almacenadas en los cotiledones del chocho, son
elementos de mayor interés nutricional e industrial considerada como una
alternativa de rotación y asociación con otros cultivos como cereales y
tubérculos (Peralta, 2010).
5
2.1.1 DESCRIPCIÓN BOTÁNICA
A continuación, en la Tabla 1 se muestra la clasificación taxonómica del
chocho.
Tabla 1. Clasificación taxonómica del chocho o tarwi
DESCRIPCIÓN NOMBRE
División: Espermatofita
Sub-división: Angiosperma
Clase: Dicotiledóneas
Sub-Clase: Arquiclamideas
Orden: Rosales
Familia: Leguminosae (fabaceae)
Sub-Familia: Papilionoideas
Género: Lupinus
Especie: mutabilis
Nombre Científico: Lupinus mutabilis Sweet
Nombres comunes: “Tarwi”, “chocho”, “tahuri”, “lupino”.
Villacrés, Rubio, Egas, & Segovia (2011)
El chocho es una especie autógama y de polinización cruzada, pudiendo
alcanzar hasta el 40% de alogamia; según las condiciones ecológicas donde
crece la planta (Peralta & Caicedo, 2001).
El fruto es una vaina alargada de 5 a 12 cm, pubescente y contiene de 3 a 8
granos, éstos son ovalados, comprimidos en la superficie y con una amplia
variabilidad en cuanto al color, el mismo que va desde blanco puro hasta el
negro (Caicedo & Peralta, 2000).
El chocho es una leguminosa de alto valor nutritivo, que se distingue por su
contenido de proteína y por sus características agronómicas, como:
rusticidad, capacidad de fijar nitrógeno atmosférico a la planta, adaptabilidad
a medios ecológicos más secos, ubicados entre 2800 y 3600 ms.n.m. El
cultivo se realiza en forma tradicional, observándose plantas de chocho
asociadas con maíz, papa, melloco, etc., en parcelas de pequeños
agricultores o en monocultivos con visión comercial (Aguirre, 2004).
6
En Ecuador el cultivo de chocho se localiza en la Sierra, en las provincias de
Cotopaxi, Chimborazo, Pichincha, Bolívar, Tungurahua, Carchi, e Imbabura.
La provincia de Cotopaxi presenta la mayor superficie cosechada, con 2121
ha, seguida por la provincia de Chimborazo con 1313 ha, (INEC Instituto
Nacional de Estadísticas y Censos, 2001).
2.1.2 COMPOSICIÓN NUTRICIONAL
El Lupinus mutabilis es importante por su alto contenido de proteína y aceite,
nutrientes que lo colocan en un plano comparable al de la soya, como se
indica en las siguientes Tablas 2 y 3.
Tabla 2. Análisis bromatológicos del chocho amargo y desamargado
COMPOSICIÓN DEL CHOCHO
Componentes Chocho Amargo Chocho Desamargado
Proteína (%) 47.80 54.05
Grasa (%) 18.90 21.22
Fibra (%) 11.07 10.37
Cenizas (%) 4.52 2.54
Humedad (%) 10.13 77.05
ELN (%) 17.62 11.82
Alcaloides (%) 3.26 0.03
Azúcares Totales (%) 1.95 0.73
Azúcares Reductores (%) 0.42 0.61
Almidón Total (%) 4.34 2.88
7
Tabla 3. Análisis bromatológicos del chocho amargo y desamargado continuación
Minerales- Macroelementos
K (%) 1.22 0.02
Mg (%) 0.24 0.07
Ca (%) 0.12 0.48
P (%) 0.60 0.43
Minerales- Microelementos
Fe (ppm) 78.45 74.25
Zn (ppm) 42.84 63.21
Mn (ppm) 36.72 18.47
Cu (ppm) 12.65 7.99
Vitaminas (mg/100g)
β - caroteno 0.09
Tiamina 0.51
Riboflavina 0.42
Niacina 4.01
(Gross, 1982; Villacrés & Peralta, 2007)
El grano amargo debido a la presencia de alcaloides quinolizidínicos
contiene en promedio 42% de proteína en base seca; sin embargo el
proceso de desamargado (eliminación de alcaloides), permite concentrar aún
más el contenido de este nutriente registrando valores de hasta 54%, en
base seca.
8
Con respecto al perfil de aminoácidos esenciales, el chocho amargo posee
ocho de ellos, los cuales determinan la calidad de la proteína como se puede
observar en la Tabla 4, presentado una mínima concentración de Metionina
0.50 g/100 g.
Tabla 4. Contenido de aminoácidos en 100 g
Aminoácidos g de aminoácidos / 100 g
Treonina 3.0
Valina 3.9
Metionina 0.5
Leucina 14.2
Fenilalanina 3.9
Histidina 2.5
Lisina 4.9
Arginina 9.9
Triptófano 0.8
(Acuña, 2001)
El grano también tiene un elevado contenido de aceite (18 a 22%), en el que
predominan los siguientes ácidos grasos: Oleico 48%, Linoléico 27%,
Linolénico 2.56%.
Debido al reconocimiento de la importancia que tienen las grasas en la salud
humana junto con un mejor conocimiento de la importancia metabólica de
determinados ácidos grasos, actualmente existe un enorme interés por la
identificación de grasas alimentarias con propiedades funcionales y nutritivas
específicas.
9
En virtud de su riqueza en ácido oléico, la grasa del chocho, puede ejercer
efectos digestivos de clara repercusión positiva, dado su papel estimulador
de determinadas hormonas gastrointestinales.
El chocho también es rico en ácido linoléico, un ácido graso esencial, que
más allá de constituir un aporte energético, posee propiedades que lo hacen
único e irremplazable en las etapas más críticas del desarrollo humano, esto
es, durante la gestión a nivel intrauterino y en los primeros meses de la vida
pos parto (Sanchez & Madrid, 2004).
La fibra alimentaria ubicada en la cáscara del grano, incluye aquellos
componentes del chocho que no pueden ser degradados por las enzimas
digestivas del hombre. Su contenido en el grano desamargado, en promedio
asciende a 10.37% y reviste importancia debido a su capacidad para saciar
(es decir, hacen que la persona se sienta llena), lo que es beneficioso para
prevenir la obesidad, combatir el estreñimiento y compresión en el tracto
intestinal.
El mineral predominante en el chocho es el calcio, el cual en el grano se
encuentra en una concentración promedio de 0.48%. Este elemento es una
sustancia blanquecina que los dientes y huesos acaparan y conservan para
asegurar el crecimiento y mantener la solidez. El calcio se localiza
principalmente en la cáscara del grano, siendo recomendable su consumo
en forma integral. Al calcio le sigue en importancia el fósforo cuya
concentración promedio en el grano es de 0.43%; este elemento actúa como
un controlador del calcio, en el mantenimiento del sistema óseo, actividad
del músculo cardiaco y producción de energía (Sanchez & Madrid, 2004).
Entre los micro elementos, en el chocho sobresale el hierro (78.45 ppm),
este es un mineral básico para la producción de hemoglobina, transporte de
oxígeno e incremento de la resistencia a las enfermedades.
10
Los alcaloides son sustancias que confieren al chocho un sabor amargo y de
carácter tóxico que limitan su uso directo en la alimentación humana y
animal (Zapata, 2011).
La presencia de los carbohidratos en el Lupinus mutabilis sweet, llama
mucho la atención por tener un bajo contenido de sacarosa y almidón; en
cambio la proporción de oligosacáridos, que no son aprovechables por el
hombre, es relativamente alta. La rafinosa y verbascosa no son atacadas por
las enzimas humanas, sino que son descompuestas en el intestino grueso
por las bacterias, lo que puede provocar flatulencias, caracterizada por la
producción de gran cantidad de CO2, H2 y CH4 (Moreno, 2006).
2.1.3 VARIEDADES DE CHOCHO
La variedad INIAP 450 Andino es herbáceo, precoz, poco susceptible a
enfermedades y plagas, con un diámetro mayor a 8 mm, color crema y
redondo, con un rendimiento promedio mayor de 183% a los ecotipos
locales (1350 a 1500 kg/ha). Esta variedad fue obtenida de un germoplasma
de Perú, en 1992. El mejoramiento se realizó por selección en surcos triples
y en 1993 se consideró como promisoria y fue introducida al Banco de
Germoplasma del INIAP como ECU-2659 entregado como variedad
mejorada en 1999 INIAP 450 Andino.
En cambio, la nueva variedad de chocho INIAP 451 Guaranguito, proviene
de la línea ECU-2658-2 proveniente del Perú en 1992. La selección se
realizó entre 18 líneas promisorias de chocho de grano blanco en
localidades de cuatro cantones de la provincia de Bolívar, el cual fue elegido
por su rendimiento, adaptabilidad y estabilidad en estos ambientes. En el
Departamento Nacional de Recursos Fitogenéticos del INIAP se codificó
como ECU 17731, el cual fue seleccionado por ser:
11
Tolerante a enfermedades y acame
Altura adecuada de plantas.
Buen vigor y carga.
Número de granos por vaina 5 y vainas por planta 28.
Buen potencial de rendimiento, demanda en el mercado y precio.
Tabla 5. Características de la variedad INIAP: 450 Andino y 451 Guaranguito
CARACTERÍSTICA INIAP Andino
450
INIAP Guaranguito 451
Color de grano seco Blanco-crema Blanco-crema
Forma de grano Oval aplanado Oval aplanado
Tamaño de grano (mm) 8 Mediano
Alcaloides (% Lupanina) 3.92 3.92
Grano de primera (%) 83.1 -
Proteína (%) 45.02 42.7
Fibra cruda (%) 10.31 9.4
Grasa 19.07 26.7
Calcio 0.14 0.11
Hierro (ppm) - 53
Zinc (ppm) - 39
Energía (cal g-1) 5668 -
Azúcares totales (%) 6.45 -
Almidón total (%) 2.99 -
(Zapata, 2011)
12
2.2 GENERALIDADES DE LA SOYA
La soya (Glycine max) pertenece a la familia de las leguminosas, es un
cultivo anual que se desarrolla en regiones cálidas y tropicales, cuya planta
alcanza generalmente una altura de 80 cm. La semilla varía en forma desde
esférica hasta ligeramente ovalada y entre los colores más comunes se
encuentran el amarillo, negro y varias tonalidades de café. La soya se utiliza
tanto para consumo directo como insumo de industrias agrícolas, químicas o
como combustible (Munive, 2009).
En la soya al igual que el chocho, el componente más abundante es la
proteína con un 40% en materia seca. El consumo de la soya ha aumentado
y se ha diversificado en su uso como ingrediente funcional para elevar la
cantidad de nutrientes se requiere de una sobreproducción con el fin de
abastecer todos los requerimientos (Liu, 1999). En el Ecuador se dispone de
pocas variedades desarrolladas específicamente para esta latitud y se
utilizan variedades importadas, sin embargo el INIAP ha desarrollado
variedades 303, 305 y Júpiter (MAG/IICA, 2001). En la Tabla 6, se muestra
los componentes de la soya.
Tabla 6. Composición química del grano de soya.
Componentes Grano de soya crudo (%)
Energía 360
Proteína 38
Grasa 18
Poliinsaturados 85
Lecitina 1,5-2,5
Carbohidratos 14
Minerales 3
Humedad 13
(Wagner, 2008)
13
2.3 PROTEÍNAS
Las proteínas son macromoléculas complejas que pueden constituir el 50%
o más del peso seco de las células vivas y tienen un papel fundamental en
su estructura y función. Las proteínas pueden clasificarse en dos grupos: las
hemoproteínas, las cuales contienen únicamente aminoácidos y las
heteroproteínas que están formadas por aminoácidos y diversos compuestos
no proteicos, generalmente calificados como grupo prostético (Cheftel,
1989).
Las proteínas son moléculas complejas con la posibilidad de que los 20
aminoácidos puedan ser agrupados en orden aleatorio para conformar
polipéptidos de cientos de aminoácidos con la capacidad de producir una
gran cantidad de variantes en su conformación. Por lo tanto difieren en sus
propiedades físico químicas así en su polaridad, acidez basicidad,
aromaticidad, volumen, flexibilidad conformacional, en su habilidad para
realizar entrecruzamiento y para formar puentes de hidrógeno y reactividad
química (Camino, 2011).
2.3.1 ESTRUCTURAS DE LA PROTEÍNA
Las proteínas poseen una extraordinaria diversidad de funciones y pueden
clasificarse en estructura primaria la cual corresponde a la secuencia de los
aminoácidos en una proteína. Las estructuras secundaria y terciaria se
refieren a la organización tridimensional de la cadena polipeptídica. La
estructura cuaternaria, corresponde a la distribución geométrica entre las
diversas cadenas polipeptídicas unidas entre sí por enlaces que en la
mayoría no son covalentes como se indica en la Tabla 7.
14
Tabla 7. Características de las estructuras de la proteína
ES
TR
UC
TU
RA
Pri
mari
a
CARACTERÍSTICA FIGURA
Secuencia de aminoácidos
ligados entre si por enlaces
covalentes.
Secu
nd
ari
a
Los aminoácidos se acoplan y
gira sus enlaces.
Existe dos principales la hélice
α y la β.
Cada cadena posee una
conformación específica nativa
o natural.
Terc
iari
a
Organización tridimensional.
Contiene zonas de estructura
secundaria.
Facilita la solubilidad en el
agua.
Cu
ate
rna
ria
Es el resultado de asociaciones
no covalentes de unidades
proteicas.
Los enlaces que estabilizan las
estructuras son los mismos de
la estructura terciaria: puentes
salinos, de hidrógeno, fuerzas
de Van der Waals e hidrófobas.
(Camino, 2011; Cheftel, 1989; Raisman & Gonzales, 2008)
15
2.3.2 PROPIEDADES FUNCIONALES DE LAS PROTEÍNAS
El término “Propiedad Funcional” se define como toda propiedad no
nutricional que influencia la utilidad de un ingrediente en un alimento y la
mayor parte influye sobre el carácter sensorial como la textura, y en el
comportamiento físico de los alimentos durante su preparación,
transformación o almacenamiento (Cheftel, 1989).
Las propiedades funcionales de las proteínas son propiedades físico-
químicas y estructurales los cuales reflejan atributos intrínsecos de las
proteínas como la composición, secuencia de aminoácidos, conformación,
estructura así como las posibles interacciones con otros componentes de los
alimentos, el carácter hidrofóbico o hidrofílico que le permiten contribuir a las
características deseadas de un alimento. En la Tabla 8, se exhibe las
propiedades y la funcionalidad en el alimento.
Tabla 8. Propiedades de las proteínas responsables de la funcionalidad en alimentos
(Zapata, 2011)
Las propiedades de las proteínas que dependen de las interacciones
proteína-agua son las siguientes:
16
2.3.2.1 Solubilidad
La solubilidad facilita la difusión de la proteína en las interfaces aire/agua y
aceite/agua, mejorando su actividad superficial. Las características de
solubilidad son útiles para poder determinar las condiciones óptimas de
extracción y purificación de las proteínas, a partir de fuerzas naturales así
como para la separación de fracciones proteicas (Cheftel, 1989). La principal
ventaja de la solubilidad es una dispersión rápida y completa de las
moléculas o partículas proteicas.
2.3.2.2 Viscosidad
La viscosidad se define como la resistencia de una solución a fluir bajo una
fuerza aplicada o un esfuerzo de cizalla. El factor principal en el
comportamiento viscosímetro es el diámetro de las partículas o moléculas
dispersas (Camino, 2011a). Además, la viscosidad de la fórmula 1.2 de un
fluido refleja su resistencia al deslizamiento, viene expresada por el
coeficiente de viscosidad (μ) que es la relación entre la fuerza de corte o
cizallamiento (ϒ) y la velocidad relativa de corte (ϔ), (Cheftel, 1989).
𝛍 =ϒ
ϔ
Los fluidos que obedecen esta expresión se conocen como fluidos
Newtonianos, la conducta del flujo de las soluciones se afecta por el tipo de
soluto. El alto peso molecular de los polímeros solubles incrementa
notablemente la viscosidad, aun en bajas concentraciones (Badui, 2006).
[1.2]
17
2.3.2.3 Gelificación
Se denomina gelificación cuando las moléculas desnaturalizadas se agregan
para formar una red proteica ordenada. La gelificación proteica no se aplica
solamente para la formación de geles sólidos viscoelásticos, sino también
para mejorar la absorción de agua, el espesado, la unión de partículas y
estabilizar emulsiones y espumas (Cheftel, 1989).
La obtención de las características reológicas satisfactorias depende de la
naturaleza de las proteínas, del mantenimiento al estado natural, de la
presencia de sales neutras, condiciones de calentamiento establecidas para
conseguir la gelificación. Se utilizan como parámetros para comparar geles
entre si son: la temperatura, pH y concentración en proteína ver la velocidad
de formación del gel a distintas temperaturas, transparencia, resistencia al
almacenamiento al calor, congelación o descongelación, y el tipo de
desestabilización observado (Zapata, 2011).
2.3.2.4 Absorción de Agua
La absorción de agua en las proteínas está definida como la humedad
relativa el cual se utilizan cuatro métodos para la determinación práctica de
la capacidad de retención de agua y la absorción de la misma (Camino,
2011b).
El método de la humedad relativa o absorción, que mide la cantidad
de agua absorbida a una humedad relativa.
El método de hinchado utiliza el equipo Baumann contiene un tubo
capilar graduado ajustado a un filtro de vidrio vitrificado, en donde se
coloca la muestra que absorbe el agua del tubo capilar.
18
El método por saturación de agua, que mide la cantidad necesaria
para conseguir un estado de saturación de la proteína en agua, el
cual es determinada por centrifugación.
El método por exceso de agua, consiste en exponer las muestras
proteicas a un exceso de agua para ser filtrada y a centrifugación que
separe el agua.
2.3.2.5 Absorción de aceite
La Capacidad de adsorción de aceite CAA se relaciona con los niveles y
características de las proteínas, compuestos que se asocian con el agua
formando puentes de hidrógeno a través de los grupos polares no ionizables,
siendo una de las propiedades más importante debido a que está
relacionada con la hidratación, hinchamiento, solubilidad, viscosidad y
gelación.
La (CAA) está relacionada con la naturaleza de la superficie y con la
densidad de las partículas, entendiendo que las partículas mayores con
mayor superficie presentan teóricamente una mayor capacidad de adsorción
de sustancias oleosas (Moreno, Araujo, Bolaños, Bejarano, & Arcos, 2003).
2.3.2.6 Capacidad Espuma
Las espumas o batidos alimenticios son dispersiones de gotas de gas en
una fase continua líquida o semi-sólida que contienen un surfactante soluble,
para la formación de espuma la proteína debe ser soluble en agua y flexible
el cual forma una película cohesiva de aire – interface agua. Además, el
batido presupone fuerzas mecánicas más intensas como las de cizallamiento
19
para conseguir una dispersión más uniforme del gas y de viscosidad para
prevenir una subsecuente ruptura y coalescencia. A continuación en la
Figura 2, se presenta la formación de espuma en sus etapas.
Figura 2. Etapas de la formación de espuma
(Cheftel, 1989)
En la siguiente Tabla 9, se presenta las características de la estabilidad y
formación de espuma.
Tabla 9. Formación y estabilidad de espuma
Fo
rmació
n d
e
Esp
um
a
Concentraciones bajas de surfactante con 0,1% en proteínas.
Burbujeo o Incorporación de aire por depresión
Concentraciones de surfactantes elevados:
Sistema Discontinuo
Sistema continuo Industrial
Esta
bilid
ad
de E
sp
um
a De la viscosidad de la fase líquida
De la presencia de partículas sólidas que estabilizan la película
interfacial.
De la rigidez de la película interfacial.
(Cheftel, 1989)
20
2.3.2.7 Capacidad Emulsificante
La capacidad emulsionante (CE) es el volumen de aceite (ml) que se puede
emulsionar por gramo de proteína hasta que se produzca la inversión de
fase (Cheftel, 1989). Para formar una emulsión se requiere aceite, agua, un
emulsificante y energía mecánica.
Las proteínas como surfactantes son las preferidas para formular emulsiones
alimenticias (aceite-agua), debido a que su superficie es activa y favorece la
resistencia a la coalescencia (Badui, 2006).
2.3.2.8 Estabilidad de emulsión
La capacidad de la proteína como estabilizadora de emulsiones se somete la
emulsión a diferentes condiciones drásticas, como altas temperaturas o una
fuerza centrífuga. Si se utiliza la centrifugación, la estabilidad se expresa
como la disminución del área interfacial de la emulsión o como el porcentaje
de crema separada o, bien, por la cantidad de aceite coalescido (Camino,
2011; Dagorn-Scraviner, Gueguen, & Lefebvre, 1987).
Las emulsiones estabilizadas se ven afectadas por las propias
características moleculares, como también por factores intrínsecos como el
pH, Fuerza iónica, temperatura, tipo de proteína, presencia de surfactantes
de bajo peso molecular, así como factores extrínsecos como el equipo
utilizado, la velocidad de incorporación de aceite y el grado de agitación
(Badui, 2006).
21
2.3.3 AISLADO DE LA PROTEÍNA
En la elaboración de aislados proteicos se emplean materias primas con
bajo nivel de grasa para evitar interferencias que disminuyan el grado de
extracción, de tal forma que la harina integral de chocho (Lupinus mutabilis)
al presentar 45% proteína, 16.5% grasa y 3% alcaloide, se elimina la mayor
parte de grasa y constituyentes no proteicos solubles para la obtención del
aislado o concentrado proteico.
Figura 3. Proceso para la obtención de harina integral Lupinus mutabilis.
(Villacrés, 2011)
EXTRACCIÓN BÁSICA Y ACTIVIDAD ENZIMÁTICA
SECADO Y MOLIENDA
Secador 12 horas a 50° C y moler para obtener harina integral
ELIMINACIÓN DE ALCALOIDES
Hidratación: 14 a 24 horasen agua limpia
Coccion: 40 minutos
Desamargado: 5 a 6 días enagua corrida, la experienciay palatabilidad ayuda adeterminar el estado idealpara comercializacion yconsumo
ALMACENAMIENTO
Bodegas con ventilacion libre de insectos o usar envases herméticamente cerrados
CLASIFICACIÓN Y LIMPIEZA
Obtener grano de calidad y mejor precioSe utiliza tamiz para separa granos deprimera calidad de granos finos osubproductos
SECADO DEL GRANO
Exposicion al secadoHumedad máxima de la semilla 13% omenos
22
La obtención de concentrados proteicos a partir de la harina desengrasada
de oleaginosas tiene como objetivo eliminar la mayor cantidad de
compuestos solubles no proteicos presentes en la harina; con el cual se
obtendrá un producto rico en azucares insolubles y proteínas. En la anterior
Figura 3, se presenta la preparación del grano para en lo posterior efectuar
la extracción básica de proteína.
2.3.3.1 Extracción Básica
El método utilizado es por extracción de compuestos no proteicos mediante
el uso de agua ajustada al punto isoeléctrico de las proteínas, el cual permite
la eliminación de la mayor parte de los compuestos no proteicos, también
solubiliza una fracción de las proteínas como las albúminas (Sair, 1959).
En el punto isoeléctrico la carga total de las proteínas es cero lo que significa
que el número de cargas positivas es igual al número de cargas negativas,
en el cual las moléculas de las proteínas precipitan al no tener carga neta
(Vaclavik, 2002). El pH del punto isoeléctrico es distinto para cada tipo de
proteína el cual depende de los grupos carboxilos libres y de los grupos
aminos ionizados libres.
El método consiste en sucesivas extracciones con agua y centrifugaciones
para separar la materia insoluble del sobrenadante en el que van disueltos
los compuestos que se quieren eliminar. La extracción acuosa a pH
controlado es poco desnaturalizante para las proteínas, lo cual permite
mantener las propiedades funcionales del producto sin embargo algunos
compuestos responsables de olores y sabores desagradables no son
eliminados.
23
2.3.3.2 Actividad Enzimática
La enzima es de origen natural y protéico que cataliza reacciones biológicas
con un alto grado de especificidad tales como: estereoquímica, baja, de
grupo o absoluta, la mayoría de los catalizadores aceleran la velocidad de
las reacciones que termodinámicamente son posibles (Villacrés, 2001). La
estructura química de la enzima es globular y puede requerir o no de un
cofactor para su actividad enzimática que son afectadas por los siguientes
factores: temperatura, solventes, sales, pH, etc., los cuales modifican la
estructura química.
El sitio activo de las enzimas es en los aminoácidos de la proteína, el cual
forma un microambiente catalizador dentro de la propia molécula del
polipéptido, en especial cuando se presenta una estructura secundaria y
terciaria para establecer un compuesto enzima-sustrato unido
covalentemente, al igual que las proteínas las estructuras conformacionales
de las enzimas se encuentran estabilizadas por puentes de hidrógeno, por
uniones iónica e hidrófobas. La transformación del sustrato en producto por
medio de la enzima sigue una velocidad que depende directamente de la
concentración de sustrato.
Las enzimas son eficaces, debido a que, aprovechan la energía de fijación
como fuente principal de energía libre dadas por los grupos funcionales que
establecen interacciones débiles entre enzima-sustrato del centro activo
para producir catálisis, el cual influye en la velocidad de reacción. Además,
las enzimas presentan un alto grado de especificidad química por lo que, son
capaces de inducir a la transformación de un solo tipo de moléculas y no de
otros que también se encuentran presentes en el medio de reacción, es
decir, es capaz de discriminar una parte de la molécula del sustrato por falta
de acoplamiento espacial y químico con el centro activo.
24
En el proceso enzimático se modifican químicamente para obtener
beneficios en sus propiedades funcionales, nutricionales, organolépticas y
obtener un mejor conocimiento de las propiedades físico-químicas para ser
utilizados en la industria alimenticia.
2.4 PRODUCTOS CÁRNICOS
Al tener una variedad de productos cárnicos los cuales se detallan según su
tipo en la Tabla 10, se establece que pueden someterse a tratamientos de
calor u otro proceso característico acorde a su tecnología como el embutido
elaborado a base de carne molina o emulsionada, al cual se le puede
mezclar con bovino, porcino, pollo u otros tejidos comestibles y se adiciona
sal, condimentos, aditivos, proteínas permitidos a la norma técnica
ecuatoriana además, contiene trocitos visibles de carne la cual, se adiciona
como granulados y se someten a tratamiento con calor como el escaldado
para que en el momento del corte sea consistente.
La clasificación de los diversos productos cárnicos, ayuda a establecer su
norma de identidad y las especificaciones de calidad de cada producto; de
tal manera que se normaliza los procedimientos de certificación de calidad
de producción y se determinan sistemas preventivos de control mediante el
análisis de riesgos y puntos críticos.
25
Tabla 10. Clasificación de productos cárnicos
Clasificación de productos cárnicos
Frescos: Salchichas, pastas cárnicas como
albóndigas, chorizo fresco.
Se elaboran a partir de carnes magras
troceadas, grasas, especias y sal.
No están sometidos a tratamientos de
desecación, cocción ni salazón.
Precisan una cocción previa a su consumo.
Crudos Curados: Embutidos secos o
semisecos como el lomo adobado, salami.
Son aquellos productos sometidos a la
acción de la sal, especias y condimentos
para ser fermentadas y desecadas.
Crudos Curados: chorizo, salchichón.
Se incorpora condimentos, especias y
aditivos autorizados sometidos a maduración
y desecación (curados), y, opcionalmente
ahumado o madurado.
Tratados por el calor: Jamón cocido,
mortadela.
Conservas cárnicas, el cual alcanza una
temperatura suficiente para lograr la
coagulación de las proteínas cárnicas puede
ser ahumado o madurado.
Salazones Cárnicas: jamón serrano, ceniza.
Adicción de sal común o salmuera para su
conservación, puede ser adobada, secada y
ahumada.
Otros preparados cárnicos
Mezcla de alimentos de origen animal y
vegetal, en el cual el componente
mayoritario es la carne.
Otros derivados Cárnicos Se considera las grasas, tripas y gelatinas.
(MAPFRE-RE, 2005)
Al incorporar Lupinus como proteína vegetal en los productos cárnicos ayuda
al mejoramiento de su propia calidad nutricional de igual forma mejora su
color y textura. La concentración de harina, aislado y concentrado proteico
de esta leguminosa tiene efecto benéfico sobre los diversos parámetros del
análisis de perfil de textura en salchichas (Alvarado, 2006).
26
La categorización de los productos cárnicos se basa según el tipo de materia
prima, ingredientes y aditivos permitidos que conforman la estructura de su
masa como se indica en las Tablas 11 y 12.
Tabla 11. Materias primas e ingredientes que se usan en la elaboración de cárnicos
Materia Prima Características
Carne
Tejido muscular
Debe provenir de animales sanos, tratados
higiénicamente en su matanza
Se toma en cuenta su color, estado de maduración, pH
y capacidad de retención de agua.
Grasa (Dorsal,
pierna y papada del
cerdo)
Es la grasa de los tejidos
Es resistente al corte
Debe mantenerse en refrigeración o congelación
Agua Ayuda a disolver sal e ingredientes
Disminuye costos
Sal
Da sabor
Actúa como conservante
Solubiliza las proteínas
Aumenta la Capacidad de Retención de Agua
Retarda el crecimiento microbiano
Glutamato mosódico Sal sódica del ácido glutámico ayuda a acentuar el
sabor de las especies en el producto.
Azúcares (Sacarosa,
Dextrosa, Lactosa,
Glucosa, Jarabe de
maíz, almidón,
sorbitol)
Contribuye al sabor y aroma
Es fuente de energía en bacterias ácido-lácticas en
embutidos fermentados.
Nitratos y Nitritos Interviene en el color rosado característico del
embutido.
27
Tabla 12. Materias primas e ingredientes que se usan en la elaboración de cárnicos continuación
Nitratos y Nitritos
Posee un efecto protector en determinados microorganismos como Clostridium Botulinum.
Actúa con la sal y azúcar, dan un sabor y aroma especial al producto.
Fosfatos Aumenta la retención de agua
Ayuda a solubilizar las proteínas
Ascorbatos Acelera y preserva el color durante el almacenamiento
de productos curados
Especias y
Condimentos
Sustancias aromáticas de origen vegetal.
Confieren sabor y olor peculiar.
Proteínas de Origen
Vegetal y
Animal
Mejora capacidad de retención de agua y grasa en la
cocción.
Optimiza la consistencia y aspecto manteniendo la
estabilidad dimensional.
Se usa como proteína vegetal el concentrado protéico
o suero de leche y caseína como proteínas de origen
animal.
Almidón
Reserva alimenticia constituido por amilosa y
amilopectina.
Las propiedades que se buscan en el almidón idóneo
son: la capacidad de ligazón-estructuración, la
estabilidad en ciclos de congelación, descongelación y
prevención de líquidos además de impartir suculencia,
textura, cohesión, jugosidad y el mejoramiento del
rendimiento productos cárnicos.
Hielo Disminuye la capacidad de humedecerse y de
coagularse durante la cocción del embutido.
Tripas Naturales y
Artificiales
Contienen el resto de ingredientes del producto y
tienen diferentes calibres.
Las tripas naturales como de bovinos, porcinos, ovinos
y caprinos son parte del tracto gastrointestinal.
Las tripas artificiales son elaboradas de celulosa o
colágeno.
(Ruda et al., 2009)
28
2.4.1 ANÁLISIS SENSORIAL
La calidad sensorial de un alimento se debe al resultado de la interacción
entre el alimento y el hombre, mediante la sensación provocada por
estímulos procedentes o moduladas por las condiciones fisiológicas,
psicológicas, sociológicas de la persona o grupos de personas que la evalúa
(Hough & Fiszman, 2005).
La toma de conciencia sensorial que es la percepción, inicia mediante el
estímulo de los receptores, un agente físico o químico y las sensaciones
que son medidas por métodos psicológicos; los atributos de las muestras
que son percibidos por la apariencia, el aroma, textura y sabor, deben
desarrollarse en un área de degustación y se sirven en la forma en la cual
son consumidas, sin embargo las muestras provenientes de distintos
tratamientos deben ser idénticas en todas sus características (Hough &
Fiszman, 2005).
El análisis sensorial se efectúa en condiciones adecuadas como en tiempo,
espacio y entorno, por catadores entrenados para obtener resultados que
sean objetivos y no subjetivos en su calidad y aceptabilidad del alimento, el
cual debe cumplir los requisitos mínimos de higiene, inocuidad y calidad del
producto, para que este sea aceptado por el consumidor. En los ensayos de
aceptabilidad se debe realizar ensayos preliminares, los cuales determinen
las condiciones apropiadas de servir el alimento como la temperatura que
normalmente se consumen, en cambio en los ensayos de discriminación
deben tener una temperatura óptima de percepción (Hough & Fiszman,
2005). Las pruebas de diferencia global como la triangular es utilizada para
demostrar si los evaluadores pueden detectar alguna diferencia sensorial
entre dos muestras codificadas al cual no se puede caracterizar por uno o
dos atributos a la cual se emplea de 20-40 evaluadores.
29
2.4.2 ESTIMACIÓN DE LA VIDA ÚTIL
La caducidad de un alimento puede definirse como el periodo de tiempo,
después de la elaboración, envasado bajo determinadas condiciones de
almacenamiento, en el que el alimento sigue siendo seguro y apropiado para
su consumo (Padilla, 2010).
Se comprende que todos los alimentos poseen una caducidad
microbiológica, que depende de distintos factores: químicos, físico-química
y sensorial, el cual depende de la formulación, el procesamiento, su
empacado, la manipulación y almacenamiento, el cual pueden limitar a un
periodo menor que del cual se haya establecido, de tal forma que estos
factores dependen de cuan perecedero es el alimento. Adicionalmente la
microbiología infiere el estudio de crecimiento, inhibición de
microorganismos de los alimentos en función de factores que los afectan
como temperatura, pH, gases entre otros y a partir de estos datos predecir lo
que sucederá durante el almacenamiento (Padilla, 2010).
3. METODOLOGÍA
30
3. METODOLOGÍA
3.1 MATERIA PRIMA
Para la obtención de harina de chocho y en lo posterior aislado proteico, se
utilizó como materia prima las siguientes variedades de grano: el chocho
Guaranguito 451 y el chocho INIAP Andino 450, los cuales fueron
proporcionados por el Programa Nacional de Leguminosas y Granos
Andinos del Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias
INIAP, de la Estación Santa Catalina ubicado en el cantón Mejía sector
Cutuglahua.
3.2 OBTENCIÓN DE HARINA INTEGRAL
Para la obtención de harina se partió del grano de chocho Guaranguito 451 y
del chocho INIAP Andino 450, mediante el cual se utilizó el proceso de
desamargado con el fin de eliminar por completo el amargo del mismo
mediante lavados sucesivos como se muestra en el diagrama de flujo de la
Figura 4.
A continuación, se describe los pasos del proceso para la obtención de la
harina de chocho que son:
Selección y clasificación: Se escogió los granos de chocho grandes de los
pequeños para en lo posterior limpiarlos de impurezas.
Remojo: Posteriormente se remojó al grano de chocho en agua por un 1
día para ablandar el grano en lo posterior se le sometió a cocción.
31
Cocción: Se colocó los granos de chocho en una olla con agua y cocinarle
por 1 hora hasta el punto de ebullición facilitando la difusión de los
alcaloides.
Lavado del chocho: De igual forma se conoce como el lavado-extracción al
cual se empleó sustituciones sucesivas de agua por un tiempo determinado
de 5 días en función del amargor del grano.
El Secado: Se colocó el chocho desamargado en las bandejas del secador
para la deshidratación del mismo hasta alcanzar una humedad del 10%
idóneo para la molienda.
En la molienda: Se utilizó el molino facilitando la obtención de harina fina,
como materia prima para los posteriores procesos como el aislado proteico e
hidrólisis enzimática.
Figura 4. Diagrama de flujo para la obtención de harina de chocho
Grano tarwi
Seleccion y Clasificación
Remojo
Cocción
Lavado
Secado
Molienda
Harina de chocho
1 día, H2O
1 hora, Ebullición
5 días, Agua Corriente
12 horas/60-70 ºC
Malla 2 mm
Grano seco
Grano Ablandado
Grano seco desamargado
Grano Desamargado
1.2 kg
1 kg
32
3.3 AISLADO DE LA PROTEÍNA DE CHOCHO MEDIANTE
EXTRACCIÓN BÁSICA
En este proceso se utilizó harina de chocho de cada variedad Guaranguito
451 y INIAP Andino 450, se preparó suspensiones de harina-agua, en medio
alcalino de (pH 7.5 - 8.0), con el fin de solubilizar la proteína, en lo posterior
se centrifuga por varias ocasiones para separar los carbohidratos solubles,
seguido de una precipitación ácida a un pH 4.5 y obteniendo la proteína a la
cual se le lava mediante centrifugación y secarle mediante liofilización como
se detalla en el siguiente diagrama de flujo de la Figura 5.
Figura 5. Diagrama de flujo para la obtención del aislado proteico de chocho
A continuación, se describe el proceso para la obtención de la proteína de
chocho.
Harina chocho
Mezclar
Agitar
Centrifugar
Agitar
Centrifugar
Precipitado
Agitar
Centrifugar
Liofilizar
Proteína
1:5 p/v Harina/agua destilada
t: 30 min, pH 8 NaOH
8000 rpm, t: 30 min
Sobrenadante t: 30 min, pH 4.5 HCl
8000 rpm, t: 30 min
Proteína/Agua destilada destilada
Proteína, 600 g
t: 30 min, pH 7 NaOH
Precipitado t: 5 días
500 g
3 v
eces
33
[2.3]
[2.4]
Mezcla y agitación: Se preparó suspensiones de harina y agua según la
relación 1:5 p/v, al cual mediante el uso del agitador pueda homogenizar
dicha mezcla regulada el pH a 8, por un tiempo 20 minutos.
Centrifugación: Una vez lista la mezcla se centrifugó a 8000 rpm por 30
minutos, para lo cual se rescata el sobrenadante del precipitado, en lo
posterior se almacena hasta realizar el mismo proceso de mezcla y agitación
del precipitado de la primera centrifugación.
Agitación: Se reunió todo el sobrenadante, para regular el pH a 4.5 el punto
isoeléctrico, se agitó y se vuelve a centrifugar en las mismas condiciones
dadas anteriormente para obtener un precipitado.
Rescate del precipitado: Finalmente, se rescató el precipitado al cual se le
reguló el pH a 7, óptimo para los alimentos, posteriormente se centrifugó y
se almacenó la proteína en congelación.
Liofilizado: La proteína rescatada se sometió al proceso de Liofilización que
consiste en el secado mediante sublimación directa bajo presión reducida,
para disminuir las pérdidas responsables del sabor, aroma, textura, y la
misma proteína los cuales se pierden en los procesos convencionales de
secado. Este proceso se realizó por un tiempo mínimo de 5 días, una vez
secada la proteína se almacena en fundas aluminizadas y se determinó su
rendimiento aplicando la siguiente fórmula:
% 𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑑𝑎 =𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑑𝑎 (𝑔)
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 (𝑔)× 100
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =% 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑑𝑎
% 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 𝐾𝑗𝑒𝑙𝑑𝑎ℎ𝑙× 100
34
DESAMARGADO
DESCASCARADO
SECADO
MOLIDO
DESENGRASADO
HOMOGENIZACIÓN
HIDRÓLISIS DEL ALMIDÓN
CENTRIFUGACIÓN
LIOFILIZACIÓN
PROTEÍNA AISLADA
pH 5, T: 50 °C ^ t: 3-4 h
5: 1 (p/v)
Sobrenadante
Precipitado
Harina
950 kg Harina
1 ml enzima
800 g
Harina desengrasada
3.4 OBTENCIÓN DE LA PROTEÍNA DE CHOCHO POR EL
MÉTODO ENZIMÁTICO
Se empleó una Glucoamilasa concentrada (amiloglucosidasa) denominada
Granozyme Gammadex Cal de 400 GAU/g de grado alimenticio, el cual es
proporcionado por la empresa Granotec S.A., ubicada en la ciudad de
Guayaquil, con el fin de efectuar la hidrólisis del almidón de chocho y
obtener el aislado de proteína mediante el siguiente método:
Figura 6. Diagrama de flujo del aislado proteico de chocho por medio de la actividad enzimática
El proceso para la obtención de la proteína de chocho a partir de la harina de
desamargado es el siguiente:
Semilla de chocho 1 kg Método térmico
hídrico
35
Desamargado y descascarado: Se aplicó el proceso de desamargado
tradicional que comprende la selección del grano por tamaño, remojar el
grano por un día en agua, se le cocinó durante una hora, se colocó en un
recipiente adecuado canasta o costalillo dejando correr el agua durante 4-5
días, estimando el contenido de alcaloides mediante el sabor del amargo
hasta su eliminación completa.
Secado y molienda: Una vez desamargado el chocho se procedió al pelado
de todo el grano manualmente eliminando así su fibra. El grano sin cáscara
se colocó en el secador de bandejas, por un tiempo de 8-12 horas a 60 ºC,
hasta obtener una humedad mínima, para proceder a moler con la malla 5
mesh obteniendo así harina integral fina.
Desengrasado y homogenización: Con la harina integral fina, se procedió a
desengrasar, al cual se le colocó en hexano durante 1-2 días, y se extrajo el
aceite en un rota vapor. Una vez eliminado el aceite se colocó en el secador
de 2 a 3 horas para evaporar el hexano. Se preparó suspensiones de la
harina/agua con una relación de 5:1 p/v, al cual se le regula el pH a 5,
homogenizar la mezcla por un tiempo 30 minutos.
Actividad enzimática: Con la suspensión preparada se procedió a la
Hidrólisis del almidón y otros componentes del chocho al cual se le agregó
5:1 p/v de enzima Glucoamilasa. La preparación fue colocada en los frascos
del equipo del Macerador Micromat S.A. a una temperatura 50 ºC - 90 ºC,
por un periodo de 2-5 horas condiciones adecuadas para que actúe la
enzima agregada.
Centrifugación y liofilización: A continuación la preparación fue centrifugada
a 8000 rpm por un tiempo de 30 minutos, únicamente se rescató el
precipitado al cual se le almacenó en congelación en un recipiente adecuado
para ser Liofilizado.
36
[2.5]
[2.6]
Después, de haber ejecutado el proceso para la obtención del aislado
proteico por la acción de la enzima se calcula su rendimiento con la siguiente
fórmula:
% 𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑑𝑎 =𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑑𝑎 (𝑔)
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 (𝑔)× 100
𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =% 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 𝑎𝑖𝑠𝑙𝑎𝑑𝑎
% 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 𝐾𝑗𝑒𝑙𝑑𝑎ℎ𝑙× 100
3.5 PROPIEDADES FUNCIONALES DE LA PROTEÍNA DE
CHOCHO
Para la ejecución de los diferentes métodos de las Propiedades Funcionales
del chocho, se utilizó los aislados proteicos del método de extracción básica
de la variedad Guaranguito 451 e INIAP Andino 450, y el aislado de soya
como testigo. Se determinó su diferencia estadística entre las medias
obtenidas mediante la prueba de Tukey al 5% de los tres tratamientos con
tres réplicas cada uno para todas sus propiedades funcionales como se
ilustra en la Tabla 13; estableciendo así, el mejor comportamiento del aislado
proteico entre las interacciones de proteína con otros constituyentes de los
alimentos como agua, carbohidratos, sal, lípidos.
Tabla 13. Tratamientos del aislado protéico.
Tratamientos Descripción
T1 Grano de Chocho, variedad 450;
Extracción Básica
T2 Grano de Chocho, variedad 451;
Extracción Básica
Testigo Soya, Extracción Básica
Los métodos aplicados para la determinación de las propiedades funcionales
de los aislados proteicos de chocho y soya son los siguientes:
37
[2.7]
Índice de Dispersibilidad de la Proteína (P.D.I.)
Se analizó por el método 46-24 de la A.A.C.C. (1984), ajustando el pH de la
dispersión a 6.6.
Solubilidad
El perfil de solubilidad de la proteína hidrolizada, se determinó mediante el
método 46-23 de la A.A.C.C., (1984). Se preparó 25 ml de una suspensión
de la muestra al 2 % (p/v), se ajustó el pH con NaOH 1 N ó HCl 1 N según
el caso, a valores de 2, 4,6,8 y 10, se agitó por 30 min. Posteriormente se
centrifugó las suspensiones a 4000 rpm (5 371 x g), durante 30 min. Se
tomó una alícuota, a la cual se le determinó el contenido de proteína por el
método Kjeldahl. La solubilidad se expresó como el porcentaje de proteína
solubilizada con relación al contenido de proteína de la muestra.
Capacidad de retención de agua y aceite
Esta propiedad funcional, se determinó por el método de Naczk, (1985). En
un tubo de centrifuga de 50 ml, con tapa y tarado, se pesó 2 g de muestra,
se añadió 16 ml de agua destilada. Se tapó el tubo y se agitó vigorosamente
para suspender completamente la muestra. Se ajustó el pH de la suspensión
a un valor de 7, se agitó en una placa magnética por 20 minutos y se
centrifugó a 3000 rpm (3 021 x g) por 10 minutos. El sobrenadante fue
cuidadosamente removido, entonces el tubo fue invertido y drenado por 10
minutos. Se tapó el tubo y se pesó su contenido. El agua retenida fue
calculada con la siguiente fórmula 2.3:
.).(
.).(
sbmuestradePeso
sbmuestradePesohidratadopelletdePesoaguaderetencióndeCapacidad
38
Para determinar la capacidad de retención de aceite, 2 g de muestra se
dispersó en 12 ml de aceite comestible “La Favorita”, en un tubo de
centrífuga de 50 ml. El contenido fue agitado por 20 minutos, entonces fue
centrifugado a 3000 rpm (3 021 x g) por 15 minutos. El aceite libre fue
removido y el aceite retenido determinado por diferencia de peso.
Capacidad emulsionante y estabilidad de la emulsión
Se utilizó el método modificado de Sathe y Salunkhe, (1981). Se determinó
el efecto de la concentración y el pH sobre la capacidad emulsionante y la
estabilidad de la emulsión. Para determinar el efecto de la concentración se
preparó suspensiones de proteína al 2 % (p/v). El pH de cada suspensión
se ajustó a un valor de 7. El efecto del pH se determinó con suspensiones al
2 % (p/v) y ajuste del pH a 2, 4, 6, 8 y 10.
Cada suspensión (50 ml) fue homogenizada con un equipo Ultra Turrax Ika
Werk, Tipo T45/N por 30 segundos y a 4 000 rpm (5 371 x g). Aceite
comestible de maíz “La Favorita” se añadió a un caudal constante (50
ml/min), manteniendo una homogenización continua, hasta que se produzca
el colapso de la emulsión (punto de inversión). La cantidad de aceite añadido
hasta este punto permitió determinar la capacidad emulsionante de la
proteína.
La estabilidad de la emulsión (EE), se determinó midiendo la cantidad de
aceite liberado de la emulsión óptima después de la centrifugación a 2000
rpm (1 343 x g), de acuerdo al método de Graham, (1976), que emplea
como criterio de estabilidad emulsionante, la resistencia a la coalescencia.
Las determinaciones se realizaron a temperatura ambiente (18ºC), se
reportó el promedio de tres mediciones
39
[2.8]
Capacidad y Estabilidad de Espuma
La capacidad de formación y la estabilidad de la espuma, se determinó
siguiendo el método de Chau et al, (1977). El efecto de la concentración se
evaluó en suspensiones de 2 % (p/v), ajustadas a pH 7.0. El efecto del pH
se determinó a los niveles 2, 4, 6, 8 y 10, sobre suspensiones al 2%.
Se preparó una suspensión de proteína para cada caso (50 ml), se mezcló
en una licuadora a 2000 rpm (1 343 x g) por 5 min., se trasvasó a una
probeta graduada y se registró el volumen de espuma después de 30
segundos, expresando el resultado como el incremento de volumen en
porcentaje, según la siguiente fórmula:
𝑰𝑽(%) =𝑽𝒇− 𝑽𝑶
𝑽𝑶× 100
Dónde:
IV = Incremento de volumen
Vf = Volumen después del batido (ml)
Vo = Volumen antes del batido (ml)
La estabilidad de la espuma se determinó como la disminución del volumen
total (espuma remanente + líquido drenado), después de 1, 2, 3, horas.
Gelificación
La determinación de la gelificación se basó en el método descrito por
Coffmann y García, (1977). Se preparó suspensiones de proteína a 2, 4, 6,
8 y 10 % (p/v) en 5 ml de agua destilada. El pH de las suspensiones fue
ajustado a pH 7.0. Los tubos conteniendo las muestras fueron calentados
por 1 hora en un baño de agua hirviente (92ºC), seguido por enfriamiento
rápido en agua fría. Los tubos se mantuvieron por 2 horas a 4ºC.
40
Se determinó la menor concentración de gelificación, identificada como
aquella cuando la muestra no desliza en el tubo invertido.
Viscosidad
Las medidas de viscosidad aparente se realizaron en el viscosímetro digital
Brookfield Engineering MA 02072 USA, con el eje UL adapter. Se determinó
el efecto de la concentración y la temperatura, a partir de suspensiones
acuosas al 8, 10, 12, 14 y 16 % (p/v), ajustadas a pH 7.0, las mismas que
fueron termostatizadas en un baño a 20, 30, 40 y 50ºC.
Las mediciones de viscosidad aparente se realizaron a 10 rpm, gradiente de
velocidad.
3.6 EVALUACIÓN DE DIFERENTES FORMULACIONES DE
SALCHICHA TIPO SUIZA I, II Y III
Se desarrolló diferentes formulaciones de salchicha tipo I, II y III basados en
la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 1338:2012, determinando las
cantidades correctas de proteína vegetal como animal. De igual manera se
calculó el contenido proteico total, grasa, humedad, agua y sal acorde a la
tabla general de la Composición de Alimentos según el INCAP, para ello se
estableció el siguiente formato de la Tabla 14.
Para el desarrollo de las diferentes formulaciones, se utilizó la cantidad en
gramos de las formulaciones Tipo I con el 2%, Tipo II con el 4% y Tipo III con
el 6% de proteína vegetal obtenida del proceso enzimático, a partir de esto
se calculó la cantidad de proteína total, grasa, agua y sal basados en los
datos de composición de alimentos INCAP en 100 gramos, para ello se tomó
en cuenta la pérdida o merma de cada formulación. Las tablas de
composición de alimentos con su formulación para los dos tipos de proteína
vegetal como el chocho y soya se encuentran en el Anexo I.
41
Tabla 14. Tabla de composición de alimentos
en 100 gramos
Componentes C
anti
dad
(g)
Pro
teín
a
Gra
sa
Agu
a
sal
Proteína Total
Proteina animal
Proteina vegetal Grasa Agua sal
Carne de res 360
0
0
Carne de porcino
450
0
0
Aislado de chocho
90
0
0
0
Grasa 300 0 0 0 0
0 0
Agua 300 0 0
0 0 0 0
0
Sal 33 0 0 0
0 0 0 0 0 0
Total 1533 0 0 0 0 0 0
mermas 53 0 0 0 0 0 0
Total 1480 0 0 0 0 0 0
% 0 0 0 0 0 0
3.7 PROCESO DE ELABORACIÓN DE SALCHICHA TIPO
SUIZA
Para la elaboración de las diferentes formulaciones Tipo I, II y III las cuales
fueron establecidas anteriormente variando la cantidad de proteína aislada
de chocho, se utilizó el proceso de la Figura 7, para el desarrollo del
producto en la planta piloto de alimentos de la Universidad Tecnológica
Equinoccial, donde previamente se realizó la limpieza y desinfección de los
equipos y utensilios por ser un producto altamente perecible.
42
RMP
PESAR
TROCEAR
MOLER
CUTTEAR
AÑADIR
ADICIONAR
AGREGAR
AGREGAR
EMBUTIR
ESCALDAR
AHUMAR
EMPACAR Y ALMACENAR
Carne Res, Cerdo, Grasa 1.5 kg
Materia Prima, Especias, Aditivos
Carnes: Res, Cerdo, Grasa
Carnes Res, Cerdo: Disco 5 mm Grasa:
Disco 9 mm
Carnes, Grasa molidas + Hielo T: 10-12 ºC
Sal, Nitritos, Fosfatos
Conservante INBAC
Condimentos
Proteína de Chocho Pasta Cárnica 1.469 g
Emulsión Cárnica Salchicha 1.400 g
Salchicha 1.400 g T interna: 72 ºC X 30 min.
T interna: 40 ºC X 1 h.
Salchicha 1.400 g T: 0-4 ºC
Figura 7. Diagrama de flujo de elaboración de salchicha tipo Suiza.
Es importante informar que antes de empezar las operaciones de
elaboración del producto cárnico, se debe adecuar el área de trabajo, es
decir que se realizó la limpieza y desinfección de los materiales, equipos, y
utensilios a usar, y realizar la limpieza interna-externa de las materias
primas.
El método para la elaboración del producto es el siguiente:
43
Recepción de materia prima: Se realizó la evaluación organoléptica de las
materias primas mediante la observación del color, textura, peso y pH en la
cual se determinó si se encuentran en las condiciones deseadas y
características relacionadas.
Pesar: En esta etapa se procedió a pesar las cantidades acordes a las
diferentes formulaciones de salchicha como: materia prima, proteína vegetal,
condimentos, hielo, conservantes, colorante natural rojo.
Trocear: Mediante el uso del cuchillo se procedió a cortar la carne y grasa
previamente congelados para obtener trozos 1-3 cm de lado, con el fin de
lograr una mejor distribución en la etapa de molido.
Moler: Una vez troceada las diferentes materias primas, con el disco de 5
mm se muelen las carnes y con el disco de 9 mm se muele la grasa dorsal
porcina los cuales fueron colocados en recipientes adecuados y son
refrigerados hasta su uso.
Cuttear: Se colocó las carnes de res y cerdo en el cutter, junto con la tercera
parte de hielo, se enciende el equipo a velocidad baja hasta obtener un
granulo fino para que empiece el picado y mezcla simultáneamente. Se debe
controlar la temperatura que no sobrepase de los 10-12 ºC.
Añadir: Mientras se pica la carne en el cutter se agregó la sal, nitritos
fosfatos previamente pesados acorde a la formulación ya establecida
anteriormente. Mediante el uso de una paleta ayudar a que se mezcle bien
estos aditivos en la pasta cárnica.
Adicionar: Se colocó el conservante INBAC y de igual forma con la ayuda de
una paleta mezclar este conservante en la pasta cárnica del cutter.
44
Agregar: Una vez colocado todos los aditivos y conservantes se procedió a
poner todos los condimentos previamente pesados como: ajo, cebolla,
comino en polvo en la emulsión cárnica del cutter.
Agregar: Mientras se mezcla todos los ingredientes, en una jarra se disolvió
la proteína vegetal previamente pesada en el agua fría faltante de la
formulación, la cual es añadida simultáneamente en la emulsión cárnica y
poco después se agrega el colorante rojo natural.
Embutir: Lista la emulsión se procedió a sacar la pasta fina y colocarlo en un
bowld previamente tarado y pesar dicha cantidad. Se colocó esta pasta en el
embutidor previamente desinfectado, es muy importante no dejar aire ya que
puede reventar la tripa. Se procedió a llenar en una tripa artificial, este no
debe ser excesivo ni tampoco blando; el porcionado y amarrado se realiza
cada 12 cm.
Escaldado: Se procedió a la cocción en agua a 40-76-80 ºC, se deja el
embutido a cocinar por un tiempo de 30 minutos hasta llegar a una
temperatura interna de 68-72 ºC, para en lo posterior mediante choque
térmico se enfría el producto.
Ahumado: Para sellar la superficie del producto se colocó en la cámara de
ahumado por una hora.
Empacado y Almacenado: Una vez listo el producto se colocó en fundas de
polipropileno y aluminizadas se lo empacó al vacío para luego refrigerar 0-4
ºC, hasta su uso.
45
3.8 EVALUACIÓN SENSORIAL DE ACEPTABILIDAD DE LAS
DIFERENTES FORMULACIONES DE SALCHICHA
Para determinar el grado de aceptabilidad sensorial de las diferentes
formulaciones de salchicha tipo I, II y III con el 2,4 y 6% de contenido
proteico de chocho respectivamente, se aplicó una prueba hedónica de siete
puntos con los siguientes atributos color, olor, sabor, textura, aceptabilidad
que se encuentran en el Anexo II, los cuales fueron evaluadas por 20
catadores previamente entrenados en el Departamento de Nutrición y
Calidad del INIAP, quienes evaluaron esta prueba de carácter “Me gusta”,
“No me gusta, ni me disgusta”. Los resultados fueron analizados
estadísticamente en sus promedios aplicando la prueba de Tukey al 5% y
así se determinó cuál fue la formulación más aceptada por el catador.
3.9 EVALUACIÓN SENSORIAL TRIANGULAR Y
DESCRIPTIVA DE LA FORMULACIÓN SELECCIONADA
Se aplicó el método de la prueba triangular del Anexo III, a la formulación
más aceptada por el catador con el 4% de contenido proteico de tipo II, al
cual se determinó si existe o no diferencia entre las muestras. La prueba se
aplicó a 20 catadores entrenados del Departamento de Nutrición y Calidad
del INIAP, a cada evaluador se le presentó tres muestras codificadas de las
cuales dos son similares y una es diferente, preparando con las seis posibles
combinaciones: ABB, BAA, AAB, ABA y BAB en forma aleatoria, para que
cada evaluador pruebe de izquierda a derecha e identifique cual es la
diferente. La interpretación de resultados se utilizó tablas y programas
estadísticos como el Infostat, contando las respuestas correctas y el número
total de respuestas.
46
Adicionalmente, para diferenciar los principales atributos del producto
aceptado por el catador con contenido proteico de chocho al de soya, se
empleó la prueba descriptiva del Anexo III a 20 panelistas entrenados. Al
cual, por medio de una escala de intervalo lineal de 10 cm se evaluaron los
siguientes parámetros: color, sabor, jugosidad y textura de la salchicha con
proteína de chocho y otra de soya, a los cuales se les asignaron valores
numéricos para su tabulación, con el valor más alto de 10 y el de menor
valor 1, determinando así las características deseables y no deseables del
producto. Las pruebas se realizaron en cabinas independientes para evitar la
influencia de respuestas entre panelistas.
3.10 PRUEBAS FISICOQUÍMICAS DE LA FORMULACIÓN
Con el fin de evaluar las características nutricionales de la mejor formulación
seleccionada mediante la evaluación sensorial de aceptabilidad, se ejecutó
las pruebas físico-químicas que se encuentran en la Tabla 15, los cuales se
realizaron en los laboratorios del INIAP (Estación Experimental Santa
Catalina).
Tabla 15. Métodos para determinar el perfil nutricional de la salchicha
Propiedad Funcional Método
Humedad Método gravimétrico MO-LSAIA-01.01
Grasa Total Método Soxleth extracción líquido MO-LSAIA-01.03
Cenizas Totales Método gravimétrico por calcinación MO-LSAIA-01.02
Proteína MO-LSAIA-01.04
Fibra MO-LSAIA-01.05
Nitrógeno volátil MO-LSAIA-01.06
Minerales MO-LSAIA-03.01.02-4 y MO-LSAIA-03.02
Aminoácidos MO-LSAIA-26
47
[2.8]
3.11 ESTIMACIÓN DE VIDA ÚTIL
Por ser un producto altamente perecible, es necesario determinar la vida útil,
por lo que se aplicó un diseño completamente al azar (DCA) con tres
repeticiones, para lo cual se empacó al vacío en fundas de polipropileno
aluminizadas, posteriormente se almacenó en refrigeración a (5 ºC, 50% HR)
por un período de 15 días y en condiciones aceleradas (35 ºC, 90% HR) por
25 horas.
Además, de establecer el tiempo de vida útil del producto en los dos tipos de
condiciones de almacenamiento ya descritos anteriormente, se empleó el
análisis de la acidez y pH para determinar su variación en la proliferación de
microorganismos a través de las curvas obtenidas en las condiciones de
normales de refrigeración y aceleradas; por lo que se tomó la muestra el
mismo día y hora del análisis microbiológico.
En el monitoreo del producto, se realizó análisis microbiológicos en
condiciones aceleradas y refrigeración, basándose en las normas
ecuatorianas INEN 767; INEN 1338:2012, estas pruebas se efectuaron en
placas petrifilm según la metodología de 3M, Center Building, tal como se
muestra en la siguiente Tabla 16. Al cual se aplicó la fórmula (2.8) para
determinar la relación de durabilidad en dichas condiciones de
almacenamiento acorde a las curvas del factor intrínseco del pH.
𝐶𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠 =𝐷𝑢𝑟𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠
𝐷𝑢𝑟𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑒𝑛 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑑𝑎𝑠= 𝑑í𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑒𝑠
48
Tabla 16. Análisis microbiológicos de la salchicha en dos condiciones de almacenamiento
Análisis Microbiológicos Método
Coliformes y Salmonella 3M Center, Building 275-5Wos-sl Paul, Mn 551444-1000
Mohos y levaduras 3M Center, Building 275-5Wos-sl Paul, Mn 551444-1000
Escherichia coli 3M Center, Building 275-5Wos-sl Paul, Mn 551444-1000
Aerobios totales 3M Center, Building 275-5Wos-sl Paul, Mn 551444-1000
Salmonella 3M Center, Building 275-5Wos-sl Paul, Mn 551444-1000
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
49
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 RENDIMIENTO DE LOS PROCESOS DE OBTENCIÓN DE
LA PROTEÍNA DE CHOCHO.
En el proceso de extracción de proteína por precipitación isoeléctrica se
obtuvo un rendimiento mayor en el aislado protéico de chocho Guaranguito
451 con el 94.10 (%proteína aislada/%proteína Kjeldahl) a diferencia del
aislado protéico del chocho INIAP 450 obteniendo un rendimiento mínimo del
88.69 medias que se obtuvieron de tres repeticiones a partir de 1.2 kg de
harina de chocho desamargado del cual se recuperó alrededor de 500 a 600
g de proteína, calculados en base al contenido proteico total por Kjedahl.
Además, la proteína obtenida mediante la acción de la enzima Glucoamilasa
a las dos variedades del chocho, a diferencia de los aislados obtenidos por
extracción básica, este posee un alto rendimiento y contenido proteico con el
95.16 (%proteína aislada/%proteína Kjeldahl) en el caso del chocho
Guaranguito 451 como se indica en la Figura 8.
Figura 8. Rendimiento del aislado proteico de chocho
Aislado ChochoINIAP Andino
450 (ExtracciónBásica)
Aislado ChochoGuaranguito 451
(ExtracciónBásica)
Aislado ChochoINIAP Andino450 (Actividad
Enzimática)
Aislado ChochoGuaranguito 451
(ActividadEnzimática)
88,69 94,10 93,44 95,16
53,76 % 56,09 % 61,62 % 62,76 %
Rendimiento Proteína Aislada
a a a a
50
Al aplicar la prueba de Tukey (P < 0.05), no existe diferencia significativa
entre los procesos ejecutados para la obtención de proteína, debido a que
las medias obtenidas acerca de sus rendimientos son similares. De igual
manera, el contenido proteico de la Tabla 17, revela que los dos tipos de
aislados presentaron valores semejantes en sus medias: con el 53.76% del
INIAP Andino 450 y el 56.09% del Guaranguito 451 en el proceso de
extracción básica y los valores correspondientes al proceso enzimático del
chocho Andino 450 y Guaranguito son del 61.62% a 62.76%
respectivamente.
Tabla 17. Rendimiento del aislado de chocho
Tratamiento Rendimiento Proteína Aislada (%)
-Aislado Chocho INIAP Andino 450 por extracción básica
88,69 ± 0,03 a 53,76 ± 0,03 a
-Aislado Chocho Guaranguito 451 por extracción básica
94,10 ± 0,07 a 56,09 ± 0,03 a
-Aislado Chocho INIAP Andino 450 por actividad enzimática
93,44 ± 0,08 a 61,62 ± 0,08 a
-Aislado Chocho Guaranguito 451 por actividad enzimática
95,16 ± 0,03 a 62,76 ± 0,05 a
media± desviación estándar (n=3)
Letras diferentes en una misma columna indica diferencia significativa (P<0.05)
De acuerdo a Villacrés (2001), los factores que determinaron el mejor
rendimiento del aislado proteico con el 47.2% valor obtenido a partir del
rendimiento en la preparación de harina y concentrado proteico (74-80%); se
debió a las condiciones de extracción como el tamaño de partícula 150 m,
su pH de suspensión de 8.5 y a la relación sólido/líquido 1/15. Por lo tanto,
los valores obtenidos con respecto a sus rendimientos en esta investigación
son dados a las mismas condiciones de extracción, a la cual se le sometió a
cocción para el proceso de desamargado, teniendo en consideración las
pérdidas mínimas y la desnaturalización de proteína hasta la obtención de
harina.
En la investigación de Rodriguez (2011), el rendimiento fue de 33.6%, lo cual
es ligeramente bajo en comparación al aislado proteico obtenido del chocho
51
Guaranguito 451 y INIAP Andino 450 adquiriendo valores altos en sus
concentrados, calculado en base a la harina deslupinizada y sin grasa del
Chocho (Lupinus) para la extracción alcalina. La mejora de los rendimientos
en esta investigación correspondió a la utilización adecuada y de mayor
capacidad de los equipos a nivel de planta, evitando así el número de
extracciones.
Se determinó que el rendimiento promedio del proceso enzimático del
chocho fue de 69.5% a 93.1% a los 150 minutos de reacción por Villacrés
(2001); sin embargo, la reacción química de la enzima del chocho
Guaranguito 451 fue por un tiempo determinado de 4 a 5 horas, dado que
se recuperó el 62.76% de proteína con un rendimiento del 95.16 (%proteína
aislada/%proteína Kjeldahl); esto se debió a la especificidad de la reacción
catalítica de la Glucoamilasa a 50ºC que sigue una velocidad que depende
directamente de la concentración del sustrato. Se evidencia que al mejorar
los parámetros óptimos de obtención de concentrados proteicos incrementan
significativamente sus rendimientos.
4.2 PROPIEDADES FUNCIONALES DEL AISLADO
PROTEICO
La funcionalidad de los diferentes aislados proteicos ayudan a predecir como
las proteínas nuevas logran actuar en sistemas específicos o si puede ser
usada para reemplazar proteínas convencionales como la soya. Estas
propiedades dependen en gran parte de las interacciones de las proteínas
con otros constituyentes de los alimentos como carbohidratos, lípidos, agua
y sales. La proteína vegetal, especialmente el chocho posee propiedades
emulsificantes, estabilizadoras que dan consistencia al producto y forman
estructuras que retiene simultáneamente agua y grasa.
52
4.2.1 ÍNDICE DE DISPERSIBILIDAD DE PROTEINA
Es primordial analizar el índice de dispersibilidad de proteína de los aislados
protéicos obtenidos, por lo que mide la proporción de proteína dispensable
en el agua bajo condiciones específicas.
Mediante el cuadro de ANOVA, se encontró que tienen diferencias
significativas en los diferentes aislados proteicos, sin embargo se comprobó
que el mejor tratamiento, es el del chocho Guaranguito 451 con respecto al
Índice de Dispersibilidad de la Proteína como se muestra en la Figura 9.
Figura 9. Índice de dispersibilidad de la proteína P.D.I
Sin embargo, el Índice de Dispersibilidad de la proteína de chocho (85% y
87%), resultó menor al de la proteína de soya con un P.D.I del 89 %. Esto se
debe a un cierto grado de desnaturalización que experimenta la proteína en
el proceso de cocción del grano. Los datos de la Figura 9, son menores a
los reportados por (Villacrés, 2001), que cita un P.D.I del 70,7 % para un
concentrado proteico y 98,2 % para un aislado proteico de chocho.
INIAP Andino450 Guaranguito
451 Soya
85%87%
89%
INIAP Andino 450 Guaranguito 451 Soya
b
ab
a
53
Las operaciones que implican a la desnaturalización o la conformación de
las proteínas son: el calentamiento, presión, irradiación, pH ácido o alcalino,
las sales o agentes químicos los cuales provocan el rompimiento de los
puentes de hidrógeno y el despliegue de las cadenas polipeptidas para luego
ser transformados en polímeros plegado al azar (Metrione & Watson, 1999).
4.2.2 SOLUBILIDAD
La proteína aislada de chocho, presentó un perfil de solubilidad similar al de
la soya con un mayor porcentaje de proteína soluble a pHs alejados del
punto isoleléctrico (pH 4.5).
Figura 10. Perfil de solubilidad de varias proteínas
La solubilidad de la Figura 10, muestra que el aislado proteico de las
variedades chocho INIAP-451 e INIAP Andino 450 experimentó un
incremento de la solubilidad a partir de pH 6.0, alcanzando un máximo de
54,29 % y 98,61 % a pH 8,0, similar a la tendencia de la proteína de soya.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 2 4 6 8 10
% P
rote
ina
Solu
bili
zad
a
pH
% ProteínaSolubilizada Chocho450.
% ProteínaSolubilizada Chocho451.
% ProteínaSolubilizada de Soya.
54
En el punto isoeléctrico el menor valor de solubilidad correspondió a la
proteína de la variedad INIAP-450 con 12 %. Esta disminución se debe a
que las fuerzas de repulsión son mínimas provocando la agregación de las
proteínas y la precipitación de la misma.
La solubilidad se incrementó a partir de pH 6 a 8 obteniendo un alto
porcentaje para el chocho INIAP Andino con el 98.61% con respecto al
70.97% de la Soya y del 50% en el caso del chocho Guaranguito 451, los
cuales deben ser aprovechados para sistemas alimenticios. El aumento de la
solubilidad se debe a que las proteínas pueden actuar como cationes o
aniones que al poseer la misma carga eléctrica existe una mayor fuerza de
repulsión mejorando así su estabilidad, además con el aumento considerable
de la temperatura de 0 a 40ºC la solubilidad crece y llega a desnaturalizarse
o se vuelve inestable cuando sobrepasa dicho rango 40-50ºC (Giese, 1995).
El perfil de solubilidad de las variedades de chocho y soya, que se
demuestra en este estudio es mayor a los resultados obtenidos por
Villaverde (2011), quien reporta un promedio de 61% para la proteína de
chocho, a un pH de 7.
4.2.3 CAPACIDAD DE RETENCION DE AGUA Y ACEITE
El aislado proteico de chocho, presentó una capacidad de retención de agua
similar al aislado de soya. Mientras que la capacidad de retención de aceite
fue menor para el aislado de chocho como se muestra en la Figura 11.
El análisis estadístico de la Figura 11, reveló que no existen diferencias
significativas en la capacidad de retención de aceite de los aislados
proteicos de chocho y soya, no así en la capacidad de retención de agua. En
este caso se determinó dos rangos definidos, la proteína de soya se ubicó
55
en el primer rango (a); mientras que los aislados de chocho se ubicaron en
el rango (b), ya que tienen cierta similitud en sus valores de retención de
agua.
Figura 11. Capacidad de retención de agua y aceite
La capacidad de retener agua por parte de la proteína del chocho fue de
4.21 g agua/g proteína para la variedad INIAP-451 y 4.57 g agua/g proteína
para el INIAP-450, un valor similar (5,18 g agua/g proteína) mostró la
proteína de soya. Esta propiedad hace referencia a la habilidad de la
proteína para atrapar agua dentro de su matriz, lo cual de la distribución de
numerosos grupos polares libres permitiendo una mayor interacción entre el
agua y las moléculas de agua proteicas (Nelson, 2001). Otros factores que
influyen en la CRA son la microestructura, el tamaño de la partícula el pH,
fuerza iónica y la presencia de otros compuestos que retienen agua como
los azúcares y el almidón. Los datos obtenidos por (Villacrés, 2001) para el
aislado de chocho fueron menores (0.85 g agua/g proteína) que los
obtenidos en esta investigación.
Capacidad Retención de Agua (g Agua/g Proteína)
Capacidad Retención de Aceite (g de Aceite/gProteína)
Soya Ch.450 Ch.451
5.184.57
4.21
4.764
3.24
a
b b
a
a a
56
La capacidad de retención de aceite (CRAc), es la máxima cantidad de
compuesto, en gramos, que puede ser retenida por gramo de material seco
en presencia de un exceso de aceite bajo la acción de una fuerza
(Chamorro, Chambilla, & Elmer, 2010).
El aislado proteico de las dos variedades de chocho, mostró una similar
capacidad de retención de aceite (4-4.07 gr aceite/gr proteína), estos
valores son mayores a los reportados por (Camino, 2011a) y son
apropiados para ser empleados en productos cárnicos ya que imparten
jugosidad y mejoran la textura, en cambio una baja retención de aceite se
traduce en una sensación no grasosa de los productos.
4.2.4 CAPACIDAD Y ESTABILIDAD DE ESPUMA
Para la formación de espuma la proteína debe ser soluble en la fase acuosa,
concentrándose en la interfase aire/agua, para desdoblarse formando capas
cohesivas de proteínas alrededor de las burbujas de aire a medida que se
forman, la viscosidad junto con la fuerza mecánica deben ser suficiente para
prevenir la ruptura o la coalescencia (Kinsella, 1996). Los aislados
proteicos de chocho presentaron una capacidad de formación de espuma del
39% y 38.67% para el INIAP Andino 450 y Guaranguito 451,
respectivamente, en cambio para la soya esta propiedad fue del 39.67%.
Estos valores son similares a los establecidos por (Villaverde, 2011) con el
38% , gracias a la concentración de proteína en la burbuja de gas y en la
interfase líquida, reduciendo la tensión superficial, es decir, que es lo
suficientemente soluble y capaz de desdoblarse en este punto orientando a
la fase líquida y gaseosa respectivamente.
57
Figura 12. Capacidad de formación de espuma IV (%)
Al no encontrar diferencia estadística según el cuadro de ANOVA, mediante
la prueba de Tukey 0.05, los promedios de capacidad de formación de
espuma se ubicaron en el mismo rango estadístico (a) como se indica en la
Figura 12, esto significa que tanto la proteína de soya como la de chocho
presentaron una similar interacción aire-agua. Los valores obtenidos fueron
similares a los reportados por (Villacrés, 2001), para concentraciones
proteicas del 2 al 4%, que proporcionaron una capacidad de formación de
espuma entre el 40 y 45%, con una mayor migración de las moléculas
peptídicas hacia la interfase aire-agua.
En la Figura 13, se muestra la curva de estabilidad de espuma de los
diferentes aislados protéicos a partir de suspensiones del 2 a 4% (p/v)
ajustadas a pH 7, los cuales presentaron un incremento de espuma entre
20 - 25 ml a partir de 50 ml de cada suspensión en los aislados protéicos de
chocho y soya respectivamente. Las burbujas de espuma disminuyeron
paulatinamente a medida que transcurre el tiempo hasta un volumen de 8 a
10 ml al cabo de 80 minutos, llegando al colapso al término de los 120-160
minutos.
36,00
37,50
39,00
40,50
Soya INIAP Andino450
Guaranguito451
Incr
em
en
to d
el
Vo
lum
en
IV (
%)
40.50
39.00
37.50
36.00
a
a a
58
Figura 13. Capacidad de formación de espuma IV (ml)
La disminución en la estabilidad espumante de la Soya (R2=0.95), INIAP
Andino 450 (R2=0.93) y Guaranguito (R2=0.95); se acentuó con la
disminución en la concentración de proteína, sin embargo, si se produce una
viscosidad favorable en su fase líquida y un espesor apropiado en la película
adsorbida conduciendo a burbujas más pequeñas y espumas más firmes.
Se puede mejorar su estabilidad con la adición de sales NaCl, ya que los
cationes y aniones al tener afinidad con los grupos iónicos R de los
aminoácidos, evitan la interacción entre moléculas proteicas incrementando
su solubilidad y favoreciendo la adsorción de la proteína en la interfase
mediante la acción tensioactiva que favorece a la capacidad espumante de
las proteínas.
y = -0.1518x + 76.996R² = 0.9545
y = -0.1526x + 77.064R² = 0.9376
y = -0.1347x + 68.463R² = 0.9511
45
50
55
60
65
70
75
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Incr
em
en
to d
el
Vo
lum
en
(m
l) a
pH
7,0
Tiempo (min)
SOYA
INIAP Andino 450
Guaranguito 451
Lineal (SOYA)
Lineal (INIAP Andino 450)
Lineal (Guaranguito 451)
59
4.2.5 CAPACIDAD Y ESTABILIDAD DE LA EMULSIÓN
La capacidad emulsificante de la proteína de chocho INIAP Andino 450, y
Guaranguito se muestra en la Figura 14, con valores de 43.51%, 43.53%,
similares a la capacidad de la soya con 44%.
Figura 14. Actividad emulsificante
Según la prueba de Tukey (p>0.05), no se encontró diferencias significativas
en la capacidad de formación de la emulsión entre los aislados proteicos del
chocho, a partir de suspensiones de proteína al 4% (p/v) como se muestra
en la Figura 14.
La mayor capacidad emulsificante de la proteína de soya en relación a la del
chocho podría deberse a la presencia de un gran número de grupos amino
libres, que ayuda a emulsificar una mayor cantidad de aceite (31-33 ml de
aceite/gr de proteína), influenciada por factores intrínsecos como el pH 4,
43,00
43,50
44,00
Soya Guaranguito
451 INIAP Andino450
Act
ivid
ad d
e e
mu
lsif
icac
ión
(%
)
aa
a44.00
43.50
43.00
60
fuerza iónica, temperatura, tipo de proteína y factores extrínsecos como la
concentración, la velocidad de mezclado, etc. (Badui, 2006).
Estos resultados son similares a los reportados por (Simbaña, 2011), para
concentraciones entre 4-6%, que producen una capacidad emulsificante
entre 35-40%. En este caso las proteínas dispersadas tienden a difundirse
en la interfase ocasionando cambios en el equilibrio de la conformación ya
que el despliegue de la proteína expone los segmentos hidrofóbicos de los
polipéptidos a la interfase lipídica y segmentos iónicos polares a la fase
acuosa (Kinsella, 2003)
Los aislados protéicos presentan una estabilidad similar debido a la menor
cantidad de aceite separado en dicha suspensión, esto se debe a la
presencia de una película en la interfase impidiendo la coalescencia.
Además la proteína al ser soluble en la fase acuosa o hidrofílica se
determina la duración de la emulsión igualmente que ayuda a estabilizarla
sin que exista la separación de fases, por lo que a un pH 4 alcalino se
observó mayor estabilidad por la presencia de los grupos hidrofílicos e
hidrofóbicos.
4.2.6 GELIFICACIÓN
La gelificación se produce por la exposición de la proteína a temperaturas de
calentamiento seguidas por un enfriamiento, induciendo a la
desnaturalización y desdoblamiento de la proteína, formando una red
tridimensional el cual embebe agua y la inmoviliza. La formación de red
proteica es el equilibrio entre las interacciones proteína-proteína, proteína-
disolvente, fuerzas atractivas y repulsivas entre las cadenas polipeptídicas
próximas.
61
En la Figura 15, se indica la cantidad de agua separada (ml) en base a la
concentración (%) para la formación de gel.
Figura 15. Capacidad de gelificación
Se estableció que a una elevada concentración proteica del 10% de chocho
y soya contribuyeron a la formación de geles, mostrando una buena
consistencia y apariencia, valores similares a los reportados por Villacrés y
Avila (2011) que ensayaron concentraciones entre 10 - 16% .
Los aislados proteicos de chocho Guaranguito 451 y INIAP Andino 450,
presentaron valores de gelificación similares al de Soya, con escaso
deslizamiento de las muestras en el tubo invertido y poca retención de agua
(3-3.9 ml de agua separada) a concentraciones del 2% al 8%, debido a la
ausencia de fuerzas repulsivas que dieron como resultado menos
hidratación, expandido y consistencia; sin embargo favoreció la agregación
de las moléculas desnaturalizadas y la formación de una red proteica
ordenada al 10% de concentración, presentando además una buena
capacidad de retención de agua (1-2 ml de agua separada) en el umbral de
deslizamiento.
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
24
68
10
aa
abc
abcd
d
a
aab
abcd
bcd
aa
a
abcd
cd
ml d
e a
gua
sep
arad
a
Concentración (%)
Chocho INIAPAndino 450
Chocho Guaranguito451
Soya
2.5
3.5
1.5
62
La gelificación es generada por la desnaturalización y desdoblamiento de la
estructura secundaria, terciaria de la proteína atribuida a la polimerización o
agregación, lo que implica formar complejos de gran tamaño, esta propiedad
puede mejorarse mediante la adición de sales, la temperatura, pH y un alto
contenido de aminoácidos hidrófobos. Una buena capacidad gelificante
pueden ayudar en los productos alimenticios como los embutidos, las
masas de panificación, tofu o lácteos ya que generan redes tridimensionales
del gel más compactas.
4.2.7 VISCOSIDAD
La viscosidad de los aislados protéicos como se ilustra en la Figura 16,
mostró una tendencia creciente en función de la concentración proteica, a
valores de pH 7.0. Se observó que existe un incremento de viscosidad a
concentraciones entre 8 y 16% a una temperatura de 40-50ºC, dado que a
estos niveles las interacciones proteína-proteína presentan un
comportamiento viscoelástico.
La viscosidad y la consistencia son propiedades funcionales importantes en
los sistemas protéicos alimenticios como pastas, salsas, cremas o geles. Los
diferentes factores que influyen en el menor comportamiento reofluidificante
del coeficiente de viscosidad a niveles de concentración entre 8-10%, son: la
orientación progresiva de las moléculas, la deformación de la esfera de
hidratación que rodea la proteína en el deslizamiento y la rotura de los
enlaces de hidrógeno provocando la disociación de las interacciones
proteína-proteína a mayor velocidad de deslizamiento.
63
Figura 16. Variación de la viscosidad en función de la concentración
Los aislados proteicos de las dos variedades de chocho y la soya,
presentaron diferentes valores de viscosidad a un nivel de significancia del 5
%. Para una concentración proteica del 16% (p/v), el Chocho INIAP -450
alcanzó 86.37cp (R2=0.99), seguido por la Soya con el 85.61cp (R2=0.99), y
el menor valor (82 cp) correspondió a la variedad Guaranguito 451
(R2=0.99); sin embargo a concentraciones bajas, alrededor del 8%, los
valores de viscosidad de la proteína de los materiales citados, disminuyó a
66.47cp, 65.7cp y 65.27cp, respectivamente. Los valores obtenidos en esta
investigación de la Figura 16, a más de mostrar valores similares en sus
ecuaciones de las curvas (R2=0.99), son mayores a los reportados por
Camino (2011), debido al mayor número de interacciones protéicas y a una
correlación positiva en la absorción de agua.
y = 2.6585x + 43.981R² = 0.9962
y = 1.9703x + 50.149R² = 0.9907
y = 2.6338x + 43.459R² = 0.9932
60
65
70
75
80
85
90
8 10 12 14 16
Vis
coci
dad
(cp
)
Concentración (%)
Chocho INIAP Andino 450
Chocho Guaranguito 451
Soya
Lineal (Chocho INIAPAndino 450)
Lineal (ChochoGuaranguito 451)
Lineal (Soya)
64
4.3 EVALUACIÓN SENSORIAL DE ACEPTABILIDAD DE
DIFERENTES FORMULACIONES DE SALCHICHA TIPO
SUIZA I, II Y III
Se realizó una prueba de aceptabilidad en los atributos de color, aroma,
sabor, textura y aceptabilidad global utilizando una escala hedónica de siete
puntos a 20 catadores de la Estación Experimental Santa Catalina del INIAP.
4.3.1 COLOR
Mediante la prueba de Tukey (p>0.05), no se encontró diferencia significativa
en los tratamientos para el atributo “color” del producto. Se determinó una
calificación de 5.5 para el embutido preparado con un aislado proteico de la
variedad INIAP-450 a una concentración del 4% equivalente a “Me gusta”
“Mucho”, seguido del tratamiento con 6% de aislado proteico, que alcanzó
una calificación promedio de 5.25.
Figura 17. Calificación promedio del color del embutido con el 2,4 y 6% de proteína aislada de Chocho, variedad INIAP Andino 450
4.95 5.50 5.25
0
1
2
3
4
5
6
7
TIPO I TIPO II TIPO III
Cal
ific
ació
n P
rom
ed
io C
olo
r
Formulaciones: Tipo I (2%) , Tipo II (4%) y Tipo III (6%) de contenido proteico de Chocho
a a
a
65
4.3.2 AROMA
El aroma percibido mediante un panel de catadores en la prueba sensorial
dada, no varió estadísticamente para las diferentes concentraciones de
aislado proteico incorporado a las formulaciones.
Figura 18. Calificación promedio del aroma del embutido con el 2, 4 y 6% de proteína de chocho INIAP, variedad Andino 450
Acorde a la Figura 18, se demuestra que la mayor calificación fue de 5.75
correspondiente a “Me gusta” “Mucho” para el embutido a una concentración
del 4% de aislado proteico, seguido por la calificación promedio de 5.5 y 5.3
de carácter “Me gusta” “Poco”. Lo que significa que en función de este
atributo, resulta igual incorporar 2 o 6 % aislado proteico.
5.5 5.75 5.3
0
1
2
3
4
5
6
7
TIPO I TIPO II TIPO III
Cal
ific
ació
n p
rom
ed
io d
el A
rom
a
Formulaciones: Tipo I (2%) , Tipo II (4%) y Tipo III (6%) de contenido proteico de Chocho
a a a
66
4.3.3 SABOR
Se determinó que la calificación promedio más alta correspondió a la
salchicha Tipo II con el 4% de proteína aislada característico a “Me gusta”
“Mucho”, mientras que las salchichas I y III con 2 y 6 % de contenido
proteico en la escala estructurada, alcanzaron menores calificaciones, como
se ilustra en la Figura 19.
Figura 19. Calificación promedio del sabor del embutido con el 2, 4 y 6% de proteína de chocho, variedad INIAP Andino 450
Según la prueba de Tukey (p ≥ 0.05), si se encontró diferencias significativas
en las medias de sus tratamientos los cuales varían su contenido proteico de
chocho; ubicando a la salchicha Tipo II en el rango estadístico “a” por su
mejor preferencia por los catadores, como se muestra en la Figura 19.
5.5 6 5.15
0
1
2
3
4
5
6
7
TIPO I TIPO II TIPO III
Cal
ific
ació
n p
rom
ed
io d
el S
abo
r
Formulaciones: Tipo I (2%) , Tipo II (4%) y Tipo III (6%) de contenido proteico de Chocho
a ab
b
67
4.3.4 TEXTURA
La textura es un conjunto de características de un producto capaz de
estimular los receptores mecánicos y táctiles de la boca durante la
degustación (Hough & Fiszman, 2005).
Al aplicar la prueba de Tukey para los distintos tipos de embutidos I, II y III,
no se encontró diferencias significativas, sin embargo, el mayor valor
numérico (5.7), correspondió a la formulación de salchicha Tipo II, a la cual
los panelistas atribuyeron una mayor jugosidad, desmenuzabilidad y
gomosidad. En la escala hedónica de 7 puntos, las salchichas tipo I y III,
presentaron una menor calificación con 5.4 y 5.1, respectivamente, como
se exhibe en la Figura 20.
Figura 20. Calificación promedio de la textura del embutido con el 2, 4 y 6% de proteína de chocho, variedad INIAP Andino 450
5.4 5.7 5.1
0
1
2
3
4
5
6
7
TIPO I TIPO II TIPO III
Cal
ific
ació
n p
rom
ed
io d
e la
Te
xtu
ra
Formulaciones: Tipo I (2%) , Tipo II (4%) y Tipo III (6%) de contenido proteico de Chocho
a
a a
68
4.3.5 ACEPTABILIDAD GLOBAL
Según el análisis de varianza de las salchichas cocidas con el 2, 4 y 6% de
proteína de chocho, se encontró diferencias significativas en la aceptabilidad
global de los productos. El tratamiento con mayor calificación promedio fue
la salchicha tipo II con una calificación de 5.95, seguida por la salchicha
Tipo I con una puntuación de 5.15, correspondiente al atributo “Me gusta”
Mientras que el tratamiento Tipo III con 6 % de aislado proteico, presentó
una menor calificación (4.85), que hace referencia al atributo “no me gusta
ni me disgusta”, como se ilustra en la Figura 21.
Figura 21. Calificación promedio de acetabilidad del embutido con el 2, 4 y 6% de proteína de chocho, variedad INIAP Andino 450
De los ensayos sensoriales realizados en los atributos: color, aroma, sabor,
textura y aceptabilidad global, en una escala hedónica de 7 puntos, se
estableció como mejor tratamiento la salchicha tipo II, elaborada con el 4%
de proteína de chocho, entre otros ingredientes, seguida por la salchicha
Tipo I con 2% de aislado proteico de chocho. Mientras que la salchicha
Tipo III con el 6% de proteína, agradó en menor grado a los catadores, por
5.15 5.954.85
0
1
2
3
4
5
6
7
8
TIPO I TIPO II TIPO IIICal
ific
ació
n p
rom
ed
io d
e A
cep
tab
ilid
ad
Formulaciones: Tipo I (2%) , Tipo II (4%) y Tipo III (6%) de contenido proteico de Chocho
a
ab b
69
lo que se ubicó en un tercer rango estadístico, con respecto a las otras
formulaciones evaluadas.
4.4 PRUEBAS TRIANGULAR Y DESCRIPTIVA DE LA
SALCHICHA SUIZA TIPO II, ELABORADA CON
PROTEÍNA DE CHOCHO
4.4.1 PRUEBA TRIANGULAR
La prueba triangular aplicada a 20 catadores entrenados del INIAP fue de
libre elección permitiendo decidir que no hay diferencias entre las 3 muestras
codificadas convenientemente 852, 159 y 753, de las cuales dos fueron
iguales y sólo la tercera es diferente, correspondientes a la formulación del
Tipo II con el 4% de contenido proteico, resultado obtenido en la prueba de
aceptabilidad en los embutidos con proteína de chocho. De esta forma se
determinó que la probabilidad obtenida (P= 0.191≥0.05) de la muestra
diferente mediante la tabla de significancia, revela que no hay diferencia
significativa entre las muestras de embutidos y por lo tanto se acepta la H0 el
cual indica que todos sus tratamientos son iguales.
4.4.2 EVALUACIÓN DESCRIPTIVA
La evaluación descriptiva permitió describir las características de las
muestras del embutido Tipo II de chocho, con relación al producto elaborado
con aislado de soya. Los atributos evaluados fueron el color, textura, sabor y
jugosidad. En la Figura 22, se aprecia la calificación promedio de cada
atributo.
70
Figura 22. Perfil descriptivo de los tratamientos en función de su contenido proteico de los embutidos de soya y chocho
El perfil descriptivo destaca la calificación alcanzada por el tratamiento de la
salchicha con proteína de chocho al 4% de contenido proteico, en los
atributos textura, jugosidad y sabor, mientras que el color fue el atributo más
deprimido, ya que los catadores otorgaron una calificación promedio de 4.1,
este valor no difirió estadísticamente de los adjudicados a los otros.
Igualmente, en el atributo “sabor” no varió significativamente entre la
salchicha de soya y la de chocho, ubicándose en un mismo rango
estadístico.
El análisis estadístico correspondiente a la jugosidad reveló diferencias
significativas, alcanzando una mayor calificación promedio (5.85-4.5) para
el tratamiento de embutido de chocho (T753), seguido de los tratamientos de
soya (T159, T852) que se ubicaron en los rangos ab y b, respectivamente.
Esta diferencia en la percepción de la jugosidad durante y después del
consumo, puede deberse a factores intrínsecos como la temperatura de
cocción ya que una mayor temperatura puede disminuir su jugosidad, de la
4.45
6.2
4.5
4.55
4.5
5.7
5
4.8
4.1
6
5.85
5.950
1
2
3
4
5
6
7
COLOR
SABOR
JUGOSIDAD
TEXTURA
Embutido con proteína de soya Embutido con proteína de soya
Embutido con proteína de Chocho
71
misma manera la mayor cantidad de fibra muscular o de contenido lipídico
del músculo pueden aumentar la cantidad de jugo en la carne del embutido.
Con respecto a la textura, a través de la prueba de comparación de Tukey al
5% se determinó que la mayor calificación (5.95) correspondió al tratamiento
T753, que hace referencia a la salchicha con 4% de aislado proteico de
chocho. Mientras que los tratamientos T159 y T852 se situó en los rangos (ab
y b). Esta diferencia en los tratamientos es debido a la facilidad con que la
salchicha se fragmenta y la cantidad de residuo que queda después de la
masticación. Según Martínez, (2004) en la textura también influyen el
tamaño de haces de fibras longitudinalmente divido en el músculo por los
septos perimicicos del tejido conjuntivo de la carne.
Se estableció que en el perfil descriptivo muestra una gran similitud entre las
salchichas de chocho y soya de Tipo II, en los atributos color y sabor,
mientras que en la textura y jugosidad se determinó ligeras diferencias con
respecto al producto testigo.
4.5 CONTENIDO NUTRICIONAL DEL PRODUCTO FINAL
En la elaboración del producto final correspondiente al embutido cocido Tipo
II con un contenido vegetal del 4% de chocho y soya, se procedió a realizar
la caracterización química y nutricional del mismo como: el análisis proximal,
minerales y aminoácidos.
72
4.5.1 COMPOSICIÓN PROXIMAL DE LA SALCHICHA DE CHOCHO Y
SOYA
En la Figura 23, se presenta la composición proximal del embutido con
aislado proteico de chocho y soya en estado fresco. Los datos obtenidos
indican que el componente mayoritario es la humedad con el 66.12% para el
embutido con aislado proteico de soya en relación con el 63.75% del
embutido con contenido proteico de chocho. El contenido de proteína
importante para la formación de tejidos de los músculos fue de 18.80%
correspondiente al producto de soya, a diferencia del embutido de chocho
el cual presentó 16.56%. Estos resultados son relativamente altos con
relación a las salchichas frescas comerciales.
Figura 23. Composición Nutricional del embutido Tipo II con contenido proteico de chocho y soya
Humedad
Cenizas
Extracto Etéreo
Proteína
Fibra
Carbohidratos Totales
63.75%
2.89%
6.44%
16.56%
1.37%
72.74%
66.12%
3.07%
2.90%
18.80%
1.01%
74.22%
Embutido con proteína de soya Embutido con proteína de chocho
73
Además, el embutido con proteína de chocho presentó un alto aporte de
fibra con 1.37%, y bajo contenido en grasa entre 2-6%, el promedio de
cenizas fue 2.89%; con un alto porcentaje de carbohidratos (72.74%),
similar al producto elaborado con proteína de soya (74.22%), lo cual
representa un aporte en la ingesta energética de la dieta.
4.5.2 MINERALES DEL PRODUCTO FINAL
El contenido de minerales del tratamiento seleccionado mediante el sensorial
de la Figura 24, se verifica que el embutido cocido Tipo II con proteína de
chocho presenta algunos de los minerales indispensables para la ingesta
diaria con un contenido de potasio 0.23% y fósforo 0.19% en base seca y en
menor proporción se obtuvo entre calcio, magnesio, zinc, cobre, hierro y
manganeso de oligosacáridos.
Según Rivero (2003), describe que los minerales son sustancias inorgánicas
sin contenido calórico esenciales para varios procesos del organismo tales
como: activadores de las reacciones catalizadas por enzimas (zinc,
molibdeno, magnesio), son componentes del esqueleto el (calcio, fósforo),
de la hemoglobina (hierro, cobre), y de las hormonas tiroides el yodo;
además son controladores del equilibrio del agua y electrolitos (potasio,
sodio, calcio) y actúan en la actividad del sistema nervioso (calcio y
magnesio).
Se manifiesta que la presencia de sales minerales en el cuerpo colaboran en
las funciones biológicas del organismo, por lo tanto según los datos
reportados por Guato (2007), una salchicha comercial presenta valores altos
en Na, K, Ca 37-50 mg % debido a los agregados de sal y otros
conservantes tales como los polifosfatos de calcio y sodio que varían tanto
en cantidad según la formulación adoptada para aumentar la estabilidad de
74
la emulsión al calentamiento; sin embargo los valores registrados de la
salchicha con proteína aislada de chocho son menores en Na con 0.85 %
mg en comparación a los productos comerciales.
Figura 24. Contenido de minerales de la salchicha Tipo II elaborada con aislado proteico de chocho
4.5.3 COMPOSICIÓN DE AMINOÁCIDOS DEL PRODUCTO
Los aminoácidos son las unidades químicas o bloques estructurales de las
proteínas que tienen un grupo carboxilo libre, un grupo amino alfa y su
cadena lateral (R) polipeptídica. Una de las principales propiedades es su
capacidad de interacción con los solventes acuosos, es decir, su grado de
polaridad o no polaridad. Existen los aminoácidos esenciales aquellos que
no son sintetizados por el organismo y se los obtienen de los alimentos a
diferencia de los aminoácidos no esenciales que son fabricados por el
organismo a partir de otras sustancias.
0.85%
0.23%
0.19%
0.02%0.02% 0.018% 0.016% 0.015%
0.002%
Sodio Potasio Fósforo Calcio Magnesio
Zing Cobre Hierro Manganeso
75
A continuación se presenta el contenido de aminoácidos del producto y sus
principales componentes como la proteína vegetal y animal.
Figura 25. Composición de aminoácidos de la salchicha con proteína de chocho
1 3 5 7 9 11 13 15
Ácido Aspártico
Treonina
Serina
Ácido Glutámico
Prolina
Glicina
Alanina
Valina
Metionina
Isoleucina
Leucina
Tirosina
Fenilalanina
Histidina
Lisina
Arginina
5.01
2.29
2.31
8.81
2.78
3.12
2.12
2.82
1.23
2.57
4.48
1.96
3.15
2.65
3.87
1.38
g/100 g de materia seca
Carne de cerdo Carne de Res Semimagra Salchicha Suiza Chocho INIAP Andino 450
76
A diferencia de los datos de comparación en su composición de aminoácidos
del chocho INIAP Andino 450 registrados por (Peralta, E., E. Villacres, et al.
2008), el cual presenta un alto contenido entre 3.04-10.93% de ácido
glutámico, ácido aspártico, arginina y manteniendo un perfil bajo de
metionina 0.16%, cistina 0.19%. Por lo que, los valores obtenidos de
aminoácidos del producto terminado como el embutido son relativamente
altos por su contenido proteico de carne y chocho mostrando un elevado
perfil en sus ocho aminoácidos esenciales entre 3,15-10% e incluso con la
metionina de 1.29%, como se ilustra en la Figura 25.
Entre los aminoácidos no esenciales sobresalió el ácido glutámico con el
8.81%, éste actúa como neurotransmisor del sistema nervioso central, ayuda
en el transporte de potasio en el líquido cefalorraquídeo y actúa en el
metabolismo de grasas y azúcares. También, este aminoácido es utilizado
en el tratamiento de la epilepsia, retraso mental, distrofia muscular y úlceras.
El contenido de ácido aspártico fue 5.01%, este aminoácido es fundamental
para la formación de células, la función de la información genética del ARN-
ADN, la expulsión de toxinas y amoniaco de la circulación sanguínea,
induce a la movilización de minerales a través de la mucosa intestinal. Se
detectaron otros aminoácidos no esenciales pero importantes para el
organismo como: glicina 3.15%, prolina 2.78%, serina 2.31%, tirosina 1.96%,
arginina 1.38%, los cuales son necesarios para la producción de
inmunoglobulinas y anticuerpos en el caso de la serina, la glicina retarda la
degeneración muscular y repara los tejidos dañados. En cambio, la tirosina
es un precursor de la adrenalina, dopamina, actúa como un elevador del
humor y ayuda en las funciones de las glándulas suprarrenales, tiroides, y
pituitaria, al igual que la arginina que es un elemento que reduce el apetito y
disminuye la grasa corporal, asimismo colabora en la desintoxicación del
hígado neutralizando el amoniaco y alcohol, procede a la fabricación de las
hormonas de crecimiento y a la estimulación del páncreas para la liberación
de insulina.
77
Entre los aminoácidos esenciales se cuantificó: leucina 4.48%, lisina 3.87%,
fenilalanina 3.15%, valina 2.82%. La leucina promueve la cicatrización de
heridas del tejido muscular, piel, huesos, reduce el nivel de azúcar en la
sangre, a diferencia de la lisina que ayuda a la absorción de colágeno y a la
producción de anticuerpos contra el herpes. La fenilalanina produce una
sustancia química la noradrenalina el cual promueve el estado de alerta,
vitalidad, ayuda a la memoria, trata la enfermedad del Parkinson y la
esquizofrenia. En menor contenido se determinó histidina 2.65%, isoleucina
2.57%, treonina 2.29%, alanina 2.12% y metionina 1.23%. Estos
aminoácidos son relativamente necesarios para la protección de las células
nerviosas, la producción de glóbulos rojos y blancos, colágenos, elastina,
previene la acumulación de grasa en el hígado, ayuda a la transferencia de
nitrógeno de los tejidos periféricos del hígado.
4.6 VIDA ÚTIL DEL PRODUCTO
Las pruebas de almacenamiento realizadas en condiciones normales a una
temperatura de 5ºC en refrigeración y bajo condiciones aceleradas a 35ºC,
permitieron estimar la durabilidad del producto, por ello, se elaboró
salchichas con las condiciones del tratamiento seleccionado mediante la
prueba sensorial de aceptabilidad, acorde a las cantidades calculadas de la
formulación Tipo II. El producto obtenido fue empacado al vacío en fundas
de polipropileno aluminizadas al cual, se realizó el muestreo cada 2 días por
un período de 15 días para los embutidos en condiciones normales de
refrigeración y cada 5 horas durante 4 días para el producto en condiciones
aceleradas teniendo en consideración los factores extrínsecos a los cuales
se sometió el producto durante el período de almacenamiento como la
temperatura, carga microbiana del ambiente, composición de la atmósfera
dentro del empaque. Como factores críticos para evaluar la vida útil se
consideraron la acidez, pH y la carga microbiana del producto final.
78
4.6.1 ACIDEZ Y pH DEL PRODUCTO
Los valores registrados para el pH en condiciones normales de refrigeración
durante el almacenamiento se ubican en el rango permitido por la norma
técnica en los 6 primeros días, con un máximo de 6.20. La representación
gráfica de la Figura 26, de la variación del pH en función al tiempo de
almacenamiento muestra un descenso de este parámetro; sin embargo, a
partir del doceavo día de almacenamiento el recuento microbiológico se
incrementa y supera los límites de tolerancia establecidos en la norma INEN
767, estableciéndose como límite crítico el valor de pH 5.40.
Figura 26. Variación de pH de la salchicha almacenada a 5ºC
En contraste con el pH, la acidez de la Figura 27, mostró una tendencia
ascendente acorde a la ecuación (R2=0.95) con el tiempo de
almacenamiento con valores entre 3.47% a 4.81%, este aumento en el (%)
de acidez, muestra el crecimiento de bacterias acido lácticas propias de la
flora bacteriana cárnica.
y = -0.061x + 6.1727R² = 0.9675
5,00
5,20
5,40
5,60
5,80
6,00
6,20
0 2 4 6 8 10 12 14
pH
Días
pH
Lineal (pH)
5.60
6.20
6.00
5.80
5.400
5.200
5.000
79
Figura 27. Variación de la acidez de la salchicha almacenada a 5 ºC
El muestreo realizado bajo condiciones aceleradas en un ambiente drástico,
a temperatura y humedad elevadas (35ºC, 90% HR), reveló un descenso del
pH (R2 = 0.9675) en función del tiempo de almacenamiento, desde un valor
de 6.10 hasta un pH de 5.10 al término de 25 horas como se muestra en la
Figura 28.
y = 0.1093x + 3.4806R² = 0.953
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
0 2 4 6 8 10 12 14
Aci
de
z (%
)
Días
Acidez (%)
Lineal (Acidez (%))
5.00
4.50
4.00
3.50
3.00
80
Figura 28. Variación del pH de la salchicha, almacenada a una temperatura de 35 ºC
En la Figura 29, se exhibe el incremento de acidez en condiciones
aceleradas a partir, de la hora 0 con una fluctuación entre 3.47 - 4.81% a las
25 horas. Este cambio, podría favorecer la proliferación de bacterias
causantes del deterioro del producto.
Figura 29. Variación de la Acidez de la salchicha almacenada a 35 ºC
y = -0.0427x + 6.2156R² = 0.9545
4,90
5,10
5,30
5,50
5,70
5,90
6,10
6,30
6,50
0 5 10 15 20 25 30
pH
Horas/Día
pH
Lineal (pH)
6.50
6.30
6.10
5.90
5.70
5.50
5.30
5.10
4.90
y = 0.1075x + 3.3784R² = 0.9719
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
5,50
6,00
6,50
7,00
0 10 20 30
Aci
de
z (%
)
Horas/Día
Acidez (%)
Lineal (Acidez (%))
3.50
7.00
6.50
6.00
5.50
5.00
4.50
4.00
3.00
81
4.6.2 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO
Los resultados del recuento de Aerobios Totales, Escherichia Coli,
Salmonella, Staphylococcuss y Coliformes en condiciones normales se
muestran en la Tabla 18.
Tabla 18. Recuento microbiológico de la salchicha almacenada en condiciones aceleradas
Almacenamiento en condiciones aceleradas de temperatura y humedad (35ºC, 90% HR)*
Aerobios Mesófilos (UFC/g)
Staphylococcuss (UFC/g)
E.Coli (UFC/g)
Sallmonella (UFC/g)
Coliformes (UFC/g)
Tiempo (Hora)
Dilución EMP1:F.ALP EMP1:F.ALP EMP1:F.ALP EMP1:F.ALP EMP1:F.ALP
0 10-2 Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia
5 10-2 Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia
10 10-2 Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia
15 10-2 20x102 Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia
20 10-2 30x102 2x102 Ausencia Ausencia Ausencia
25 10-2 56x102 5x102 Ausencia Ausencia Ausencia
EMP1.F.ALP: Empaque en fundas de polipropileno y aluminizadas.
*Promedio de tres Repeticiones
Durante el almacenamiento en condiciones aceleradas, la salchicha no
presentó alteraciones o deterioros por la actividad microbiana al cabo de las
10 primeras horas, en lo posterior, la temperatura de 35ºC con una humedad
relativa del 90%, propició el desarrollo de los Aerobios Mesófilos de 5600
UFC/g y Staphylococcuss 500 UFC/g al termino de las 25 horas de
almacenamiento, sin embargo se determinó ausencia de salmonella,
escherichia coli y coliformes. Por lo tanto, se determinó que el producto bajo
condiciones aceleradas presenta una durabilidad de 20 horas, este valor no
excede el límite de tolerancia establecidos para estos microorganismos en la
82
Norma Técnica INEN 1338-2012 sobre los requisitos que deben cumplir los
productos cocidos.
En la Tabla 19, se exhibe la actividad microbiológica del producto terminado
almacenado a 5ºC.
Tabla 19. Recuento microbiológico de la salchicha almacenada a 5ºC
Almacenamiento en condiciones normales de refrigeración de temperatura y humedad (5ºC, 50% HR)*
Aerobios Mesófilos (UFC/g)
Staphylococcuss (UFC/g)
E.Coli (UFC/g)
Sallmonella (UFC/g)
Coliformes (UFC/g)
Tiempo (Días)
Dilución EMP1.F.ALP EMP1.F.ALP EMP1.F.ALP EMP1.F.ALP EMP1.F.ALP
0 10-2 Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia
2 10-2 1x102 Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia
4 10-2 1x102 Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia
6 10-2 2x102 Ausencia Ausencia Ausencia Ausencia
8 10-2 4x102 1x102 Ausencia Ausencia Ausencia
10 10-2 7x102 4x102 Ausencia Ausencia Ausencia
12 10-2 8x102 6x102 Ausencia Ausencia Ausencia
EMP1.F.ALP: Empaque en fundas de polipropileno y aluminizadas.
*Promedio de tres Repeticiones
Los resultados obtenidos revelan un incremento de Aerobios totales
respecto a la cantidad inicial, mayor a 100 UFC/g y de Staphylococcuss no
mayor a 600 UFC/g. Anotando como factor desencadenante de la
descomposición, el empacado del producto, con espacios libres que
permiten la reacción de oxidación del producto; a pesar de este hecho, las
diferencias estadísticas entre estos valores no fueron significativas. Además,
los resultados con respecto a Salmonella, Coliformes y Escherichia Coli
fueron negativos, por lo tanto se considera que este producto puede ser
almacenado por un período de 12 días a 5º C, sin alteración adversa de la
carga microbiana inicial, lo que ayudó a mantener la calidad sanitaria dentro
83
de los rangos establecidos para la calidad microbiológica de productos
cárnicos cocidos.
Con base a la ecuación que relaciona la durabilidad del producto en
condiciones normales y aceleradas, se determinó que el límite crítico
respecto a los parámetros de acidez y pH, se alcanza a los 12 días, cuando
comienza el deterioro microbiológico y organoléptico, especialmente en los
atributos textura y jugosidad.
Al término del periodo de monitoreo la durabilidad del producto terminado
empacado en fundas de polipropileno aluminizadas propias del embutido, a
dos condiciones se establece:
𝑫𝒖𝒓𝒂𝒃𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒆𝒏 𝒄𝒐𝒏𝒅𝒊𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝒏𝒐𝒓𝒎𝒂𝒍𝒆𝒔
𝑫𝒖𝒓𝒂𝒃𝒊𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅 𝒆𝒏 𝒄𝒐𝒏𝒅𝒊𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝒂𝒄𝒆𝒍𝒆𝒓𝒂𝒅𝒂𝒔=
𝟏𝟐 𝐝í𝐚𝐬
𝟎. 𝟖𝟑 𝐝í𝐚𝐬= 𝟏𝟒. 𝟒 𝒅í𝒂 ≅ 𝟏𝟒 𝒅í𝒂𝒔
Lo que significa que un día de almacenamiento de la salchicha tipo suiza con
proteína de chocho empacado en fundas de polipropileno y aluminizadas, en
condiciones aceleradas, equivale a 14 días en condiciones normales.
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
84
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
Las condiciones utilizadas para la obtención de proteína de las dos
variedades de chocho Guaranguito 451 e INIAP Andino 450, se logró
mediante actividad de la Glucoamilasa debido a su mayor rendimiento
y por extracción básica entre 53 y 70% por la mayor optimización de
materia prima y menos desperdicio.
El índice de dispersibilidad del aislado proteico de chocho varió entre
85%-87%, el mayor nivel correspondió a la variedad Guaranguito
451. Con respecto al perfil de solubilidad, el aislado de chocho
presentó curvas similares en relación al de soya con un valor
cercano al 90% a pHs alejados del punto isoeléctrico, propiedad que
puede ser aprovechada en la manufactura de alimentos.
La capacidad de absorción de agua y aceite de los aislados proteicos
de chocho Guaranguito y Andino, no presentaron diferencias
significativas en sus valores con respecto al de soya. Los niveles
encontrados (4.21-5 g agua/g proteína) y (3.24-4 g aceite/g proteína)
muestran su aptitud para ser incorporados en la elaboración de
productos cárnicos.
La capacidad de formación de espuma del aislado proteico de soya
(39.67%) fue similar a los valores registrados para los aislados de
chocho con valores entre 38.67-39%, con una tendencia al colapso, a
medida que transcurre el tiempo de reposo. .
85
En la actividad emulsificante no se determinó diferencias
significativas entre las emulsiones formadas con aislados proteicos de
chocho y soya; con un promedio del 44 % para la actividad
emulsificante y del aislado de soya y del 43.53%; 43.51% para los
aislados de chocho.
Según la prueba de aceptabilidad de las tres formulaciones: Tipo I, II
y III de salchicha suiza, la que obtuvo mayor calificación en los
atributos sabor, textura y aceptabilidad global fue la salchicha con el
4% de contenido proteico de chocho.
En la prueba triangular aplicada al producto seleccionado mediante la
prueba de aceptabilidad, los catadores no encontraron diferencias
entre las muestras, lo que indica que se puede reemplazar el
contenido proteico de chocho por el de soya.
Con respecto al valor nutricional de la salchicha elaborada con
proteína de chocho, se determina un adecuado aporte de proteína
con 16.56%, alto contenido de carbohidratos totales 72%, bajo perfil
de grasa, fibra y cenizas con 1-3%.
El producto presenta los ocho aminoácidos esenciales, en mayor
cantidad ácido glutámico, lisina, leucina, acido aspártico entre 3-8
g/100 g de materia seca. Además registra un contenido de minerales
como Na 0.86%, K 0.23%, P 0.19%, Ca 0.02% mg de materia seca.
El producto empacado al vacío en fundas de polipropileno
aluminizadas, presentó una durabilidad de 15 días almacenado en
refrigeración a (5°C, 50% HR), expresada en el recuento
microbiológica de aerobios mesófilos, el mismo que se enmarcó
dentro de lo establecido por la NTE INEN 1338:2012, con ausencia de
Salmonella y E.coli. En condiciones aceleradas (35°C, 90% HR) el
86
producto presentó un descenso de pH a un nivel 5 y un elevado
porcentaje de acidez del 6% al termino de las 25 horas, condiciones
que favorecieron el aumento de aerobios mesófilos y
Staphylococcuss.
87
5.2 RECOMENDACIONES
Se recomienda que al realizar la extracción de proteína de chocho,
deben ser con equipos adecuados y de gran capacidad para
aprovechar toda la materia prima.
De igual manera en el proceso de desamargado del chocho, debe
realizarse en condiciones aceptables verificando que mientras corra el
agua sucesivamente no sobre pase la semana, puesto que puede
descomponerse el grano de chocho.
Para alcanzar un mejor rendimiento del aislado proteico, a partir del
grano del chocho se debería emplear métodos de deslupinizado que
permita la conservación de proteínas.
En el proceso del liofilizado, el equipo debe ser limpiado y eliminando
el hielo frecuentemente, permitiendo obtener un producto en polvo
fino libre de agua, manteniendo sus propiedades.
Aplicar los aislados proteicos en productos ricos en nutrientes para
adultos, niños, madres de las zonas rurales de la sierra los cuales
tienen altos niveles de desnutrición.
BIBLIOGRAFÍA
88
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ANEXOS
92
ANEXO I
EVALUACIÓN DE DIFERENTES FORMULACIONES DE SALCHICHA ACORDE A LA COMPOSICIÓN DE LA
TABLA DEL INCAP
Formulación Tipo I.
Formulación Tipo II.
93
Formulación Tipo III.
94
ANEXO II
EVALUACIÓN SENSORIAL DE ACEPTABILIDAD
95
ANEXO III
PRUEBA SENSORIAL TRIANGULAR Y DE DISCRIMINACIÓN
96
ANEXO IV
PROCESO DE OBTENCIÓN Y ELABORACIÓN DEL AISLADO PROTEICO DE CHOCHO
Foto 1. Grano en remojo para
desamargar.
Foto 2. Agitación permanente
de la solución.
Foto 3. Control de pH de la
solución
Foto 4. Centrifugación a 8000
rpm de la solución.
97
Foto 5. Precipitado de la
proteína de chocho.
Foto 6. Precipitado de la proteína
de chocho.
Foto 7. Equipo de Liofilización.
Foto 8. Proteína de chocho
liofilizada.
98
ANEXO V
PROCESO DE ELABORACIÓN DEL EMBUTIDO
Foto 9. Molido de carne res, cerdo y
grasa dorsal.
Figura 10. Proceso de Cutteado de
la materia prima, aditivos e
ingredientes.
Foto 11. Cámara de maduración del
embutido.
Foto 12. Salchicha suiza.
99
ANEXO VI
PRUEBAS SENSORIALES Y CONTROL DE VIDA ÚTIL DEL PRODUCTO TERMINADO.
Foto 13. Prueba sensorial de
aceptabilidad
Foto 14. Cataciones de la prueba
triangular y descriptiva.
Foto 15. Análisis de la proteína
de chocho.
Foto 16. Análisis de proteína.
100
Foto 17. Equipo de determinación
de proteína.
Foto 18. Equipo de determinación
de absorbancias.
Foto 19. Durabilidad del producto
en la cámara acelerada.
Foto 20. Cámara de Flujo
Laminar.
101
ANEXO VII
VIDA ÚTIL DEL PRODUCTO TERMINADO
Foto 21. Cámara de Incubación.
Foto 22. Placas petrifilm.
Foto 23. Análisis acidez y medición
de pH.
Foto 24. Recuento microbiológico.