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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
BOMBONES RELLENOS DE MASHUA (Tropaeolum
tuberosum) DESHIDRATADAS POR ÓSMOSIS
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERA DE ALIMENTOS
MARÍA BELÉN GARZÓN VASCO
DIRECTORA: ING. YOLANDA ARGUELLO
Quito, Mayo, 2014
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo MARÍA BELÉN GARZÓN VASCO, declaro que el trabajo aquí descrito
es de mi autoría; 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.
María Belén Garzón Vasco
C.I. 171482038-6
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Bombones rellenos de
mashua (Tropaeolum tuberosum) deshidratadas por ósmosis”, que,
para aspirar al título de Ingeniera de Alimentos fue desarrollado por María
Belén Garzón Vasco, 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. Yolanda Arguello
DIRECTORA DEL TRABAJO
C.I.180162646-4
AGRADECIMIENTO
Agradezco en primer lugar a Dios porque sé que sin él y su obrar diario esta
meta no se hubiese culminado con éxito.
A mis padres, por todo el apoyo recibido durante toda mi carrera profesional
en donde han sido pilares fundamentales de paciencia, comprensión, amor y
apoyo incondicional en todo momento.
A mi hermana por su infinito amor, comprensión y ayuda constante.
A mi enamorado Felipe por su ayuda, apoyo y aliento incondicional que
siempre me animó en esta meta tan importante.
Agradezco a la Ingeniera Yolanda Arguello por su profundo apoyo,
colaboración y esfuerzo continuo para la elaboración de mi tema de tesis.
A la Universidad Tecnológica Equinoccial, la Facultad Ciencias de la
Ingeniería y todo el personal docente que con su profunda sabiduría y
conocimiento formaron parte de mi desarrollo profesional.
DEDICATORIA
Dedico el presente trabajo de tesis a Dios y mis padres que siempre han
sabido guiarme con el amor más profundo hacia el camino adecuado
tomando siempre las mejores decisiones aunque hayan parecido en cierto
momento duras.
María Belén Garzón Vasco
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ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN.................................................................................................... xi
ABSTRACT ................................................................................................ xiii
1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................... 1
2. MARCO TEÓRICO .................................................................................... 4
2.1. MASHUA (Tropaeolum tuberosum) ............................................... 4
2.1.1. ORÍGEN ............................................................................. 4
2.1.2. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA ....................................... 5
2.2. COMPOSICIÓN QUÍMICA ............................................................ 5
2.2.1. GLUCOSINOLATOS .......................................................... 6
2.3. PRODUCCIÓN NACIONAL ........................................................... 8
2.4. CONSUMO .................................................................................... 8
2.5. COCCIÓN ..................................................................................... 9
2.5.1. COCCIÓN COMO PRE - TRATAMIENTO .......................... 9
2.6. DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA (D.O.) ........................................ 9
2.6.1. VENTAJAS DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA ...... 10
2.6.2. DESVENTAJAS DE LA DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA .................................................................... 10
2.6.3. ÓSMOSIS ......................................................................... 11
2.6.3.1 SOLUCIONES OSMÓTICAS .......................................... 11
2.7. CAPILARIDAD EN EL PROCESO OSMÓTICO .......................... 12
2.7.1. PRIMERA ETAPA DE LA DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA .................................................................... 12
ii
PÁGINA
2.7.2. ÚLTIMAS ETAPAS DE LA DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA .................................................................... 13
2.7.3. DIFUSIÓN DE AGUA ....................................................... 14
2.8. CÁLCULO DE FACTORES DE DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA ................................................................................. 14
2.8.1. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA .................................. 15
2.8.1.1. Factores intrínsecos en la deshidratación
osmótica .......................................................... 15
2.8.1.2. Factores extrínsecos ....................................... 16
2.9. COMPUESTOS QUE PUEDEN ADICIONARSE A LAS
SOLUCIONES OSMÓTICAS PARA LA DESHIDRATACIÓN DE
ALIMENTOS ............................................................................... 18
2.10. SACAROSA ................................................................................ 19
2.10.1. JARABE DE SACAROSA ............................................... 19
2.11. AZÚCAR INVERTIDA .................................................................. 20
2.11.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES AZÚCAR
INVERTIDA .................................................................... 21
2.12. EL CACAO .................................................................................. 22
2.12.1. HISTORIA Y ORÍGEN .................................................... 22
2.12.2. CARACTERÍSTICAS GENERALES ............................... 22
2.13. EL CHOCOLATE ......................................................................... 23
2.13.1. COMPOSICIÓN DEL CHOCOLATE ............................... 24
2.13.2. VARIEDADES DE CHOCOLATE PARA
ELABORACIÓN DE BOMBONES .................................. 24
2.13.2.1. Chocolate Negro............................................ 25
iii
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2.13.2.2. Chocolate blanco ........................................... 25
2.13.2.3. Chocolate de cobertura ................................. 25
2.13.2.4. Chocolate compuesto .................................... 25
2.13.3. BOMBONES DE CHOCOLATE ...................................... 26
2.13.3.1. Chocolate relleno........................................... 26
2.13.4. TEMPLADO DE CHOCOLATE ....................................... 27
2.13.4.1. TÉCNICAS TEMPLADO DE CHOCOLATE ... 27
2.14. VIDA DE ANAQUEL DE UN ALIMENTO ..................................... 29
2.14.1. VIDA DE ANAQUEL DE CHOCOLATES ........................ 29
2.15. ANÁLISIS SENSORIAL ............................................................... 29
3.METODOLOGÍA ....................................................................................... 31
3.1. MATERIA PRIMA ........................................................................ 31
3.2. CARACTERIZACIÓN FÍSICO QUÍMICA DE LA MASHUA .......... 31
3.2.1. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD ................................... 32
3.2.2. DETERMINACIÓN SÓLIDOS SOLUBLES INICIALES –
FINALES .......................................................................... 32
3.3. DISEÑO EXPERIMENTAL .......................................................... 32
3.4 DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE MASHUA PARA RELLENO
DE BOMBONES ......................................................................... 34
3.4.1 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA ................................... 34
3.4.2 PRUEBA PRELIMINAR .................................................... 35
3.4.3 EQUIPO EXPERIMENTAL DE DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA .................................................................... 35
iv
PÁGINA
3.4.4 ELABORACIÓN DE SOLUCIÓN OSMÓTICA (JARABE
DE AZÚCAR INVERTIDA) ................................................ 36
3.4.5 DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE MASHUA
(Tropaeolum tuberosum) ................................................ 37
3.4.6 CÁLCULO DE FACTORES DURANTE LA
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA .................................... 39
3.4.6.1 Pérdida de peso (PA) ....................................... 39
3.4.6.2 Ganancia de sólidos (GS)................................ 40
3.4.6.3 Efectividad del tratamiento osmótico de
transferencia de masa “pérdida de peso –
ganancia de sólidos (PA/GS)” .......................... 41
3.5 PROCESO DE TEMPLADO DEL CHOCOLATE ......................... 41
3.6 PROCESO DE ELABORACIÓN DE BOMBONES RELLENOS
DE MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS ........................ 42
3.7 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE BOMBONES RELLENOS DE
MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS ............................. 44
3.8 ANÁLISIS SENSORIAL DE BOMBONES RELLENOS DE
MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS .............................. 45
3.8.1 APLICACIÓN ANALISIS SENSORIAL…………..………....45
3.8.2 DETERMINACIÓN DEL PANEL SENSORIAL .................. 45
3.8.3 EVALUACIÓN SENSORIAL DE BOMBONES
RELLENOS DE MASHUA DESHIDRATADA POR
ÓSMOSIS....................................................................... 45
3.8.3.1 Cantidad de muestra y número de muestras ... 46
3.8.3.2 Codificación y orden de presentación de
muestras .......................................................... 46
3.8.3.3 Agente Neutralizante ........................................ 46
v
PÁGINA
3.9 ANÁLISIS PROXIMAL DE BOMBONES RELLENOS DE
MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS .............................. 46
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................................. 48
4.1 CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE MASHUA ................ 48
4.1.1. EFECTO DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA EN
EL CONTENIDO DE HUMEDAD ................................... 49
4.2. DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE LA MASHUA ........................ 50
4.2.1.EFECTO DE LA TEMPERATURA Y
CONCENTRACIÓN SOLUCIÓN OSMÓTICA SOBRE
LA VELOCIDAD DE PÉRDIDA DE PESO (PA) EN EL
PROCESO DE DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE
MASHUA .......................................................................... 50
4.2.2.EFECTO DE LA TEMPERATURA Y CONCENTRACIÓN
DE LA SOLUCIÓN OSMÓTICA SOBRE LA GANANCIA
DE SÓLIDOS EN EL PROCESO DE
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE MASHUA .................. 53
4.2.3.EFECTO DE LA TEMPERATURA Y CONCENTRACIÓN
DE LA SOLUCIÓN OSMÓTICA SOBRE LA
EFECTIVIDAD (PA/GS) DEL PROCESO DE
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA ........................................ 55
4.3. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE BOMBONES RELLENOS
DE MASHUA DESHIDRATADAS POR ÓSMOSIS ..................... 57
4.4. ANÁLISIS SENSORIAL BOMBONES RELLENOS DE MASHUA
DESHIDRATADAS POR ÓSMOSIS ........................................... 58
vi
PÁGINA
4.5. RESULTADOS ANÁLISIS PROXIMAL MASHUA FRESCA VS.
BOMBÓN RELLENO DE MASHUA DESHIDRATADA POR
ÓSMOSIS TRATAMIENTO T2B3 .............................................. 60
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................... 62
5.1. CONCLUSIONES ........................................................................ 62
5.2. RECOMENDACIONES................................................................ 63
BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 62
ANEXOS………………………………………………………………………….. 90
vii
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 1. Clasificación taxonómica de la mashua ........................................ 5
Tabla 2. Composición química de la mashua en 100 g (parte
comestible) ................................................................................... 6
Tabla 3. Producción Nacional de mashua (Tropaeolum tuberosum) ........... 8
Tabla 4. Usos y funciones de algunos agentes osmóticos......................... 18
Tabla 5. Tipos de jarabe de sacarosa ........................................................ 20
Tabla 6. Tabla ingredientes azúcar invertida ............................................. 21
Tabla 7. Composición proximal del cacao y sus derivado. ......................... 24
Tabla 8. Variables del diseño experimental ............................................... 33
Tabla 9. Descripción del diseño experimental ........................................... 33
Tabla 10. Metodología para el análisis microbiológico de
bombones rellenos de mashua deshidratada por
ósmosis ....................................................................................... 44
Tabla 11. Metodología para el análisis proximal de bombón
relleno de mashua deshidratada por ósmosis ............................. 47
Tabla 12. Caracterización mashua fresca ................................................... 48
Tabla 13. Efecto de la temperatura y la concentración de
solución osmótica sobre el contenido de humedad
final en la mashua deshidratada.................................................. 49
Tabla 14. Pérdida de peso (PA) en el proceso deshidratación osmótica ..... 51
Tabla 15. Ganancia de sólidos (GS) durante el proceso de
deshidratación osmótica ............................................................. 54
Tabla 16. Efectividad del proceso de deshidratación osmótica (PA/GS)...... 55
Tabla 17. Análisis microbiológico bombones rellenos de mashua
deshidratada por ósmosis ........................................................... 57
Tabla 18. Análisis sensorial por atributos de bombones rellenos de
mashua deshidratadas por ósmosis ............................................ 59
Tabla 19. Resultado análisis proximal bombón relleno de
mashua deshidratada por ósmosis T3B2 .................................... 60
viii
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Aspecto de la mashua ................................................................. 5
Figura 2. Hidrólisis enzimática de mirosinasa en glucosinalatos ................ 7
Figura 3. Primera etapa de la deshidratación ........................................... 12
Figura 4. Ultimas etapas de la deshidratación .......................................... 13
Figura 5. Permeabilidad membranas ....................................................... 13
Figura 6. Composición química azúcar invertida ...................................... 20
Figura 7. Mazorca de cacao ..................................................................... 23
Figura 8. Esquema del concepto actual de la calidad sensorial ............... 30
Figura 9. Formas y tamaños de mashua .................................................. 34
Figura 10. Obtención de muestra piramidal cuadrangular de mashua........ 35
Figura 11. Esquema del equipo experimental de
deshidratación osmótica. 1. Calentador eléctrico,
2. Malla portadora de muestras, 3. Termómetro
incorporado, 4. Mecanismo de agitado continuo ....................... 36
Figura 12. Esquema elaboración solución osmótica (azúcar invertida) ...... 38
Figura 13. Proceso de deshidratación osmótica de mashua ...................... 38
Figura 14. Esquema templado de chocolate técnica utilizada baño
maría ....................................................................................... 38
Figura 15. Proceso experimental elaboración de bombones
rellenos de mashua deshidratada por ósmosis ......................... 43
Figura 16. Efecto de la temperatura y la concentración de
solución osmótica sobre el contenido de
humedad final en la mashua deshidratada .............................. 50
Figura 17. Efecto de la temperatura y concentración de
solución osmótica en la pérdida de peso (PA)
durante la deshidratación osmótica ......................................... 52
Figura 18. Efecto de la temperatura y concentración de
solución osmótica en la pérdida de peso (PA)
durante la deshidratación osmótica ......................................... 53
ix
PÁGINA
Figura 19. Efecto de la temperatura y concentración de
solución osmótica en la ganancia de sólidos en el
proceso de deshidratación osmótica ......................................... 54
Figura 20. Efecto de la temperatura y concentración de
solución osmótica en la efectividad (PA/GS) en el
proceso de deshidratación osmótica ......................................... 56
Figura 21. Análisis sensorial bombones rellenos de mashua
deshidratadas por ósmosis ....................................................... 59
Figura 22. Siembra mashua (Cantón Saquisilí - comunidad Maca) ............ 76
Figura 23. Cosecha mashua ...................................................................... 76
Figura 24. Esquema de templado de chocolate técnica utilizada baño
maría. 1.Fuente de calor, 2. Chocolate troceado, 3. Agua
hirviendo (olla base, 4. Olla baño maria (fundir chocolate) ........ 77
Figura 25. Presentación de bombones rellenos de mashua
deshidratadas por ósmosis ....................................................... 78
x
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo 1. Generalidades de la mashua .................................................... 76
Anexo 2. Proceso de templado de chocolate ........................................... 77
Anexo 3. Bombones rellenos de mashua deshidratadas por ósmosis ..... 78
Anexo 4. Deshidratación osmótica ........................................................... 79
Anexo 5. Ficha técnica consumidores habituales/ Análisis sensorial........ 79
Anexo 6. Ficha técnica análisis sensorial producto terminando ................ 81
Anexo 7. Calificación panelistas análisis sensorial ................................... 82
Anexo 8. Análisis microbiológico bombones rellenos de mashua …….. ... 84
Anexo 9. Análisis microbiológico bombones rellenos de mashua 2 .......... 85
Anexo 10. Análisis microbiológico bombones rellenos de mashua 3.……..86
Anexo 11. Informe análisis proximal resultados T3B2 ................................ 87
Anexo 12. Informe analisis proximal mashua fresca .................................. 88
xi
RESUMEN
En el presente trabajo se desarrolló Bombones rellenos de mashua
(Tropaeolum tuberosum) deshidratadas por ósmosis. La materia prima fue
de tipo ”amarilla tardía” proveniente de la provincia de Cotopaxi, Cantón
Saquisilí, comunidad de Maca. Se aplicó como pre tratamiento un proceso
de blanqueo a la materia prima con una duración de 15 minutos a 90 °C para
disminuir el contenido de glucosinolatos presentes en la mashua los cuales
generan un sabor amargo, picante y acre disminuyendo su aceptación en el
consumidor. La materia prima fue seleccionada manualmente eliminando
unidades con magulladuras, golpes y pudrición; se lavó y se cepilló para
eliminar tierra, material extraño e impurezas de los surcos u “ojos” de la
mashua. La mashua se mondó con la ayuda de un mondador automático
abrasivo, se cortó de forma piramidal cuadrangular (0.6 cm transversal – 1.4
cm longitudinal) y se introdujo en una solución osmótica a base de jarabe de
azúcar invertida. El diseño experimental utilizado fue (A x B) donde se
estudiaron los efectos de la variación de temperatura (30, 40 y 50 °C) y
concentración de solución osmótica (30, 40 y 50 °Brix) durante 6 horas con
agitación continua en 9 tratamientos con 3 repeticiones cada uno. Se realizó
un análisis estadístico de varianza unifactorial del contenido de humedad
final, pérdida de peso (PA), ganancia de sólidos (GS) y efectividad (PA/GS)
del proceso; obteniendo los mejores resultados a mayor temperatura y
concentración de solución osmótica en los tratamientos: T3B1 (50 °C - 30
°Brix), T3B2 (50 °C - 40 °Brix) y T3B3 (50 °C - 50°Brix). Se realizaron
análisis microbiológicos de las tres muestras presentando mejores
resultados los tratamientos T3B2 y T3B3 acorde a la norma NTE INEN
621:2010. Además se realizó un análisis sensorial de bombones rellenos de
mashua de los tratamientos T3B2 (50 °C - 40 °Brix) y T3B3 (50 °C - 50
°Brix) con una codificación numérica aleatoria de tres dígitos (261 - 639). Se
entregaron las muestras a un conjunto de 101 consumidores habituales de
chocolate y se evaluó la aceptabilidad del producto por medio de una escala
xii
hedónica donde 0 representa “me disgusta mucho” y 10 “me gusta mucho”;
obteniéndose resultados de mayor aceptación en el tratamiento T3B2 (50 °C
- 40 °Brix). Finalmente se realizó un análisis proximal comparativo entre
mashua fresca y mashua procesada del tratamiento T3B2 el cual evidenció
una disminución en el contenido de humedad y vitamina C debido al proceso
de blanqueo y deshidratación osmótica aplicada. El contenido de
carbohidratos totales sufrió un incremento considerable del 81.46% como
consecuencia del agente osmodeshidratante y su proceso tecnológico
aplicado.
xiii
ABSTRACT
In this paper stuffed mashua chocolate (Tropaeolum tuberosum) dehydrated
by osmosis was developed. The raw material was type "late yellow" from the
province of Cotopaxi, canton Saquisilí, Maca community. A bleaching
process the raw material for a period of 15 minutes at 90 ° C was applied as
pre-treatment to reduce the content of glucosinolates present in the mashua
which generate a bitter, spicy and pungent decline in consumer acceptance.
The raw material was selected manually removing units with bruises, bumps
and rot; washed and brushed to remove dirt, foreign material and impurities
from the grooves or "eyes" of the mashua. The mashua was cutted with an
abrasive automatic peeler, with quadrangular pyramid shape (0.6 cross cm -
1.4 cm length) and introduced into an osmotic solution based invert sugar
syrup. The experimental design used was (A x B) where the effects of
variation of temperature (30 , 40 and 50 ° C) and concentration of osmotic
solution (30, 40 and 50 ° Brix) were studied for 6 hours with continuous
agitation 9 treatments with 3 replicates each. Univariate statistical analyzes
of variance of the final moisture content , weight loss (PA) , solid gain (GS)
and effectiveness (PA / GS) process was performed ; the best results at
higher temperature and osmotic solution concentration treatments : T3B1 (50
° C - 30 ° Brix) , T3B2 (50 ° C - 40 ° Brix) and T3B3 (50 ° C - 50 ° Brix).
Microbiological analysis of three samples showing the best results and T3B3
T3B2 treatments according to the NTE INEN 621:2010 standard were
performed. And T3B3 (50 ° C - 50 ° Brix) with a random three-digit numeric
code (261-639) - also a sensory analysis of chocolates filled mashua of T3B2
(40 ° Brix 50 ° C) treatments were performed. Samples to a set of 101
regular consumers of chocolate were delivered and product acceptability
assessed by a hedonic scale where 0 represents “I dislike a lot" and 10 "
likes me a lot" ; yielding results greater acceptance in the T3B2 (50 ° C - 40 °
Brix) treatment. Finally, a comparative analysis between fresh mashua
proximal and processed T3B2 mashua treatment which showed a decrease
in moisture content of vitamin C due to the bleaching process and applied
xiv
osmotic dehydration was performed. The total carbohydrate content was
considerably increased 81.46 % as a result of osmodeshidratante agent and
applied technological process.
1. INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
En la actualidad los consumidores optan por elegir alimentos variados de
orígen más nutritivo y procesos mayormente controlados evitando las grasas
dañinas y sus consecuencias negativas para la salud; es así que optar por
alimentos como la mashua es una opción agroindustrial diversa y saludable
para el consumidor (Velásquez, 2006).
La mashua, mashwa, isaño, cubio o papa amarga (Tropaeolum tuberosum)
es un tubérculo comestible principalmente por la población indígena rural de
los andes de América de donde es originaria; es cultivada en un clima frío -
templado del páramo, específicamente en los países: Ecuador, Perú, Bolivia
y Colombia; en Ecuador su producción se encuentra ubicada precisamente
en la Sierra centro en las provincias de Tungurahua, Cotopaxi, Bolívar,
Cañar, Chimborazo y Azuay cultivada a una altura aproximadamente de
2600 a 3600 m.s.n.m. (Monteros, 1996).
Según Alminagorta (2012), este alimento no posee preferencias de consumo
dentro del medio puesto que no se han difundido sus propiedades nutritivas
y funcionales como: antioxidantes, proteínas, carbohidratos, fósforo, ácido
ascórbico (vitamina C) y minerales como el magnesio (INIAP, 2011).
Según INIAP (2011) & FAO (1990) en los últimos años el desconocimiento
de este tubérculo ha disminuido debido al continuo esfuerzo e impartición de
información sobre este cultivo andino como un tubérculo autóctono con una
completa adaptación a las condiciones ecológicas de los Andes lo cual
facilita su bajo coste de siembra y cosecha; además de contar con un
proceso de cultivo y cosecha sumamente rústica, una tolerancia a las
plagas y bajos niveles de insumos para su producción.
La mashua es un alimento que posee un sabor acre y picante, de interés
tecnológico y funcional mismo que será estudiado en el proceso de
deshidratación osmótica para aumentar su aceptabilidad y consumo.
2
Existen diversas alternativas para consumir el tubérculo como es en sopas,
purés, coladas, dulces, harinas, barras de granola y mermeladas en donde
se combinan alimentos como indica (Castillo & Escudero, 2010; Vizcaíno,
2010).
Ecuador posee uno de los alimentos más apreciados y comercializados a
nivel nacional e internacional como es el cacao en donde la producción del
mismo en el país rodea las 17.806 toneladas mensuales (granos de cacao);
las cuales son cultivadas en aproximadamente 450.000 hectáreas como
brindando trabajo a 100.000 familias principalmente de la provincia de
Esmeraldas debido a su condición geográfica y riqueza en recursos
biológicos (Aceprocacao, 2013); como así también las provincias del
Guayas, Bolívar, Manabí, Los Ríos y Santo Domingo que poseen una
elevada producción de cacao (INEC, 2012).
Actualmente Ecuador se encuentra entre uno de los primeros países
exportadores de la variedad de cacao de fino aroma con un valor de 75% el
cual es utilizado en diferentes aplicaciones como es el más conocido el
bombón o chocolate (Agrocalidad, 2013).
El chocolate posee una gran acogida dentro del medio pero ante la
incesante competencia comercial y productiva que existe se ha visto la
necesidad de innovar un producto diferente en donde ha surgido la idea de
elaborar bombones rellenos de mashua (Tropaeolum tuberosum)
deshidratada por ósmosis para promover y disminuir el escaso consumo que
éste tubérculo posee; además de aumentar su industrialización.
Objetivo General:
Elaborar bombones rellenos de mashua deshidratada osmóticamente
como una alternativa tecnológica de la agroindustria del tubérculo.
3
Objetivos Específicos:
Caracterizar física y químicamente la mashua de variedad “amarilla
tardía”.
Determinar las condiciones óptimas de los indicadores de control para
el proceso de deshidratación osmótica de la mashua mediante
análisis estadístico de los resultados experimentales.
Evaluar física, química y microbiológicamente el producto final.
Evaluar sensorialmente el producto final.
2. MARCO TEÓRICO
4
2. MARCO TEÓRICO
Las raíces y tubérculos andinos (RTA´s) provienen directamente de pueblos
autóctonos de orígen rural principalmente de la región andina como se
observa en la Figura 23; mismos que en la actualidad son de interés en el
mercado comercial debido a la demanda de alimentos nutritivos mediante la
creación de diversas alternativas agroindustriales para su consumo como es
el caso de la mashua (Tropaeolum tuberosum) (INIAP, 2003).
Este capítulo resume la investigación de las características generales de la
mashua (Tropaeolum tuberosum): orígen, clasificación taxonómica, y
composición química; además de temas sobre deshidratación osmótica, el
cacao y su derivado el chocolate.
2.1. MASHUA (Tropaeolum tuberosum)
2.1.1. ORÍGEN
La mashua como se observa en la Figura 1 proviene de los tubérculos
andinos donde su cultivo y producción se basa en países Latinoamericanos
como son: Ecuador, Perú, Bolivia y Colombia (Cárdenas, 1989) en donde
por muchos años su producción ha sido marginada.
Se conoce que el primer hallazgo arqueológico sobre la mashua data desde
650 -1350 A.D. en los sedimentos cueva Huachumachay, ubicada en el valle
de Jauja, Perú (Pearsall, 1992).
5
Figura 1. Aspecto de la mashua (Grau, et al, 2003)
2.1.2. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA
Tabla 1. Clasificación taxonómica de la mashua
(Font, 1982; Robles,1981)
2.2. COMPOSICIÓN QUÍMICA
Como indica la Tabla 2 la mashua tiene un alto contenido de agua que
supera el 60%; dato fundamental para el proceso de deshidratación
osmótica. Además es un tubérculo rico en ácido ascórbico (vitamina C),
vitamina B y una diversa variedad de aminoácidos (Seminario, 2004).
Según Jhons (1981), la mashua posee efectos insecticidas, nematicidas,
bactericidas y farmacológicos beneficiosos para la salud.
División: Espermatofitas Subdivisión: Angiospermas
Clase: Dicotiledoneas Súper orden: Dicifloras
Orden: Geraniales Familia: Tropaeolacease Género: Tropaeolum Especie: Tropaeolum Tuberosum
6
Tabla 2. Composición química de la mashua en 100 g (parte comestible)
PARÁMETRO ANALIZADO
UNIDAD RESULTADO
Humedad % 88.70 Ceniza % 4.81
Proteína % 9.17
Fibra % 5.86 Extracto etéreo % 4.61
Carbohidratos totales % 75.40 Almidón % 46.92
Azucares Totales % 42.81 Azucares Reductores % 35.83
Vitamina C mg/ 100 g mf 77.37 Retinol ug/ 100 g mf 735.36 Calcio % 0.006
Fosforo % 0.32 Magnesio % 0.11
Sodio % 0.044 Potasio % 1.99 Cobre Ppm 9.00 Hierro Ppm 42.00
Manganeso Ppm 7.00 Zinc Ppm 48.00
*Datos expresado en base seca, muestra entera mf= materia fresca
(Espín et al., 2004)
2.2.1. GLUCOSINOLATOS
Los glucosinalatos también denominados tioglicosidos presentes
fundamentalmente en la familia de las brassicaceae (Mañas, 2006) y
crucíferas poseen una composición de fitoquímicos compuestos por una
estructura de nitrógeno - azufrado presentes en diversos alimentos como
son el brócoli, col, rúcula, mostaza, coliflor, nabo, rábano, wasabi y la
mashua. Los glucosinolatos son sustancias muy lábiles que se degradan con
facilidad por la acción de la luz, calor, enzimas y fertilizantes (González,
2008).
Además para la disminución de estos compuestos generadores de sabor
amargo y picante en los alimentos se puede aplicar dos tratamientos
efectivos: disolución en agua de cocción causando disminución en los
7
compuestos químicos hidrosolubles como son las vitaminas, minerales,
azúcares sencillas, substancias nitrogenadas, pigmentos hidrosolubles y la
pérdida de substancias por inactivación ó destrucción principalmente en
vitaminas (Astisarán et al., 2003).
Los glucosinolatos se consideran inocuos pero cuando la planta es devorada
por un animal o digerida por un rumiante se genera una propiedad defensiva
ocasionada por el rompimiento celular de la planta poniendo en contacto los
glucosinolatos con la enzima mirosinasa (Mañas, 2006).
Como indica la Figura 2, se observa la hidrolisis enzimática de mirosinasa en
glucosinolatos generando glucosa, ácido sulfúrico y compuestos volátiles
como los isotiocianatos, nitrilos, tiocianatos y oxazolidin-2-tionas generando
un mecanismo de las plantas contra insectos y posiblemente patógenos
predominando los compuestos isotiocianatos (Mañas, 2006; Díaz, 2010).
Figura 2. Hidrólisis enzimática de mirosinasa en glucosinolatos (Díaz, 2010)
El contenido de glucosinolatos en los alimentos puede variar
considerablemente acorde al método de cultivo, el momento de cosecha, las
condiciones del suelo o el uso de herbicida y pesticidas (Nuffield
Foundation, 1984).
8
2.3. PRODUCCIÓN NACIONAL
Como indica la Tabla 3 se describe la producción nacional de mashua por
provincia y cantón; indicando que la provincia de Cotopaxi - Latacunga
presenta datos mayormente favorables en relación a la superficie sembrada
y vendida a nivel nacional.
Tabla 3. Producción nacional de mashua (Tropaeolum tuberosum)
Provincia
Cantón
Superficie sembrada
(Ha)
Superficie Cosechada
(Ha)
Cantidad
Cosechada (tn)
Cantidad vendida
(tn)
Azuay Cuenca 1 1 1 0 Bolívar Guaranda 5 3 6 3
Cañar Cañar 1 1 1 - Cotopaxi Latacunga 8 4 4 4
Salcedo 1 1 1 1 Chimborazo Guamote 4 4 4 4
Colta 5 2 1 1 Riobamba 3 2 7 6
Tungurahua Ambato 3 4 15 14
(MAG, 2000)
2.4. CONSUMO
Según PPD/GTP (2008), la mashua generalmente se consume de dos
formas fundamentales; cocida o asada modo en el cual se elimina por
completo el sabor picante y astringente los cuales son factores
fundamentales para aumentar su consumo e industrialización.
Se utiliza la mashua en su mayoría para la preparación de sopas, purés,
ensaladas, mermeladas, harinas y postres en general.
Además de las diversas aplicaciones gastronómicas el uso de la mashua se
lo realiza fundamentalmente para la preparación de aguas medicinales
debido a su poder para eliminar dolencias renales, problemas de la próstata,
enfermedades del hígado y disminuir la generación de radicales libres que
generan cáncer (Orígenes Cultivos Antiguos, 2011).
9
2.5. COCCIÓN
Como indica Gil (2010) el proceso térmico de cocción es una aplicación que
se efectúa por contacto directo (líquido - alimento) generalmente en agua a
una temperatura superior a 90 °C.
Mediante la cocción aplicada a los alimentos se obtiene: ablandamiento en
la textura de los mismos, modificación en las características organolépticas e
inactivación de enzimas (Nuffield Foundation, 1984).
2.5.1. COCCIÓN COMO PRE - TRATAMIENTO
La aplicación de un pre tratamiento a las muestras de mashua previo al
proceso de deshidratación osmótica es de vital importancia para eliminar la
existencia del sabor picante y astringente que deja el tubérculo al momento
de consumirlo por medio de la eliminación de glucosinolatos e isotiocianatos
(Quelal, 2012).
Como indica Camacho (2004); el proceso de escaldado, cocción o
blanqueado disminuye la selectividad de la paredes de las células del
alimento acelerando el proceso de deshidratación osmótica.
2.6. DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA (D.O.)
Según Rosas, Meléndez, & Benito (2007), la deshidratación osmótica es uno
de los principales métodos de conservación que se aplica a las frutas y
alimentos con estructura variable, puesto que de esta manera es posible
controlar la vulnerabilidad causada por el alto contenido de agua en el
alimento.
Según Anzaldua (1994) la deshidratación osmótica es una operación que
comúnmente se aplica para conservar la calidad y estabilidad de frutas y
hortalizas, sin tener grandes pérdidas en compuestos aromáticos; puede ser
10
utilizada como operación previa a procesos como es el secado, liofilización y
congelación disminuyendo los costos energéticos (Sultanoglu & Kaymak,
2000); además de obtener una mejora simultánea en la calidad del alimento
a largo plazo (Sharma et al., 2003).
2.6.1. VENTAJAS DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
Como indican Machucay (2009) & Della (2010) la deshidratación osmótica
se considera un proceso tecnológicamente sencillo en dónde se presentan
varias ventajas como son: la conservación de la calidad del alimento sin
afectar el sabor, color, aroma y textura del producto; prolongando la vida útil
de anaquel del mismo mediante su estabilidad a una temperatura ambiente.
La baja inversión económica se manifiesta en distintos aspectos como es en
la reducción de tiempo de deshidratación requerido, la posibilidad de
reutilizar jarabes osmóticos de manera controlada y la reducción de pérdidas
post cosecha (Machucay, 2009; Della, 2010).
La posibilidad para realizar una fortificación en el alimento agregando
minerales como zinc y calcio en la solución osmótica produce la
impregnación en el producto terminado (Alzamora et al., 2005).
Según Machucay (2009) & Della (2010) la deshidratación osmótica evita el
proceso de oxidación en el producto debido a la ausencia de oxígeno en la
solución osmótica (pardeamiento enzimático).
2.6.2. DESVENTAJAS DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
Dentro del proceso de deshidratación osmótica se presentan diversas
desventajas como es el no poder aplicar este proceso a todos los alimentos
11
o frutas debido a su falta de estructura sólida como son la granadilla y el
maracuyá (Anzueto, 2010).
Además se considera que se puede producir un exceso de trasferencia de
soluto denominado “endulzamiento” o “saladura” en donde deteriora el sabor
y el perfil nutricional del producto (Sharma et al., 2003). Finalmente el
manejo de jarabes reutilizados se puede volver un problema debido al
volúmen y la posible contaminación microbiana por el desprendimiento de
solutos del alimento (Camacho, 2004).
2.6.3. ÓSMOSIS
Según Apaza (2007), la ósmosis es el flujo neto de agua a través de una
membrana semipermeable inducida por una diferencia de concentraciones
de soluto.
El proceso osmótico es un tipo de difusión pasiva caracterizada por la
inmersión del alimento en donde se basa en el paso parcial de agua
removida a través de la membrana semipermeable desde la solución más
diluida (hipotónica) a la más concentrada que rodea la membrana
(hipertónica - jarabe concentrado de sólidos solubles), la difusión continuará
hasta que las dos soluciones tengan la misma concentración (isotónicas o
isoosmóticas) (Apaza, 2007) (CIP et al., 1995).
2.6.3.1 SOLUCIONES OSMÓTICAS
En relación al proceso de deshidratación osmótica se presentan tres tipos de
soluciones osmóticas las cuales difieren en su concentración; la solución
hipotónica es aquella que tiene una baja concentración de sólidos con
relación al producto a deshidratar (Apaza, 2007).
12
Según Apaza (2007) la solución isotónica es aquella que tiene una
concentración de sólidos igual al del producto; por lo tanto, no existe un
proceso de ósmosis o difusión de agua como indica la Figura 5.
Finalmente se presenta la solución hipertónica acorde a la Figura 5, en
donde se presenta una mayor concentración de solutos en relación al
producto deshidratado y es la solución utilizada en la D.O. como agente
osmodeshidratante; también posee una menor actividad de agua que el
alimento en cuestión (Apaza, 2007).
2.7. CAPILARIDAD EN EL PROCESO OSMÓTICO
Según Colina (2010), capilaridad es el proceso en el cual el agua se
desplaza a través de la membrana del alimento hacia la superficie del
mismo.
2.7.1. PRIMERA ETAPA DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
Como indica la Figura 3 en la primera etapa de la deshidratación se observa
el alimento en estado fresco e intacto estructuralmente en donde el agua
comienza a ser eliminada por capilaridad en el transcurso del proceso
osmótico (Colina, 2010).
Figura 3. Primera etapa de la deshidratación osmótica (Colina, 2010)
13
2.7.2. ÚLTIMAS ETAPAS DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
Como demuestra la Figura 4 el agua interna del alimento se va eliminando,
en donde sus células se observan ligeramente compactadas y distribuidas
hacia el exterior en un proceso de capilaridad. Mientras que si la velocidad
de eliminación de agua incrementa de forma abrupta se presenta un
proceso de difusión de agua activa y acelerada en donde finalmente las
células de observan deformadas y colapsadas por la influencia de la tensión
superficial (Colina, 2010).
Figura 4. Última etapa de la deshidratación osmótica (Colina, 2010)
Figura 5. Permeabilidad membranas (Hernández , 2007)
14
2.7.3. DIFUSIÓN DE AGUA
Según Colina (2010), la difusión de agua es un proceso basado en el
método isotérmico de deshidratación osmótica de forma pasiva que permite
una mayor concentración de solutos y menor contenido de agua en el
alimento según la estructura de la membrana celular del alimento en dónde
se basa en la composición, características y morfología del producto.
2.8. CÁLCULO DE FACTORES DE DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA
La transferencia de materia se realiza hasta que las actividades de agua de
la solución osmótica y del alimento en cuestión se igualan (Ibarz & Gustavo,
2005). El cálculo de los factores de la deshidratación osmótica se determina
mediante las relaciones [1], [2], [3], [4] y [5] (Colina, 2010).
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
Dónde:
PA = Pérdida de peso al tiempo t (porcentaje)
Fo = Peso inicial del producto (kg)
15
Ft = Peso del producto al tiempo t (kg)
Yo = Contenido inicial de humedad del producto (fracción masa)
Yt = Contenido de humedad del producto al tiempo t (fracción masa)
Xo = Contenido inicial de sólidos del producto (fracción masa)
Xt = Contenido de sólidos del producto al tiempo t (fracción masa)
GS = Ganancia de sólidos (porcentaje)
Bxo = Contenido inicial de sólidos solubles
2.8.1. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
La velocidad de transferencia de masa dentro del proceso de deshidratación
osmótica (ingreso de solución osmótica – salida de agua del alimento) se
realiza de forma más eficiente de acuerdo a distintos factores citados a
continuación:
2.8.1.1. Factores intrínsecos en la deshidratación osmótica
Son aquellos factores inherentes al alimento:
Naturaleza del alimento
Naturaleza celular interna del alimento y porosidad del mismo aumentan o
disminuyen acorde a la velocidad de transferencia del soluto y el agua en el
proceso de D.O. (Apaza, 2007).
16
Tamaño y forma del alimento
El tamaño y forma del alimento en el proceso son factores que determinan la
superficie total del mismo en contacto con la solución (Sharma S. M., 2003).
Según Machucay (2009), si se introducirían los alimentos en forma entera;
no se lograría obtener el producto con las características deseadas. Por ello
se debe reducir su tamaño para de esta forma facilitar la velocidad de
deshidratación osmótica.
2.8.1.2. Factores extrínsecos
Son aquellos factores en dónde se los puede controlar; citados a
continuación:
Temperatura de la solución
La temperatura de la solución dentro del proceso de D.O. es un factor clave
en donde se ha definido que a mayores temperaturas generalmente se
obtiene una mayor pérdida de peso y ganancia de solución debido a que se
disminuye la viscosidad de la solución osmótica y facilita el paso de la misma
en las células trans-membrana del alimento; sin embargo a temperaturas
superior a 60 °C puede generar daños en la integridad del alimento (Apaza,
2007).
Como indica Sharma (2003), se recomienda utilizar temperaturas
relativamente bajas (hasta 50 ˚C) puesto que se pueden afectar los
compuestos termolábiles del alimento.
17
Tiempo de proceso (inmersión)
El tiempo de inmersión del alimento en la solución depende explícitamente
del resultado final deseado y las características del alimento como es la
textura y estabilidad del mismo (Apaza, 2007) pero sin embargo se ha
definido que este proceso puede efectuarse entre 1 - 18 horas (Colina,
2010).
Se sabe que la mayor pérdida de agua del alimento se presenta durante las
primeras horas (Ramón, 2013) en la cuales es preferible evaluar cada media
hora y determinar sus pesos obtenidos en relación al inicial.
Tipo de agente osmótico
Los agentes osmóticos más frecuentemente usados son: sacarosa para
frutas, y cloruro sódico para hortalizas, pescado y carne. Otros agentes
osmóticos son: glucosa, fructosa, lactosa, dextrosa, maltosa, polisacáridos,
maltodextrina, jarabe de almidón de maíz y combinaciones de todos
aquellos.
Para mejorar la efectividad del proceso de ósmosis, y reducir el costo del
soluto, algunos investigadores han probado el uso de mezclas de solutos
con sacarosa, la elección de la mezcla definitiva depende de muchos
factores, tales como el costo del soluto, la compatibilidad organoléptica con
el producto final y el efecto conservante que pueda tener el soluto en el
alimento (Apaza, 2007; Rahman & Perera, 1996).
Concentración de la solución osmótica
Según Lenart & Flink (1984), la pérdida de agua en el alimento alcanza el
nivel de equilibrio osmótico acorde al aumento en la concentración del jarabe
osmodeshidratante; debido a la actividad de agua del jarabe es decir la
fuerza impulsora de la transferencia de materia. Al aumentar la
concentración del jarabe se forma una densa capa de soluto sobre la
superficie del producto, de modo que se acentúa el efecto osmótico y a su
18
vez se reducen las pérdidas de nutrientes. En jarabes con solutos de alto
peso molecular se forman barreras similares incluso a bajas concentraciones
(Saurel, Raoult, Rios, & Gilbert, 1994).
Agitación en el proceso
La agitación es una operación física fundamental en el proceso de
deshidratación osmótica que hace la solución más uniforme eliminando
gradientes de concentraciones, temperatura y otras propiedades (Machucay,
2009).
2.9. COMPUESTOS QUE PUEDEN ADICIONARSE A LAS
SOLUCIONES OSMÓTICAS PARA LA
DESHIDRATACIÓN DE ALIMENTOS
En la Tabla 4 se describen los diferentes agentes osmóticos, usos y
funciones en los alimentos que van a ser deshidratados osmóticamente.
Tabla 4. Usos y funciones de algunos agentes osmóticos
AGENTE
OSMÓTICO
USOS
FUNCIÓN
Sacarosa
Principalmente en frutas
Alta capacidad de remoción de agua,
reduce el oscurecimiento e incrementa la retención de volátiles
Fructosa
Principalmente en frutas
Sustitución parcial de la sacarosa,
para incrementar dulzor
Lactosa Principalmente en frutas
Sustitución parcial de la sacarosa,
para reducir dulzor
Maltodextrina
Frutas y hortalizas
Sustitución parcial de la sacarosa, para reducir dulzor
Glicerol
Frutas, hortalizas y
pescados
Mejora la textura
19
… Continuación
Sorbitol
Frutas, hortalizas y pescados
Mejora la textura
Citrato de Sodio
Hortalizas
Alta capacidad de reducir la aw
Cloruro de sodio
Principalmente
en carnes y pescados
Alta capacidad de reducir la aw
Combinación de sacarosa
y cloruro de sodio
Frutas, hortalizas y carnes
Combina los efectos de
reducción de la aw de la sal, con la remoción de agua del
azúcar y mejora las características sensoriales
Carbohidratos de alto peso molecular (almidón)
Pescados, carnes, frutas y hortalizas
Capacidad de remoción de agua con muy baja
penetración del soluto al producto. Se emplea en sustitución parcial de la
sacarosa para reducir el dulzor
(Colina, 2010)
2.10. SACAROSA
La sacarosa (azúcar común de mesa), soluble en agua la cual se obtiene de
la caña de azúcar o remolacha; consta de una α-glucosa y una β-fructosa,
unidas mediante un enlace glicosídico entre sus dos carbonos anoméricos
(Macarulla, 2007).
Conocido como el endulzante mayormente utilizado a nivel alimenticio para
diversas aplicaciones a nivel industrial y doméstico (Madrid, 2007).
2.10.1. JARABE DE SACAROSA
En la Tabla 5 se describen los tipos de jarabes, su concentración y usos
tecnológicos.
20
Tabla 5. Tipos de jarabe de sacarosa
TIPO DE ALMÍBAR
TEMPERATURA (°C)
PRUEBA USO
Jarabe 90 Estado ebullición Azúcar invertida
Sirope 100 Forma película en la espumadera
Helados
Hebra 103 Forma hebra si se enfría y estira
Conservadas de frutas
Perla 105-110 Forma bola hebra si se enfría y estira
Fondants y glaseados
Bola floja 110-115 Forma bola blanda entre los dedos
Fondants y caramelo
blando Bola dura 116-119 Forma bola dura entre
los dedos
Toffes
Escarchado o lamina
118-120 La bola se pega a los dientes
Fruta escarchada
Quebradizo 119-121 La bola no se pega a los dientes
Caramelo duro
Caramelo 150-180 Lámina quebradiza Coberturas y decoración
(Charley, 1987)
2.11. AZÚCAR INVERTIDA
Las moléculas de sacarosa reaccionarán con moléculas de agua al calentar
el jarabe en presencia de ácido. Por cada molécula de sacarosa hidrolizada
se obtiene una molécula de glucosa y una de fructosa (Charley, 1987) según
la Figura 6.
Figura 6. Composición química de azúcar invertida (Madrid, 2007)
En dónde a ésta reacción se le denomina: inversión de la sacarosa y al
producto obtenido azúcar invertida (Madrid, 2007).
21
El azúcar invertida o sacarosa invertida hace referencia al poder rotatorio de
la solución frente a la luz polarizada en donde se invierte a una temperatura
de 90 °C por el proceso de hidrólisis que separará la sacarosa en sus dos
subunidades (Glucosa y Fructosa); cuando desciende su temperatura a
50 °C se neutraliza el pH con bicarbonato de sodio generando una
efervescencia (Streitwieser & Heathcok, 1976).
2.11.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES AZÚCAR INVERTIDA
Según Madrid (2007) existen características generales del azúcar invertida:
Tiene mayor poder edulcorante que el azúcar común (30 % más)
Menor tendencia a la cristalización en comparación con la sacarosa
Se utiliza en mayor proporción a nivel de confitería
Mayor poder higroscópico (mayor capacidad de retener agua)
Acorde a la Tabla 6 se describe la formulación utilizada para realizar el
jarabe osmótico de azúcar invertida en el proceso osmodeshidratante.
Tabla 6. Tabla ingredientes azúcar invertida
INGREDIENTES CANTIDAD (g) %
Agua 150 g 30 Azúcar 350 g 69
Ácido Cítrico 2.5 g 0.5 Bicarbonato de Sodio 2.5 g 0.5
(Pérez, 2012)
22
2.12. EL CACAO
2.12.1. HISTORIA Y ORÍGEN
Según CATIE (1984) se conoce que el cacao es una planta cultivada desde
hace muchos años; en donde los Españoles la encontraron cultivada por los
Mayas y utilizada por los Aztecas en distintas formas como es la deliciosa
bebida XOCOLAT para banquetes especiales y el uso de semillas de cacao
como monedas de intercambio. Desde el descubrimiento realizado por los
europeos el desarrollo de este cultivo evolucionó notablemente y además su
proceso tecnológico.
La aparición del cacao en Ecuador data desde el año 1600 en donde existía
una pequeña siembra a orillas del río Guayas y se expandió a las orillas de
sus efluentes el Daule y Babahoyo en dónde se le conoce a esta variedad
como la que actualmente se le denomina “nacional” y botánicamente
perteneciente a los denominados forasteros amazónicos. Denominada
variedad nacional productora de cacao reconocido por su característica de
fino aroma (ANECACAO, 2012; Quirola, 2007).
2.12.2. CARACTERÍSTICAS GENERALES
El árbol de Cacao (Theobroma cacao) significa “alimento de los dioses” el
cuál crece en climas calientes y húmedos. El árbol posee una estructura
delicada y exigente para su crecimiento el cual requiere de una temperatura
entre 24 - 26 °C, lluvias abundantes y con regularidad. Posee un tamaño
promedio de 8 metros alcanzado a los 10 años y tiene un tiempo promedio
de vida de 30 - 40 años (Zchocolat, 2012).
Como indica la Figura 7, el fruto del árbol de cacao conocida como mazorca
posee una cáscara dura, con forma alargada, relieves simétricos y
23
longitudinales; el cual brota directamente del tronco del árbol (Hipernova,
2012). Cada futo puede temer una cantidad muy variable de semillas que en
promedio es de 30 - 40 unidades. El tiempo de maduración del fruto varía
por genotipo de 5 - 7 meses y ambiente en dónde mientras más cálido y
húmedo el tiempo de maduración es más rápido (Enríquez, 1985).
La pulpa de cacao es primordial para la producción de chocolate la cual es
producida por fermentación; rica en azúcares (10 - 13%); proporcionando el
sustrato básico para los microorganismos que fermentan el cacao y son los
responsables de los compuestos de sabor y olor del cacao elaborado
(Hipernova, 2012).
Figura 7. Mazorca de cacao
(ANECACAO, 2012)
2.13. EL CHOCOLATE
El chocolate como alimento inició como una bebida energizante y con
poderes afrodisíacos, su consumo en el medio se propicia en rituales de la
nobleza y clases militares. En un inicio a las monjas de origen Español
radicadas en México se les consideró las pioneras en realizar piezas sólidas
de chocolate para facilitar el transporte y su consumo.
24
España fue el primer país el cual disfrutó de la bebida pero fue hasta el siglo
XVII que el resto de Europa pudo hacerlo y fue un éxito. Es así que la
revolución industrial del siglo XVII popularizó el consumo del chocolate y lo
volvió accesible para la sociedad (Roldán, 2004).
Según Shura (2009), el chocolate es un subproducto del cacao el cuál se
obtiene por la mezcla de azúcar con dos productos derivados de la
manipulación de semillas de cacao; materia sólida (pasta de cacao) y
materia grasa (manteca de cacao) la cual a partir de esta mezcla básica se
realizan los distintos tipos de chocolate.
2.13.1. COMPOSICIÓN DEL CHOCOLATE
Según Viteri (2010), determinó la composición proximal del chocolate como
indica la Tabla 7.
Tabla 7. Composición proximal del cacao y sus derivados
Producto Grasa
(%) Agua (%)
Proteína (%)
Carbohidratos (%)
Fibra (%)
Chocolate amargo 52.9 2.3 5.5 18.0 2.6 Chocolate graso 23.8 3.9 8.0 29.0 4.6
Cacao 11.0 6.2 8.9 30.5 4.7
Cacao sin grasa 0 4.7 9.9 34.0 5.3
(Viteri, 2010)
2.13.2. VARIEDADES DE CHOCOLATE PARA ELABORACIÓN DE
BOMBONES
A continuación se citan diversas variedades de chocolate para elaborar
bombones:
25
2.13.2.1. Chocolate Negro
El chocolate negro es el resultado del producto de la combinación de la
pasta de cacao con la manteca de cacao o la utilización exclusiva de la
pasta de cacao junto con la adición de azúcar en donde debe poseer un
contenido mínimo del 45% de pasta de cacao (Botanical Online, 2013).
2.13.2.2. Chocolate blanco
El chocolate blanco deberá contener en extracto seco, no menos del 20% de
manteca de cacao y no menos del 14% de extracto seco de leche (incluido
un mínimo de grasa de leche entre el 2.5% y el 3.5% acorde a la legislación
aplicable nacional (INEN).
El extracto seco de leche se refiere a la adición de ingredientes lácteos en
sus proporciones naturales, salvo que la grasa de leche podrá agregarse o
eliminarse (CODEX ALIMENTARIUS,1981).
2.13.2.3. Chocolate de cobertura
Como indica Madrid (2007), el chocolate de cobertura se le conoce como la
mezcla de pasta de cacao y azúcar; con o sin adición de manteca de cacao
para su uso en productos alimenticios.
2.13.2.4. Chocolate compuesto
Según NTE 621 (2010) el chocolate compuesto es el producto al que se
incorpora productos alimenticios naturales o procesados, debidamente
autorizados con excepción de harinas, almidones y grasa, salvo que estén
incluidos en los ingredientes deberán añadirse en cantidades suficientes
26
basado en el producto final ante las características que se declaran como
propiedades.
2.13.3. BOMBONES DE CHOCOLATE
Bombón es el nombre genérico de los productos homogéneos que se
obtiene por un proceso adecuado de fabricación a partir de las materias
primas de cacao que pueden combinarse con productos lácteos, azúcares,
y/o edulcorantes, emulsionantes, aromas; excepto aquellos que emiten el
sabor natural de chocolate o leche (NTE 621, 2010).
Bombones de chocolate son los alimentos que tienen diferente forma y del
tamaño de un bocado, en los cuales la cantidad del componente de
chocolate no debe ser inferior al 25% del peso total del producto (NTE 621,
2010).
2.13.3.1. Chocolate relleno
También posee la denominación de tabletas, barras, bombones rellenos o
simplemente chocolate relleno. se entiende por el producto recubierto de uno
o más de los chocolates definidos cuyo centro se distingue claramente del
revestimiento por su composición.
El centro o interior podrá contener sustancias alimenticias de uso permitido,
con o sin aromatizantes o colorantes permitidos. El chocolate relleno no
incluye dulces de harina, bizcocho o galletas recubiertas de chocolate (NTE
621, 2010; AGROCAFTA, 2013).
27
2.13.4. TEMPLADO DE CHOCOLATE
El templado de chocolate es un requisito básico para la obtención de un
chocolate de excelente calidad el cual brinda características de brillo y
firmeza al producto terminado.
En el proceso de templado se produce la fusión de sus componentes como
son azúcar, cacao y manteca de cacao en donde este último posee cuatro
diferentes tipos de cristales que se fusionan a distintas temperaturas para
obtener una correcta cristalización estable de los mismos (Perrelo, 2013).
2.13.4.1. TÉCNICAS TEMPLADO DE CHOCOLATE
Existen tres tipos técnicas diferentes para templar el chocolate:
Templado de chocolate sobre mármol
Colocar las 2/3 partes del chocolate sobre el mármol (frío) y revolver con una
paleta para que este se vaya enfriando poco a poco una vez que ha
descendido la temperatura llevar a baño maría sin revolver hasta lograr la
temperatura de temple (27 ˚C) (Costaguta, 2008).
Templado de chocolate técnica sembrado
Se procede a incorporar el chocolate de barra rallado a la mezcla ya disuelta
en dónde se baja la temperatura y se debe incorpora perfectamente los dos
chocolates. Después se vuelve a calentar a baño maría y se retira del fuego
para que baje la temperatura hasta el temple. Es importante en los tres tipos
de temple dejar que la temperatura se mantenga constante por 30 minutos
(Costaguta, 2008).
28
Templado de chocolate en baño maría
Como indica el Anexo 2, Figura 24 se visualiza la técnica utilizada para
templar el chocolate; el cual se basa en colocar la solución en una olla base
y ésta sobre otra olla la cual contiene agua caliente en contacto con una
fuente de calor.
2.13.5. MANTECA DE CACAO
La manteca de cacao también llamado aceite de theobroma, se obtiene de
las bayas de la planta tropical de theobroma cacao mediante una prensa de
tornillo (Bailey, 1961; CENIAP, 2004).
La manteca de cacao está constituida fundamentalmente por triglicéridos
mono insaturados simétricos compartiendo una estructura similar en la
composición de ácido palmítico, esteárico y oléico (Chacón, 2006; Godfrid,
2013).
Posee una estructura quebradiza, dura y brillante a temperaturas inferiores a
26.7 ˚C; la aplicación de altas temperaturas en el subproducto produce una
fundición y ablandamiento. El punto de fusión depende de la forma cristalina
en que se haya solidificado. Si se enfría de forma brusca produce una
composición inestable mientras tanto si se calienta rápidamente tampoco se
obtiene el producto deseado al contrario de calentar en forma gradual el
producto se vuelve más estable con un punto de fusión comprendido entre
32 - 34 ˚C. Además la manteca de cacao no presenta una textura grasosa y
es extremadamente resistente a la oxidación, al enranciamiento y se
considera como la grasa de mayor valor económico (Bailey, 1961).
29
2.14. VIDA DE ANAQUEL DE UN ALIMENTO
Esencialmente la vida de anaquel de un alimento, se define como el tiempo
en el cual éste conservará sus propiedades fisicoquímicas, organolépticas y
nutricionales.
2.14.1. VIDA DE ANAQUEL DE CHOCOLATES
Según Arcor (2013), es ideal que el chocolate sea conservado en un lugar
fresco y seco (20 °C y 60 % HR).
Como indica Doutre (2005) el control en el proceso de templado de
chocolate afecta de forma directa a la calidad del producto terminado en
donde tanto las altas temperaturas como las bajas, afectan las
características del producto, produciéndose un fenómeno químico llamado
"flat bloom" o florecimiento del chocolate (la materia grasa migra a la
superficie dejándolo blanco). Además de obtener un chocolate granulado, sin
brillo y con cristales crujientes en el producto terminado.
2.15. ANÁLISIS SENSORIAL
Como indica Picallo (2007), el origen etimológico de la palabra sensorial
deriva del latín sensus que quiere decir sentido. Se define análisis sensorial
como un conjunto de técnicas de medida, análisis, evaluación e
interpretación de determinadas propiedades de los alimentos, percibidos a
través de uno o más de los sentidos humanos (apariencia, olor, consistencia,
sabor y audición) (Hough, 2013).
Acorde a la Figura 8 el análisis sensorial se considera una herramienta más
que aporta al adecuado control de la calidad, en donde puede prevenir los
defectos presentes en el producto terminado (Sancho et al., 2002).
30
Figura 8. Esquema del concepto actual de la calidad sensorial (Costel & Durán, 1984)
ALIMENTO
Características químicas, físicas y
estructurales
Propiedades físicas
CALIDAD
SENSORIAL
Condiciones fisiológicas
Condiciones psicológicas
Condiciones étnicas
ysociologicas
3. METODOLOGÍA
31
3. METODOLOGÍA
3.1. MATERIA PRIMA
Se estudió la mashua (Tropaeolum tuberosum) de tipo “amarilla tardía”
proveniente de la provincia de Cotopaxi - Latacunga, cantón Saquisilí,
comunidad del Maca la cual presentó resultados de mayor superficie
cosechada y cultivada (MAG, 2000).
3.2. CARACTERIZACIÓN FÍSICO QUÍMICA DE LA MASHUA
Para el estudio del proceso de D.O. de mashua en una solución osmótica ó
jarabe de azúcar invertida se realizó un análisis proximal acorde a la
metodología citada en la Tabla 8.
Tabla 8. Metodología para la caracterización de la mashua
ANÁLISIS MÉTODO
Proteína (factor 6.25) MAL-04/AOAC 981.10 Humedad MAL-13/AOAC 925.10
Grasa MAL-03/AOAC 991.36 Cenizas MAL-02/AOAC 923.03
Carbohidratos Cálculo Sodio MAL-27/ ABSORCION ATOMICA
Cloruro (Cloruro de Sodio) MAL-27/ METODO MOHR Fibra MAL-50/PEARSON
Colesterol MAL-15/Espectrofotometría Vitamina C HPLC/ FAO CAPITULO 17
(OSP, 2014)
32
3.2.1. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD
Se determinó la humedad de la mashua deshidratada osmóticamente
mediante el método gravimétrico INEN 265 en el laboratorio CENAIN; este
análisis se realizó por duplicado.
3.2.2. DETERMINACIÓN SÓLIDOS SOLUBLES INICIALES – FINALES
Se determinó los sólidos solubles de la mashua fresca y deshidratada
osmóticamente con un refractómetro marca “GRANDINDEX RHB” con
escala 0 – 90 °Brix, este análisis se realizó por triplicado.
3.3. DISEÑO EXPERIMENTAL
Para el desarrollo de bombones rellenos de mashua deshidratada
osmóticamente se aplicó un diseño experimental A x B.
Se estudiaron los efectos en tres niveles de temperatura (30,40 y 50) °C y
tres niveles de concentración de la solución osmótica a base de jarabe de
azúcar invertida (30,40 y 50) °Brix; con tres réplicas para analizar su efecto
sobre las variables de respuesta: efectividad del proceso de deshidratación
osmótica, pérdida de peso, ganancia de sólidos y porcentaje de humedad
después del proceso.
Se analizaron los datos mediante un análisis de varianza con arreglo
unifactorial utilizando el Software STATGRAPHICS Centurión versión XVI.I.
La Tabla 9 indica las variables del diseño experimental para el proceso de
deshidratación osmótica de la mashua.
33
Tabla 9 Variables del diseño experimental
VARIABLES INDEPENDIENTES NIVELES
Temperatura solución osmótica (° C)
T1: 30 T2: 40 T3: 50
Concentración de sólidos solubles de la solución osmótica (° Brix)
B1 : 30 B2: 40 B3: 50
Variables Dependientes
% Pérdida de peso (PA)
% Ganancia de sólidos (GS)
Efectividad del proceso de deshidratación osmótica (PA/GS)
% Humedad
En la Tabla 10 se presentan las condiciones experimentales de los
tratamientos para el proceso de deshidratación osmótica en la mashua.
Las temperaturas experimentales para la deshidratación osmótica (30, 40 y
50 °C) fueron tomadas en base a resultados de las investigaciones de
(Lenart & Flink, 1984) recomendadas para evitar el daño de productos
termolábiles y reducir el gasto de energía en el proceso (Torreggiani et al.,
1995).
Tabla 10. Descripción del diseño experimental
TRATAMIENTO
REPETICIONES
TEMPERATURA (° C)
CONCENTRACIÓN ( ° Brix)
T1B1 3
30
30
T1B2 3 40
T1B3 3 50
T2B1 3
40
30
T2B2 3 40
T2B3 3 50
T3B1 3
50
30
T3B2 3 40
T3B3 3 50
34
3.4 DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE MASHUA PARA
RELLENO DE BOMBONES
3.4.1 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
Como indica Samaniego (2010), la mashua fue seleccionada en un grado de
madurez comercial con características de firmeza y uniformidad. Producto
libre de putrefacción, quemaduras, agrietamiento, magulladuras y daño por
insectos en general como se observa en la Figura 9.
Figura 9. Formas y tamaños de mashua
Los tubérculos seleccionados fueron seccionados de forma piramidal y
cuadrangular considerando un tamaño acorde con el producto al que será
destinado “relleno de bombón de chocolate”; determinándose un tamaño de
1.4 cm de largo x 0.6 cm ± 0.3 mm de ancho aproximadamente como se
observa en la Figura 10.
35
Ancho
Figura 10. Obtención de muestra piramidal cuadrangular de mashua
3.4.2 PRUEBA PRELIMINAR
Como indica Quelal (2012), previo al proceso de deshidratación osmótica se
determinó la necesidad de aplicar un proceso de cocción a la materia prima
puesto que la misma presenta compuestos como son los glucosinalatos y los
isotiocianatos que le dan a la mashua un sabor picante y desagradable;
mismo que determinó que con la aplicación del proceso de blanqueado a
una temperatura de 90 °C durante 15 minutos disminuye notablemente la
acidez del tubérculo.
3.4.3 EQUIPO EXPERIMENTAL DE DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
El equipo de deshidratación osmótica aplicado en el presente trabajo se
esquematiza en la Figura 11.
Larg
o
36
Figura 11. Esquema del equipo experimental de deshidratación osmótica. 1. Calentador eléctrico, 2. Malla portadora de muestras, 3. Termómetro
incorporado, 4. Mecanismo de agitación y recirculación contínua, 5. Solución osmótica (azúcar invertida)
3.4.4 ELABORACIÓN DE SOLUCIÓN OSMÓTICA (JARABE DE AZÚCAR
INVERTIDA)
El procedimiento para la elaboración de azúcar invertida se esquematiza a
continuación en la Figura 12.
Figura 12. Esquema de elaboración azúcar invertida
(Madrid, 2007)
CALENTADO
INVERSIÓN
PESADO
NEUTRALIZACIÓN
ENVASADO
Ácido cítrico 90 °C
40 °C
Bicarbonato de sodio 50 °C
Azúcar Invertida
37
Se inició el proceso pesando todos los ingredientes como indica la Tabla 6;
una vez pesados todos los ingredientes se calentó agua hasta obtener una
temperatura de 40 °C. Seguido se preparó la inversión de la solución de
sacarosa a una temperatura de 90 °C por medio de la adición de ácido
cítrico liberando sus dos componentes (glucosa y fructosa) según Madrid
(2007) y se homogenizó suavemente. Se agregó el bicarbonato de sodio
cuando la temperatura de la mezcla descendió a 50 °C para realizar un
proceso neutralización y disminuir el pH homogenizando nuevamente la
solución.
Finalmente se envasó la solución osmótica en frascos de vidrio esterilizados
previamente.
3.4.5 DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE MASHUA (Tropaeolum
tuberosum)
El proceso experimental utilizado para la elaboración de mashua en forma
piramidal cuadrangular deshidratada por ósmosis se detalla en la Figura 13.
Solución Osmótica (Azúcar invertida)
PESADO
MONDADO
CORTADO
LAVADO Y DESINFECTADO
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
ESCURRIDO 2
COCCIÓN
ESCURRIDO 1
RECEPCIÓN
SELECCIÓN
Mashua
Durante 5 minutos
Solución Osmótica (30; 40; 50) °Brix:
Temperatura solución (30; 40; 50) °C
90 °C durante 15 minutos
38
…Continuación
Figura 13. Proceso de deshidratación osmótica de mashua
La materia prima utilizada corresponde al tipo “amarilla tardía” la cual fue
proveniente de la provincia de Cotopaxi – Latacunga, Cantón Saquisilí,
comunidad del Maca.
La mashua fue seleccionada en un estado de madurez comercial libre de
golpes, magulladuras, pudrición o cualquier defecto superficial que pudiese
afectar al proceso.
Se realizó un lavado inicial con agua potable y un cepillo de cerda gruesa
para eliminar tierra y material extraño impregnado en los surcos de la
materia prima, posteriormente se desinfectó la materia prima con jabón
líquido apto para alimentos con una dosis de 4 cc/l y se enjuagó con agua
potable. Se mondó la mashua en un mondador automático abrasivo con
capacidad de 50 kg. marca HOBART modelo PI -12 de acero inoxidable.
Para el corte de los trozos de Mashua se empleó una cortadora de acero
inoxidable con tamaño estandarizado (longitudinal y transversal) de marca
KATEL modelo VEG.O.MATIC manual.
Se realizaron cortes del tubérculo de forma piramidal cuadrangular para
adaptar el producto como relleno del bombón de chocolate
Seguido se sometió a un proceso de cocción la mashua cortada en una olla
de acero inoxidable durante 15 minutos a 90 °C (Quelal, 2012) y se escurrió
el agua excedente del proceso de cocción. El pesaje de mashua cocida
previo al inicio del proceso de deshidratación osmótica se realizó con la
ayuda de un balanza Metler Toledo con capacidad de 3.0 kg.
Se sumergieron los pedazos de mashua en la solución osmótica de azúcar
invertida experimentando los 9 tratamientos con sus diversas variables de
MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS
PESADO
ENVASADO Fundas de polietileno de alta densidad de barrera
39
temperatura (30, 40, 50) °C y (30, 40, 50) °Brix los cuales fueron expuestos
durante 6 horas cada tratamiento.
La mashua deshidratada osmóticamente fue escurrida en un colador durante
cinco minutos para eliminar residuos de jarabe osmótico (Guevara & Cacho,
1993). Finalizado el proceso de escurrido se determinó el peso final de
mashua deshidratada osmóticamente para calcular su rendimiento y
variables de respuesta de deshidratación osmótica.
Finalmente se envaso las muestras de mashua en fundas de polietileno de
alta densidad evitando el contacto del alimento con el medio exterior.
3.4.6 CÁLCULO DE FACTORES DURANTE LA DESHIDRATACIÓN
OSMÓTICA
Los factores de transferencia de masa pérdida de peso (PA), ganancia de
sólidos (GS) y efectividad del tratamiento osmótico de trasferencia de masa
(PA/GS) se calcularon a partir de las fórmulas [1], [2], [3], [4] y [5] detalladas
en el numeral 2.8. y Anexo 4.
3.4.6.1 Pérdida de peso (PA)
Se determinó el peso de las muestras previo al proceso de deshidratación
osmótica, durante y después del mismo para determinar la cantidad de peso
registrado.
Las tomas de peso se realizaron con una balanza Metler Toledo con
capacidad de 3.0 kg.
Para determinar la pérdida de peso se realizó el cálculo mediante la
siguiente ecuación:
[1]
40
Dónde:
PA = Pérdida de peso al tiempo t (porcentaje)
Fo = Peso inicial del producto (kg)
Ft = Peso del producto al tiempo t (kg)
Yo = Contenido inicial de humedad del producto (fracción masa)
Yt = Contenido de humedad del producto al tiempo t (fracción masa)
3.4.6.2 Ganancia de sólidos (GS)
Los valores de la ganancia de sólidos (GS) fueron calculados a partir de la
fórmula [2] citada en el numeral 2.8; en dónde (GS) indica la cantidad de
sólidos que ingresaron a los tejidos celulares de la mashua mediante la
siguiente ecuación:
[2]
Dónde:
Fo = Peso inicial del producto (kg)
Ft = Peso del producto al tiempo t (kg)
Xo = Contenido inicial de sólidos del producto (fracción masa)
Xt = Contenido de sólidos del producto al tiempo t (fracción)
GS = Ganancia de sólidos (porcentaje)
41
3.4.6.3 Efectividad del tratamiento osmótico de transferencia de masa “pérdida de peso – ganancia de sólidos (PA/GS)”
La relación pérdida de peso / ganancia de sólidos es un indicativo de la
efectividad del tratamiento osmótico.
Como indica Colina (2010), estos valores de relación del proceso de
deshidratación osmótica deben ser superiores a la unidad; obtenidos por
medio de la aplicación de la siguiente ecuación:
[5]
Dónde:
PA = Pérdida de peso
GS= Ganancia de sólidos
3.5 PROCESO DE TEMPLADO DEL CHOCOLATE
La técnica de templado de chocolate mediante baño maría se basó en la
metodología de Roldán (2004), descrita en la Figura 14.
FUNDIDO
ENFRIADO
PESADO
Chocolate en barra 65% SWEET & COFFE
Chocolate en baño maría (46 – 48 °C)
Temperatura chocolate (27 – 28 °C)
42
…Continuación
Figura 14 . Esquema templado de chocolate técnica baño maría
(Roldán, 2004)
Se realizó el templado del chocolate donde se pesó la materia prima en una
balanza Metler Toledo con capacidad de 3.0 kg. Se troceó el chocolate en
barra en una olla de baño maría hasta que alcance una temperatura de
fusión que oscila entre 46 - 48 °C como máximo, controlando
constantemente la temperatura. Se tomó la precaución de evitar el contacto
del chocolate con el agua o la humedad que produce el vapor para no
destemplar el chocolate.
Se retiró del baño maría el chocolate derretido cuando alcanzó la
temperatura de fusión y se esperó que ésta descienda hasta alcanzar los 27
- 28 °C. Posteriormente se calentó el chocolate derretido hasta llegar a una
temperatura de 32 - 33°C, en los cuales fue muy importante no superar esta
temperatura para evitar defectos de calidad en el producto terminado.
Por último se incorporó la manteca de cacao derretida lentamente en el
templado de chocolate y se homogenizo la mezcla verificando que su °T no
descienda los 32 °C.
3.6 PROCESO DE ELABORACIÓN DE BOMBONES
RELLENOS DE MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS
Las operaciones para la elaboración de bombones rellenos de mashua
deshidratada por ósmosis se detalla en la Figura 15.
CALENTADO
INYECCION
Chocolate templado
Temperatura (32 – 33 °C)
Manteca de cacao (mínimo 32 °C)
43
Figura 15.- Proceso experimental elaboración de bombones rellenos de mashua deshidratada por ósmosis
La preparación de moldes de chocolate se basó en limpiarlos y lavarlos con
agua tibia para luego secarlos íntegramente.
Se realizó el templado de chocolate por medio de la técnica de baño maría a
una temperatura de (32 - 33°C) (Roldán, 2004).
Los moldes fueron cubiertos con una capa gruesa de chocolate fundido y se
eliminó el exceso mediante vertido; además se terminó el moldeado con un
enfriamiento lento en refrigeración durante 5 - 10 minutos.
Se rellenaron los chocolates con una unidad de mashua deshidratada por
ósmosis en el centro del molde y se agregó una segunda capa de chocolate
templado que cubra todo el interior del molde agitando suevamente para
eliminar burbujas de aire en su interior.
El enfriamiento de los moldes de chocolate se lo realizó en refrigeración a
una temperatura de aproximadamente - 8 °C hasta el endurecimiento de los
bombones y se empacaron los bombones en una envoltura de papel para
posteriormente colocarlos en un lugar fresco, seco, libre de luz solar y a una
32 - 33 °C
SELLADO
TEMPLADO
ENFRIADO
MOLDEADO
RELLENADO
Preparación de moldes
Chocolate
Mashua deshidratada por ósmosis
- 8 °C
EMPACADO
Bombones rellenos de mashua deshidrata por ósmosis
44
temperatura inferior a 30° C para conservar su calidad como indica (Arcor,
2013; Contactopyme, 2013).
3.7 ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE BOMBONES
RELLENOS DE MASHUA DESHIDRATADA POR
ÓSMOSIS
Se realizó un análisis microbiológico basado en la norma NTE INEN
621:2010 (chocolates requisitos) para lo cual se enviaron las muestras de los
tratamientos con resultados más favorables de la efectividad del proceso de
deshidratación osmótica (PA/GS) a un laboratorio certificado donde se
realizaron los métodos de ensayo como se indica en la Tabla 10.
Tabla 10. Metodología para el análisis microbiológico de bombones rellenos de mashua deshidratada por ósmosis
PARÁMETROS ANALIZADOS
UNIDAD MÉTODO DE ENSAYO (NTE INEN 621)
Recuento de Aerobios Mesófilos
ufc/g Vertido en placa (Norma INEN 1529-5)
Recuento de Mohos y Levaduras
upml/g Vertido en placa (Norma INEN 1529-10)
Coliformes Totales ufc/g Placas petrifilm (AOAC 991.14)
Escherichia Coli ufc/g Placas petrifilm (AOAC 991.14)
Salmonella ufc/25g Norma INEN 1529-15
(CENAIN, 2013)
45
3.8 ANÁLISIS SENSORIAL DE BOMBONES RELLENOS DE
MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS
3.8.1 APLICACIÓN ANALISIS SENSORIAL
El análisis sensorial de los bombones rellenos de mashua deshidratada por
ósmosis se realizó por medio de una prueba hedónica de aceptabilidad para
lo cual previamente se determinaron los consumidores habituales de
chocolate.
3.8.2 DETERMINACIÓN DEL PANEL SENSORIAL
La determinación de consumidores habituales se obtuvo por medio de la
aplicación de una encuesta a 130 personas no entrenadas de ambos sexos
como indica el Anexo 5; en donde se realizaron cuatro preguntas con
información de fondo que revele si los encuestados son consumidores
habituales de chocolate.
3.8.3 EVALUACIÓN SENSORIAL DE BOMBONES RELLENOS DE
MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS
El análisis sensorial se realizó a un conjunto de 101 consumidores
habituales de chocolate, adultos mayores de 18 años de ambos sexos.
Para evaluar la aceptabilidad se estableció un puntaje en escala hedónica
del producto siendo cero (0) me disgusta mucho y el máximo diez (10) me
gusta mucho.
Dentro de la escala hedónica se calificaron atributos como: aspecto, sabor,
dulzor y aceptabilidad general como se muestra en el Anexo 6.
46
3.8.3.1 Cantidad de muestra y número de muestras
Se presentó a cada panelista dos muestras de aproximadamente 30 g cada
una procedente de los tratamientos que presentaron los mejores resultados
de efectividad (PA/GS) en el proceso de deshidratación osmótica y
microbiológica cumpliendo con la norma INEN 621:2010.
3.8.3.2 Codificación y orden de presentación de muestras
Se codificaron las muestras con un código aleatorio de tres dígitos (261 y
639) las cuales no poseen una secuencia el cual asocie al panelista con los
resultados (Hough, 2013). El orden de presentación fue completamente al
azar en donde a la mitad de los panelista se les entregó primero la muestras
261 y después la muestras 639; y viceversa al resto de panelistas.
3.8.3.3 Agente Neutralizante
A los panelista se les entregó agua para realizar un enjuague ántes del
proceso y después de cada muestra para neutralizar los sentidos e
indentificar de mejor manera los atributos presentados (Pereira, 2006).
3.9 ANÁLISIS PROXIMAL DE BOMBONES RELLENOS DE
MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS
Se realizó el análisis proximal del tratamiento con mejor aceptación sensorial
(T3B2) por parte del panel sensorial en un laboratorio certificado a través de
la metodología indicada en la Tabla 11.
47
Tabla 11. Metodología para el análisis proximal del bombón relleno de mashua deshidratada por ósmosis
PARÁMETROS ANALIZADOS
UNIDAD MÉTODOS DE ENSAYO
Proteína (factor 6.25) % MAL-04/ AOAC 981.10 Humedad % MAL-13/ AOAC 925.10
Grasa % MAL-03/ AOAC 991.36 Ceniza % MAL-02/ AOAC 923.03
Carbohidratos % Calculo Fibra % MAL-50/ PEARSON
Colesterol mg/100g MAL-15/ Espectrofotometría Cloruro de Sodio mg/100g MAL-27/METODO MOHR
Vitamina C mg/100g HPLC
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
48
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE MASHUA
Los resultados de la caracterización físico química de la materia prima se
describe en la Tabla y Anexo 12.
Tabla 12. Caracterización mashua fresca
ANÁLISIS MASHUA
Proteína (%) 2.54
Humedad (%) 87.82
Grasa (%) 0.30
Cenizas (%) 1.18
Carbohidratos (%) 8.16
Sodio (mg/100g) 16.92
Cloruro de sodio (%) 0.04
Fibra (%) 2.57
Colesterol (mg/100g) 0.00
Vitamina C (mg/100g) 56.57
(OSP, 2014)
Según OSP (2014), el tubérculo presenta un elevado contenido de vitamina
C dentro del cual uno de los principales beneficios se considera la capacidad
antioxidante con el fin de prevenir la creación y multiplicación de radicales
libres dañinos para el ser humano (Festy, 2007).
Como indica OSP (2013) el contenido de humedad presente en la mashua
fresca representa el 87.82% lo que contribuye al intercambio de sólidos
solubles durante el proceso de deshidratación osmótica.
La mashua se considera un tubérculo de elevado valor nutritivo debido a su
considerable contenido del macronutriente carbohidrato, fuente vital de
energia (Arbizu et al., 1982).
49
4.1.1. EFECTO DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA EN EL
CONTENIDO DE HUMEDAD
Como indica la Tabla 13 durante el proceso de deshidratación osmótica se
efectúa una eliminación de agua del alimento debido al efecto osmótico que
ejerce la solución altamente concentrada; en donde se da un intercambio de
agua del tubérculo hacia el exterior y el ingreso de sólidos solubles al
alimento similar a lo reportado por Molano, Serna, & Castaño (1996) y
acorde a la estructura del alimento que posee una estructura de membranas
semipermeables reportado por Ponting (1973).
Tabla 13. Efecto de la temperatura y la concentración de solución osmótica sobre el contenido de humedad final en la mashua deshidratada
TRATAMIENTOS NIVELES % HUMEDAD
1,2
T1B1 30°C - 30°Brix 71.79±0.28Aa
T1B2 30°C - 40°Brix 71.36±0.13Aa
T1B3 30°C - 50°Brix 69.64±0.32Bb
T2B1 40°C - 30°Brix 65.71±0.40Ca
T2B2 40°C - 40°Brix 62.32±0.12Db
T2B3 40°C - 50°Brix 59.31±0.14Ec
T3B1 50°C - 30°Brix 59.21±0.01Ea
T3B2 50°C - 40°Brix 58.59±0.33Fb
T3B3 50°C - 50°Brix 55.98±0.03Gc
1 Valor promedio ± desviación estándar 2 repeticiones
2 Letras mayúsculas distintas indican que existen diferencias estadísticamente significativas entre
tratamientos. Letras minúsculas distintas indican que existen diferencias estadísticamente significativas para una misma temperatura. p<0.05; LSD =0.95
Como indica la Figura 16 posterior al proceso de deshidratación osmótica se
observa una pérdida significativa en el contenido de humedad final de 55,98
% en el tratamiento T3B3 (50 °C – 50 °Brix) influenciado directamente por la
mayor temperatura y mayor concentración de solución osmótica para la
deshidratación del tubérculo.
50
Figura 16. Efecto de la temperatura y la concentración de solución osmótica sobre el contenido de humedad final en la mashua deshidratada
4.2. DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE LA MASHUA
Los resultados de la deshidratación osmótica se estudiaron evaluando el
efecto de la aplicación de distintas temperaturas y concentraciones de
solución osmótica sobre la velocidad de pérdida de peso, ganancia de
sólidos y la efectividad del proceso durante un tiempo que indique peso
constante.
4.2.1. EFECTO DE LA TEMPERATURA Y CONCENTRACIÓN DE
SOLUCIÓN OSMÓTICA SOBRE LA VELOCIDAD DE PÉRDIDA DE
PESO (PA) EN EL PROCESO DE DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
DE MASHUA
Los datos registrados de la pérdida de peso durante el proceso de
deshidratación osmótica aplicado a los trozos de mashua se muestran en el
0
10
20
30
40
50
60
70
80
T1B1 T1B2 T1B3 T2B1 T2B2 T2B3 T3B1 T3B2 T3B3
% H
UM
ED
AD
(g
/1
00
g m
as
hu
a
de
sh
idra
tad
a o
sm
oti
ca
me
nte
)
TRATAMIENTOS
Aa
Bb Ea
Ec
Db
Ca Fb
Gc
Aa
51
Anexo 4 para los tratamientos, observándose una disminución en el
contenido de agua reflejado en peso con una pérdida del 70.85 % en base
húmeda similar a lo reportado por Arroyo Portal, Arteaga Miñano, & Siche
Jara (2010).
El paso del agua se permite debido a la estructura del alimento por su
composición trans membrana semipermeable (Desrosier, 1989) como se
explica en la Figura 5 citada en el numeral 2.7.2.
Como indica la Tabla 14, se presentan los datos de pérdida de peso durante
el proceso de deshidratación osmótica de la mashua.
Tabla 14. Pérdida de peso (PA) en el proceso de deshidratación osmótica
TRATAMIENTOS NIVELES % PÉRDIDA DE PESO (PA)
1,2
T1B1 30°C - 30°Brix 48.57±0.59 Ic
T1B2 30°C - 40°Brix 51.60±0.35 Hb
T1B3 30°C - 50°Brix 53.24±0.19
Ga
T2B1 40°C - 30°Brix 57.16±1.12 Fc
T2B2 40°C - 40°Brix 59.72±0.72
Eb
T2B3 40°C - 50°Brix 63.89±0.23 Da
T3B1 50°C - 30°Brix 65.62±1.06
Cc
T3B2 50°C - 40°Brix 67.52±0.54 Bb
T3B3 50°C - 50°Brix 70.85±0.34
Aa
1 Valor promedio ± desviación estándar 3 repeticiones
2 Letras mayúsculas distintas indican que existen diferencias estadísticamente significativas entre
tratamientos. Letras minúsculas distintas indican que existen diferencias estadísticamente significativas para una misma temperatura. p<0.05; LSD =0.95
52
Figura 17. Efecto de la temperatura y concentración de solución osmótica en la pérdida de peso (PA) durante la deshidratación osmótica
Dónde: T1B1(30°C - 30°Brix); T1B2 (30°C - 40°Brix); T1B3 (30°C - 50°Brix); T2B1 (40°C -
30°Brix); T2B2 (40°C - 40°Brix); T2B3 (40°C - 50°Brix ); T3B1 (50°C - 30°Brix); T3B2 (50°C
- 40°Brix); T3B3 (50°C - 50°Brix).
La pérdida de peso fue calculada por medio de la ecuación [1] detallada en
el numeral 2.8. Como indica la Figura 17 y 18 se observa el comportamiento
de la pérdida de peso.
Se indica que el tratamiento T3B3 (50 °C - 50 °Brix) es el más eficaz en
concordancia a los resultados de pérdida de peso graficados en la figura 17
y los % de humedad final.
Según Soto & Altamirano (2005) indican que en estudios similares la
aplicación de una temperatura y solución mayor beneficia a la pérdida de
peso en el proceso de deshidratación osmótica.
53
Figura 18. Efecto de la temperatura y concentración de solución osmótica en la pérdida de peso (PA) durante la deshidratación osmótica
Dónde: T1B1(30°C - 30°Brix); T1B2 (30°C - 40°Brix); T1B3 (30°C - 50°Brix); T2B1 (40°C -
30°Brix); T2B2 (40°C - 40°Brix); T2B3 (40°C - 50°Brix ); T3B1 (50°C - 30°Brix); T3B2 (50°C
- 40°Brix); T3B3 (50°C - 50°Brix).
4.2.2. EFECTO DE LA TEMPERATURA Y CONCENTRACIÓN DE LA
SOLUCIÓN OSMÓTICA SOBRE LA GANANCIA DE SÓLIDOS EN
EL PROCESO DE DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE MASHUA
Como indica Tabla 15 se observa que a medida de que se incrementa la
temperatura y la concentración de sólidos solubles en la solución osmótica
disminuye el porcentaje de sólidos totales del producto final debido, a la
relación en la solución osmótica entre agua y concentración de °Brix, la
mashua adquiere más sólidos solubles y elimina sólidos totales.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
T1B1 T1B2 T1B3 T2B1 T2B2 T2B3 T3B1 T3B2 T3B3
% P
érd
ida d
e P
eso
(P
A)
TRATAMIENTOS
Aa Bb Cc Da Eb
Fc Ga Hb
Ic
54
Tabla 15. Ganancia de sólidos (GS) en el proceso de deshidratación osmótica
TRATAMIENTOS NIVELES % GANANCIA DE SÓLIDOS (GS)
1,2
T1B1 30°C - 30°Brix 10.06±0.48ABa
T1B2 30°C - 40°Brix 10.22±0.34Aa
T1B3 30°C - 50°Brix 10.45±0.27
Aa
T2B1 40°C - 30°Brix 9.59±1.17BCa
T2B2 40°C - 40°Brix 8.91±0.78
CDEa
T2B3 40°C - 50°Brix 9.06±0.27BCDa
T3B1 50°C - 30°Brix 8.26±0.92
DEFa
T3B2 50°C - 40°Brix 7.85±0.60EFa
T3B3 50°C - 50°Brix 7.26±0.38Fa
1 Valor promedio ± desviación estándar 3 repeticiones
2 Letras mayúsculas distintas indican que existen diferencias estadísticamente significativas entre
tratamientos. Letras minúsculas distintas indican que existen diferencias estadísticamente significativas para una misma temperatura. p<0.05; LSD =0.95.
En la Figura 19 se observa el efecto de la combinación de las variables
temperatura y concentración de solidos solubles de la solución osmótica en
relación al % de ganancia de sólidos.
Figura 19. Efecto de la temperatura y concentración de solución osmótica en la ganancia de sólidos en el proceso de deshidratación osmótica
Como indica la Figura 19 la aplicación de bajas temperatura en la solución
osmótica contribuye al % de ganancia de sólidos; no así las altas
temperaturas cuya ganancia de sólidos disminuye.
0
2
4
6
8
10
12
T1B1 T1B2 T1B3 T2B1 T2B2 T2B3 T3B1 T3B2 T3B3
% G
an
an
cia
de S
óli
do
s
(GS
)
TRATAMIENTOS
ABa Aa Aa BCa
CDEa BCDa DEFa
EFa Fa
55
4.2.3. EFECTO DE LA TEMPERATURA Y CONCENTRACIÓN DE LA
SOLUCIÓN OSMÓTICA SOBRE LA EFECTIVIDAD (PA/GS) DEL
PROCESO DE DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
Como indica Colina (2010) la efectividad en el proceso de deshidratación
osmótica se basa en la relación de pérdida de peso (PA) y ganancia se
sólidos (GS); en donde el resultado debe ser superior a la unidad para
indicar un proceso efectivo como indican los datos tabulados en la Tabla 16.
Tabla 16. Efectividad del proceso de deshidratación osmótica (PA/GS)
TRATAMIENTOS NIVELES EFECTIVIDAD (PA/GS) 1,2
T1B1 30°C - 30°Brix 4.83±0.17Ea
T1B2 30°C - 40°Brix 5.05±0.14Ea
T1B3 30°C - 50°Brix 5.09±0.12Ea
T2B1 40°C - 30°Brix 6.01±0.66Db
T2B2 40°C - 40°Brix 6.73±0.49CDab
T2B3 40°C - 50°Brix 7.06±0.19Ca
T3B1 50°C - 30°Brix 8.00±0.73
Bb
T3B2 50°C - 40°Brix 8.63±0.56Bab
T3B3 50°C - 50°Brix 9.78±0.48
Aa
1 Valor promedio ± desviación estándar 3 repeticiones
2 Letras mayúsculas distintas indican que existen diferencias estadísticamente significativas entre
tratamientos. Letras minúsculas distintas indican que existen diferencias estadísticamente significativas para una misma temperatura. p<0.05; LSD =0.95
56
Como indica la Figura 20 se observa el efecto y relación de las variables de
respuesta pérdida de peso y ganancia de sólidos sobre la efectividad del
proceso.
Figura 20. Efecto de la temperatura y concentración de solución osmótica en la efectividad (PA/GS) en el proceso de deshidratación osmótica
Como indica la Figura 20 todos los tratamientos aplicados durante la
deshidratación osmótica indican efectividad en el proceso debido a que
presentan valores superiores a la unidad siendo el mejor tratamiento T3B3
(50°C - 50 °Bx) debido a su incremento de temperatura y concentración de
solución osmótica en el proceso osmodeshidratante.
0
2
4
6
8
10
12
T1B1 T1B2 T1B3 T2B1 T2B2 T2B3 T3B1 T3B2 T3B3
Efe
cti
vid
ad
(P
A/G
S)
TRATAMIENTOS
Ea Ea Ea Db
CDab Ca Bb
Bab
Aa
57
4.3. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE BOMBONES
RELLENOS DE MASHUA DESHIDRATADAS POR
ÓSMOSIS
El resultado de los análisis microbiológicos aplicados a bombones rellenos
de mashua deshidratada por ósmosis se presenta en la Tabla 17 y Anexos
8, 9 y 10.
Tabla 17. Análisis microbiológico de bombones rellenos de mashua deshidratada por ósmosis
T3B1 (50°C - 30° Brix) PARÁMETRO ANALIZADO
UNIDAD RESULTADO T1B3
VALORES DE REFERENCIA
(NTE INEN 621)
Recuento de Aerobios Mesófilos
ufc/g 4.7 x103
m= 2.0x104
M= 5.0x104
Recuento de Mohos y Levaduras
upml/g 40 m= 1.0x102
M= 1.0x103
Coliformes Totales ufc/g <10 m= 0; M= 1.0x102
Escherichia Coli ufc/g <10 N/A Salmonella ufc/25g 0 m= 0; M ---------
T3B2 (50°C - 40° Brix) PARÁMETRO ANALIZADO
UNIDAD RESULTADO T2B3
VALORES DE REFERENCIA
(NTE INEN 621)
Recuento de Aerobios Mesófilos
ufc/g 3.4 x103
m= 2.0x104
M= 5.0x104
Recuento de Mohos y Levaduras
upml/g 40 m= 1.0x102
M= 1.0x103
Coliformes Totales ufc/g <10 m= 0; M= 1.0x102
Escherichia Coli ufc/g <10 N/A Salmonella ufc/25g 0 m= 0; M ---------
58
T3B3 (50°C - 50° Brix) PARÁMETRO ANALIZADO
UNIDAD RESULTADO T3B3
VALORES DE REFERENCIA
(NTE INEN 621)
Recuento de Aerobios
Mesófilos
ufc/g
3,4 x10
3
m= 2.0x104
M= 5.0x104
Recuento de Mohos y Levaduras
upml/g 40 m= 1.0x102
M= 1.0x103
Coliformes Totales ufc/g <10 m= 0; M= 1.0x102
Escherichia Coli ufc/g <10 N/A Salmonella ufc/25g 0 m= 0; M ---------
(CENAIN, 2013)
m= Nivel de aceptación M= Nivel de rechazo Como indican los análisis realizados en la Tabla 17 se determina que los tres
tratamientos de mashua deshidratada por ósmosis presentan resultados
dentro de los parámetros de referencia acorde a la norma NTE INEN
621:2010; debido a la temperatura aplicada en el pre tratamiento de cocción
(90 °C por 15 min) y posteriormente la temperatura del proceso de
deshidratación osmótica en dónde se observa que el tratamiento con mayor
carga bacteriana es el que se ha expuesto a concentración de jarabe de
azúcar invertida (30 °Brix) en relación a T3B2 y T3B3 que presentan iguales
resultados de recuento de aerobios mesófilos.
Estos resultados se deben a la aplicación térmica de 90 °C superior a la
temperatura óptima de crecimiento de microorganismos mesófilos (24 –
40 °C) (Granados, 1984).
4.4. ANÁLISIS SENSORIAL BOMBONES RELLENOS DE
MASHUA DESHIDRATADAS POR ÓSMOSIS
Se realizó la evaluación sensorial a los tratamientos con menor carga
microbiológica. Para la evaluación de los estudios se determinó el número
59
aleatorio 261 para el tratamiento T3B2 (50˚C - 40˚ Brix) y para el tratamiento
T3B3 (50˚C - 50˚ Brix) se denominó la muestra 639.
La Tabla 18 se obtiene a partir de los datos correspondientes al Anexo 7,
donde se observan las calificaciones sensoriales de los 101 panelistas
determinados como consumidores habituales de chocolate.
Tabla 18. Análisis sensorial por atributos de bombones rellenos de mashua deshidratadas por ósmosis
ATRIBUTO MUESTRA 261 1,2
MUESTRA 639 1,2
Aspecto
Sabor
Dulzor
Aceptabilidad General
9.32 ± 1.09a
9.20 ± 1.26a
9.14 ± 1.22a
9.49 ± 0.83a
9.34 ± 0.98a
9.09 ± 1.17a
9.06 ± 1.22a
9.32 ± 1.32a
1 Valor promedio ± n=101
2 Letras distintas existe diferencia significativa para una (p< 0.05)
Como indica la Figura 21 se determinó que las muestras 261 y 639 de
bombones rellenos de mashua deshidratada por ósmosis no presentaron
diferencias estadísticamente significativas en el ámbito sensorial de los
atributos: sabor, dulzor y aceptabilidad general.
Figura 21. Análisis sensorial bombones rellenos de mashua deshidratadas por ósmosis
0
2
4
6
8
10
12
ASPECTO SABOR DULZOR ACEPTABILIDADGENERAL
261
639
a a
a
a a
a
a
a
60
Acorde a la Figura 21 las muestras 261 y 636 obtuvieron calificaciones del
panel sensorial superior a 9 puntos para todos los atributos dentro de una
escala hedónica 0 a 10.
4.5. RESULTADOS ANÁLISIS PROXIMAL MASHUA FRESCA
VS. BOMBÓN RELLENO DE MASHUA DESHIDRATADA
POR ÓSMOSIS TRATAMIENTO T2B3
El resultado del análisis proximal de mashua fresca y el tratamiento T3B2
(50 °C – 40 °Brix) referente a la muestra 261 con mayor aceptación del panel
sensorial se presenta en la Tabla 19 y Anexo 11 y 12.
Tabla 19. Comparación de resultados mashua fresca vs. mashua deshidratada osmóticamente T3B2
PARÁMETRO
ANALIZADO
UNIDAD RESULTADO MASHUA FRESCA
RESULTADO
MASHUA T3B2
Proteína (factor 6.25) % 2.54 1.59 Humedad % 87.82 52.92
Grasa % 0.30 0.6 Ceniza % 1.18 0.88
Carbohidratos % 8.16 44.01 Fibra % 2.57 1.73
Colesterol mg/100g 0.00 0.00 Cloruro de Sodio mg/100g 0.04 0.00
Vitamina C mg/100g 56.57 4.64
(OSP, 2013)
Como indica la Tabla 19 los valores obtenidos en la deshidratación osmótica
de la mashua indican que su contenido de humedad ha disminuido
notablemente en un 37.74 % en relación al análisis de la mashua fresca
debido a la pérdida de humedad en la fase inicial del proceso similar a lo
expuesto por (Spiazzi & Mascheroni, 2001) en estudios de D.O. en
vegetales.
61
En relación al contenido de vitamina C se observa una disminución
considerable del 91.8% debido a la inestabilidad del micronutriente, la
composición hidrosoluble, la aplicación de blanqueado y el proceso térmico
de deshidratación osmótica similar a lo investigado por (Vázquez, Cos, &
Nomdedeu, 2005).
Con relación a la disminución de las proteínas podría deberse al efecto del
proceso de blanqueado en donde se genera una disolución de substancias
nitrogenadas como indica (Astisarán et al., 2003).
El proceso de deshidratación osmótica facilita el flujo de agua del producto a
la solución osmodeshidratante en donde también se transfieren las vitaminas
hidrosolubles al agente (Camacho, 2004).
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
62
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
La caracterización de la mashua variedad “amarilla tardía” permitió
identificar parámetros químicos iniciales para establecer los efectos
del tratamiento térmico de blanqueo y de la deshidratación osmótica
en las características de calidad e inocuidad del producto final.
Se logró eliminar las substancias picantes y amargas de la mashua
(glucosinolatos e isotiocianatos) a través del proceso de pre cocción y
deshidratación osmótica debido al intercambio de sólidos hacia la
solución osmótica; contribuyendo al incremento en la aceptabilidad
sensorial del tubérculo.
Los mejores tratamientos en los cuales se obtuvieron resultados con
mayor pérdida de peso, ganancia de sólidos solubles y efectividad en
el proceso de deshidratación osmótica fueron T3B2 (50 ˚C - 40˚Brix) y
T3B3 (50˚C - 50˚Brix).
Los tratamientos de deshidratación osmótica a temperaturas y
concentraciones de sólidos solubles elevadas obtuvieron menores
recuentos de colonias aerobias mesófilas relacionadas directamente
con la calidad e inocuidad del producto terminado.
Se evaluó sensorialmente los bombones rellenos de mashua
deshidratadas por ósmosis en donde se identificó que al aumentar la
temperatura y concentración de solidos solubles; aumenta la
aceptabilidad del producto.
63
5.2. RECOMENDACIONES
Realizar estudios de D.O. disminuyendo el tiempo de blanqueado de
mashua con el fin de disminuir la pérdida de vitaminas.
Realizar estudios tecnológicos sobre la estabilización de jarabes
reutilizados para reducir gastos operativos y materias primas.
Estandarizar tamaño y geometría del tubérculo para optimizar el
proceso y recursos empleados.
Estudiar metodologías para proteger la mashua deshidratada
osmóticamente previo a su uso como relleno de bombón
.
BIBLIOGRAFÍA
64
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Universidad Nacional San Antonio Abad del Cusco.
ANEXOS
76
ANEXO 1
Generalidades de la mashua
Figura 22 . Siembra mashua (Cantón Saquisilí - Comunidad Maca)
Figura 23. Cosecha mashua
77
ANEXO 2
Proceso de templado de chocolate (técnica baño maría)
Figura 24. Esquema de templado de chocolate; técnica utilizada a baño maría. 1. Fuente de calor, 2.Olla exterior baño maría, 3.Espatula metálica,
4. Olla baño maría para fundir chocolate, 5. Termómetro, 6. Chocolate troceado, 7. Espátula de goma (agitación)
78
ANEXO 3
Bombones rellenos de mashua deshidratadas por ósmosis
Figura 25. Presentación de bombones rellenos de mashua deshidratadas por ósmosis
79
ANEXO 4
Deshidratación osmótica
Dónde:
PA = Pérdida de agua al tiempo t (porcentaje)
Fo = Peso inicial del producto (kg)
Ft = Peso del producto al tiempo t (kg)
Yo = Contenido inicial de humedad del producto (fracción masa)
Yt = Contenido de humedad del producto al tiempo t (fracción masa)
GS = Ganancia de sólidos (porcentaje)
Bxo = Contenido inicial de sólidos solubles
Bxf = Contenido final de sólidos solubles
PA/GS = Efectividad
0 30 60 120 180 240 300 360
30 30 1 0.69 0.64 0.59 0.49 0.46 0.44 0.43 0.42 6 0.06 0.94 26 0.26 0.74 48.55 9.97 4.87
30 30 2 0.69 0.64 0.59 0.49 0.46 0.44 0.43 0.42 6 0.06 0.94 27 0.27 0.73 49.17 10.58 4.65
30 30 3 0.69 0.64 0.59 0.49 0.47 0.44 0.43 0.43 7 0.07 0.93 27 0.27 0.73 48.00 9.64 4.98 71.59
0.69 0.64 0.59 0.49 0.46 0.44 0.43 0.42 6 0.06 0.94 27 0.27 0.73 48.58 10.06 4.83 71.79
30 40 1 0.69 0.64 0.58 0.49 0.46 0.42 0.41 0.40 6 0.06 0.94 28 0.28 0.72 51.78 10.42 4.97
30 40 2 0.69 0.64 0.58 0.49 0.46 0.42 0.41 0.40 6 0.06 0.94 28 0.28 0.72 51.82 10.40 4.98
30 40 3 0.69 0.64 0,58 0.48 0.46 0.42 0.41 0.40 6 0.06 0.94 27 0.27 0.73 51.20 9.83 5.21 71.45
0.69 0.64 0.58 0.49 0.46 0.42 0.41 0.40 6 0.06 0.94 28 0.28 0.72 51.60 10.22 5.05 71.36
30 50 1 0.69 0.64 0.57 0.48 0.45 0.41 0.40 0.39 6 0.06 0.94 29 0.29 0.71 53.38 10.59 5.04
30 50 2 0.69 0.64 0.57 0.48 0.45 0.42 0.40 0.39 7 0.07 0.93 30 0.30 0.70 53.02 10.14 5.23
30 50 3 0.69 0.64 0.57 0.48 0.45 0.42 0.40 0.40 6 0.06 0.94 29 0.29 0.71 53.31 10.62 5.02 69.42
0.69 0.64 0.57 0.48 0.45 0.42 0.40 0.39 6 0.06 0.94 29 0.29 0.71 53.24 10.45 5.10 69.64
40 30 1 0.69 0.63 0.55 0.45 0.41 0.39 0.37 0.36 6 0.06 0.94 31 0.31 0.69 57.78 10.27 5.62
40 30 2 0.69 0.63 0.55 0.45 0.41 0.39 0.37 0.36 6 0.06 0.94 31 0.31 0.69 57.83 10.25 5.64
40 30 3 0.69 0.63 0.55 0.46 0.41 0.39 0.37 0.36 8 0.08 0.92 31 0.31 0.69 55.86 8.24 6.78 65.99
0.69 0.63 0.55 0.45 0.41 0.39 0.37 0.36 7 0.07 0.93 31 0.31 0.69 57.16 9.59 6.02 65.71
40 40 1 0.69 0.62 0.54 0.44 0.40 0.37 0.35 0.34 6 0.06 0.94 32 0.32 0.68 60.49 9.77 6.19
40 40 2 0.69 0.62 0.54 0.44 0.40 0,37 0.35 0.34 7 0.07 0.93 32 0.32 0.68 59.61 8.71 6.84
40 40 3 0.69 0.62 0.54 0.44 0.40 0.37 0.35 0.34 7 0.07 0.93 31 0.31 0.69 59.07 8.25 7.16 62.4
0.69 0.62 0.54 0.44 0.40 0.37 0.35 0.34 7 0.07 0.93 32 0.32 0.68 59.72 8.91 6.73 62.32
40 50 1 0.69 0.62 0.54 0.42 0.38 0.35 0.33 0.31 6 0.07 0.94 33 0.33 0.67 63.72 8.92 7.15
40 50 2 0.69 0.62 0.54 0.42 0.38 0.35 0.33 0.31 6 0.07 0.94 33 0.33 0.67 63.79 8.88 7.19
40 50 3 0.69 0.62 0.54 0.42 0.38 0.35 0.33 0.31 6 0.06 0.94 34 0.34 0.66 64.15 9.37 6.84 59.21
0.69 0.62 0.54 0.42 0.38 0.35 0.33 0.31 6 0.06 0.94 33 0.33 0.67 63.89 9.06 7.06 59.31
50 30 1 0.69 0.61 0.52 0,41 0.37 0.34 0.32 0.29 7 0.07 0.93 35 0.35 0.65 65.21 7.96 8.19
50 30 2 0.69 0.61 0.52 0.41 0.37 0.34 0.31 0.29 7 0.07 0.93 34 0.34 0.66 64.82 7.52 8.62
50 30 3 0.69 0.61 0.52 0.41 0.37 0.34 0.32 0.29 6 0.06 0.94 36 0.36 0.64 66.82 9.29 7.19 59.2
0.69 0.61 0.52 0.41 0.37 0.34 0.32 0.29 7 0.07 0.93 35 0.35 0.65 65.62 8.26 8.00 59.21
50 40 1 0.69 0.60 0.52 0.41 0.37 0.33 0.30 0.28 6 0.06 0.94 36 0.36 0.64 68.14 8.54 7.98
50 40 2 0.69 0.60 0.51 0.41 0.36 0.33 0.30 0.28 7 0.07 0.93 36 0.36 0.64 67.24 7.49 8.97
50 40 3 0.69 0.60 0.52 0.41 0.37 0.33 0.30 0.28 7 0.07 0.93 36 0.36 0.64 67.18 7.52 8.93 58.82
0.69 0.60 0.52 0.41 0.37 0.33 0.30 0.28 7 0.07 0.93 36 0.36 0.64 67.52 7.85 8.63 58.59
50 50 1 0.69 0.60 0.50 0.40 0.35 0.31 0.29 0.25 6 0.06 0.94 37 0.37 0.63 71.02 7.49 9.48
50 50 2 0.69 0.60 0.50 0.40 0.35 0.31 0.29 0.25 6 0.06 0.94 37 0.37 0.63 71.07 7.46 9.52
50 50 3 0.69 0.60 0.50 0.40 0.35 0.31 0.29 0.25 7 0.07 0.93 38 0.38 0.62 70.45 6.82 10.33 55.96
0.69 0.60 0.50 0.40 0.35 0.31 0.29 0.25 6 0.06 0.94 37 0.37 0.63 70.85 7.26 9.77 55.98
59.41
PA
%
GS
%
PA
/GS
HU
ME
DA
D F
INA
L
%
71.98
59.21
58.35
56.00
71.27
69.87
65.42
62.23
Tem
per
atu
ra
˚C
Co
nce
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ació
n
sóli
do
s so
lub
les
˚Bri
x
Rep
etic
ion
es
Bxo
Mas
hu
a
Tiempo de D.O. (min.)
Peso inicial (Fo) kg
XO
%
YO
%
Bxf
Mas
hu
a
XT
%
YT
%
80
ANEXO 5
Ficha técnica consumidores habituales/ análisis sensorial
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
INGENIERÍA DE ALIMENTOS
Nombre: …………………… Correo electrónico: …………………………
Rango de edad (marque con una X): Tlf. contacto (móvil y/o fijo): ……………...
18 - 2 años ………. 40 - 50 años ………………
29 - 39 años ………. 50 años en adelante………
Favor conteste las siguientes preguntas:
1) Qué tipo de confites consume habitualmente? (Enumere según corresponda acorde a la siguiente
escala:
5 Consumo Habitualmente
1 No consumo
Caramelos Chupetes Gomitas Chocolates
Chicles
2) Entre comidas que tipo de snacks consume? Marque una sola opción (X)
Barra de granola Picaditas de sal
Chocolates Galletas
3) Relacione con una línea Producto - Marca
Yogurt de Frutas Oreo Chupete Trident Chicle Alpina Chocolate Plop Galletas Ferrero Roche
4) Relacione con una línea Producto – Precio (Promedio)
Papitas fritas (30 gr funda pequeña) $1,20 Galletas (175 gr) $0,65 Bebida de naranja (250ml) $0,35 Chocolate (28 gr en barra) $0,25
81
ANEXO 6
Ficha técnica análisis sensorial producto terminando
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
INGENIERÍA DE ALIMENTOS
PRODUCTO: “BOMBONES RELLENOS DE MASHUA DESHIDRATADA POR ÓSMOSIS”
Nombre: ……………………………………..
INDICACIONES:
Usted está recibiendo dos muestras de bombones favor deguste e indique su nivel de agrado
de acuerdo a la siguiente escala de equivalencia:
0 (Cero) Me disgusta mucho
10 (Diez) Me gusta mucho
0 10
Muestra No. …… Muestra N
o. ……
Atributo Escala
Aspecto
Sabor
Dulzor
Aceptabilidad Global
Observaciones y/o comentarios:
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………………
MUCHAS GRACIAS
Atributo Escala
Aspecto
Sabor
Dulzor
Aceptabilidad Global
82
ANEXO 7
Calificación panelistas análisis sensorial
Muestra 261
Muestra Panelista Aspecto Sabor DulzorAceptabilidad
General
261 1 10 9 8 9
261 2 10 10 10 10
261 3 10 10 10 10
261 4 8 10 10 10
261 5 10 10 10 10
261 6 10 10 10 10
261 7 10 8 10 9
261 8 7 9 10 9
261 9 10 9 8 9
261 10 9.5 8.5 9 9
261 11 10 10 10 10
261 12 6 4 8 10
261 13 8 9 9 9
261 14 9 8 9 10
261 15 9 10 10 10
261 16 9 10 8 10
261 17 10 8 5 9
261 18 10 8 9 9
261 19 10 10 7 10
261 20 10 10 10 10
261 21 10 9 9 10
261 22 10 10 10 10
261 23 10 10 10 10
261 24 10 10 10 10
261 25 10 10 10 10
261 26 10 10 10 10
261 27 8 9 10 9
261 28 10 9 8 9
261 29 10 10 10 10
261 30 8 7 7 7
261 31 10 8 8 9
261 32 9 9 10 10
261 33 10 10 10 10
261 34 8 8 10 10
261 35 7 9 6 8
261 36 9 9 8 9
261 37 10 10 10 10
261 38 9 9 8 8
261 39 8 7 9 9
261 40 10 10 8 9
261 41 10 10 10 10
261 42 10 9 9 9
261 43 10 10 10 10
261 44 8 8 9 9
261 45 10 10 9 10
261 46 10 10 10 10
261 47 10 9 10 9
261 48 9 9 9 10
261 49 5 5 4 7
261 50 10 10 10 10
261 51 10 10 8 9
261 52 10 8 9 9
261 53 10 8 9 9
261 54 10 10 10 10
261 55 9 10 9 10
261 56 7 9 7 8
261 57 10 10 10 10
261 58 10 10 10 10
261 59 9 10 8 10
261 60 10 9 9 9
261 61 9 9 10 9.5
261 62 8 6 10 9
261 63 9 10 9 10
261 64 9 9 9 9
261 65 10 6 8 8
261 66 7 10 10 10
261 67 10 10 10 10
261 68 6 8 8 8
261 69 10 10 10 10
261 70 10 9.5 10 10
261 71 10 10 10 10
261 72 10 10 10 10
261 73 10 10 10 10
261 74 10 10 10 10
261 75 8 7 8 10
261 76 10 10 10 10
261 77 10 4 5 5
261 78 8 10 10 10
261 79 10 10 8 10
261 80 10 10 9.9 10
261 81 10 10 10 10
261 82 10 10 10 10
261 83 7 10 10 9
261 84 10 9 10 10
261 85 9 10 10 10
261 86 10 10 10 10
261 87 10 10 10 10
261 88 9 9 10 10
261 89 9 9 9 9
261 90 9 9 9 9
261 91 10 10 10 10
261 92 9 10 10 10
261 93 10 10 10 10
261 94 10 10 10 10
261 95 8 10 8 10
261 96 10 9 8 9
261 97 10 9 8 9
261 98 10 9 8 10
261 99 10 10 9 10
261 100 10 10 9 8
261 101 9 10 10 10
9.32 9.21 9.14 9.49 0.831.09 1.26 1.22
83
Muestra 639
Muestra Panelista Aspecto Sabor DulzorAceptabilidad
General
639 1 9 8 7 8
639 2 10 10 10 10
639 3 10 8 8 9
639 4 8 8 8 8
639 5 10 8 10 10
639 6 10 10 10 10
639 7 8 8 7 9
639 8 7 8 10 8.5
639 9 10 9 8 9
639 10 9 8.5 9 10
639 11 10 10 10 10
639 12 10 10 10 10
639 13 8 9 9 9
639 14 9 8 9 10
639 15 9 10 10 10
639 16 10 10 9 10
639 17 10 9 10 10
639 18 10 10 10 10
639 19 10 10 7 10
639 20 10 10 10 10
639 21 10 6 6 7
639 22 10 10 10 10
639 23 10 10 10 10
639 24 10 10 10 10
639 25 10 10 10 10
639 26 10 9.5 10 10
639 27 8 8 8 9
639 28 10 8 8 8
639 29 10 10 10 10
639 30 8 7 7 7
639 31 10 10 10 10
639 32 10 10 9 10
639 33 10 10 10 10
639 34 9 9 10 10
639 35 8 9 9 9
639 36 10 10 9 0
639 37 9.8 9 10 10
639 38 10 10 9 10
639 39 8 8 9 9
639 40 10 10 10 10
639 41 6 5 7 10
639 42 8 8 9 8
639 43 8 8 8 8
639 44 8 8 10 10
639 45 10 9 9 10
639 46 10 10 10 10
639 47 10 8 8 8
639 48 9 9 9 10
639 49 7 8 6 8
639 50 10 10 10 10
639 51 10 10 10 10
639 52 10 9 9 9
639 53 10 9 10 9
639 54 10 10 10 10
639 55 10 10 10 10
639 56 8 9 7 8
639 57 10 10 10 10
639 58 10 10 10 10
639 59 10 8 9 10
639 60 9 9 9 9
639 61 9 9 10 9.5
639 62 8 9 10 10
639 63 9 10 8 9
639 64 9.8 9.8 9.8 9.8
639 65 10 10 8 10
639 66 10 10 10 10
639 67 10 10 10 10
639 68 10 6 8 8
639 69 10 10 10 10
639 70 10 10 10 10
639 71 10 10 8 8
639 72 10 10 10 10
639 73 10 10 10 10
639 74 10 10 10 10
639 75 9 9 9 9
639 76 10 10 10 10
639 77 10 5 4 5
639 78 10 10 8 10
639 79 8 8 10 8
639 80 9 9 9.1 10
639 81 10 10 10 10
639 82 10 10 10 10
639 83 9 10 9 10
639 84 9 10 10 10
639 85 8 8 8 9
639 86 9.9 10 9.8 10
639 87 10 10 10 10
639 88 10 10 8 10
639 89 9 9 9 9
639 90 10 10 10 10
639 91 9 8 8 9
639 92 7 8 8 9
639 93 9 8 8 9
639 94 10 9 9 10
639 95 6 6 5 7
639 96 10 10 9 8
639 97 8 8 9 10
639 98 10 10 10 10
639 99 9 9 9 9
639 100 8 8 9 10
639 101 10 10 10 10
9.32 1.329.34 0.98 9.09 1.17 9.06 1.22
84
ANEXO 8
Análisis microbiológico bombones rellenos de mashua deshidratas por ósmosis (Tratamiento 1)
85
ANEXO 9
Análisis microbiológico bombones rellenos de mashua deshidratas por ósmosis (Tratamiento 2)
86
ANEXO 10
Análisis microbiológico bombones rellenos de mashua deshidratas por ósmosis (Tratamiento 3)
87
ANEXO 11
Informe análisis proximal resultados T3B2
88
ANEXO 12
Informe análisis proximal mashua fresca