ADEREZO BAJO EN GRASA CON PROTEÍNA DE CHÍCHARO Y GOMA XANTANA - Hernandez Peña Karla Lizbeth

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LABORATORIO EXPERIMENTAL MULTIDISCIPLINARIO I
INFORME: ADEREZO BAJO EN GRASA CON PROTEÍNA DE CHÍCHARO Y GOMA XANTANA
SEMESTRE: 2022-1 20 DE MAYO DEL 2022
Índice
1. Introducción
2. Cuadro metodológico
3. Formulación Tradicional
4. Tablas de formulaciones
a. Proceso tradicional
b. Proceso modificado
5. Resultados
a. Tablas
b. Gráficas
6. Observaciones
7. Diseño experimental
8. Análisis de resultados
9. Bibliografía
INTRODUCCIÓN
El chícharo es una legumbre perteneciente al género Pisum y especie sativum, siendo ésta la  especie  más  extendida  en la  alimentación  humana (Mateo,  1961). Este  guisante  es reconocido  por  ser rico  en  su  contenido  de  proteínas y  además  que  éstas  son  de  alta calidad,  ya  que  contiene a  todos  los  aminoácidos  esenciales  para  el  organismo (Ordoñez, 2010).
La versatilidad de usos del chícharo van desde  el consumo humano en fresco, hasta pasar por diversos procesos agroindustriales para su conservación (enlatado,  deshidratados, congelados, harinas),o como fuente de proteína a partir de hidrolizados proteicos (Ordoñez, 2010).Los hidrolizados proteicos son los productos que se obtienen después de un proceso de  hidrólisis química  o  enzimática  de  las  proteínas. Este proceso  se  basa  en la  rotura  del enlace peptídico y en consecuencia la generación de péptidos de menor tamaño o incluso de aminoácidos  libres.
La  rotura  de  estos  enlaces  puede  producirse  por  métodos  químicos  o biológicos (Clemente et al.,1999).
Todas las proteínas son polímeros, es decir, moléculas que están constituidas por un determinado número de subunidades parecidas, en este caso, aminoácidos. Una característica que presentan las cadenas de los aminoácidos en las proteínas es que nunca están ramificadas. Entonces las propiedades y funciones de una proteína dependen de la determinada secuencia de los aminoácidos que contenga.
Para la mayoría de aderezos son de composición aceite en agua,conteniendo entre 30 - 80 % de aceite, este porcentaje puede variar dependiendo del tipo de aderezo que se muestre; Nosotros utilizaremos un porcentaje de aceite del  30%, ya que buscamos realizar un aderezo bajo en grasa.
Para lograr este aderezo debemos realizar una emulsión; Una emulsión es una dispersión coloidal  de gotas de un líquido en otra fase líquida (Dickinson 1988)
Una emulsión son 2 líquidos inmiscibles (no se mezclan entre sí) donde uno de ellos se dispersa en el otro en forma de pequeñas gotitas, generalmente sucede con agua y aceite. Estas pueden clasificarse de acuerdo a cómo está distribuida la proporción de la fase oleosa y la acuosa. Un sistema en donde las gotas de aceite están dispersadas en agua se llama Emulsión de  Aceite en Agua (O/W). Mientras que por el contrario una emulsión donde las gotas de agua se encuentran en aceite se denomina Emulsión de Agua en Aceite (W/O) (McClements, 2015).
La Goma xantana es producida por la fermentación de carbohidratos con la bacteria Xanthomonas campestris (Pasquel, 2001). Es un heteropolisacárido constituido por unidades monoméricas que contienen glucosa, manosa y ácido glucurónico (Fig. 2) En nuestro proyecto esperamos que la Xantana funcione como Estabilizante ya que al ser un polímero almacena el agua dentro de su estructura principal, lo que hace que esta se hinche.
Por  lo que el objetivo de esta investigación es lograr obtener un aderezo a base de proteína de chícharo bajo en grasa estable
CUADRO METODOLOGICO 
1.Tabla de formulaciones (tradicional y nuevo) 
PCH: Proteína de chícharo
GX: Goma Xantana 
P: Polvo
Notas:
· Nuestra nueva formulación no incluirá huevo, ya que esperamos que la proteína de chícharo cumpla con la función emulsificante que cumplio la lecitina del huevo en la formulación tradicional 
· Se redujo en contenido de aceite de la formulación tradicional ya que con respecto a la bibliografía, un aderezo reducido en grasa debe contener entre 30 y 35% de aceite 
Diagrama de bloques formulación tradicional
Diagrama de bloques formulación nueva 
 METODOLOGÍA
Consistómetro de bostwick: 
El consistómetro Bostwick ZXCON permite un procedimiento de medición rápido y sencillo para determinar las propiedades de flujo de sustancias fluidas viscosas. Con el consistómetro Bostwick se determina en un proceso de comparación física el recorrido de flujo en un tiempo determinado de un líquido que se extiende o de un material pastoso.
El consistómetro de Bostwick se compone de una bandeja dividida mediante una corredera vertical en dos cámaras de diferente tamaño. La cámara más pequeña del consistómetro Bostwick sirve para la recepción de una sustancia de muestra. La cámara más grande se encuentra sobre el suelo y está equipada con un escalamiento de ruta grabado. Una vez llena la muestra y abierta la corredera con el consistómetro se determina la distancia que la sustancia cubre en un determinado periodo de tiempo en el fondo escalado de la bandeja.
En esta prueba se utilizó un consistómetro de Bostwick, para comparar la consistencia, viscosidad y flujo de las emulsiones. Este proceso se repitió 3 veces para tener una estimación más exacta 
2. Tabla de resultados consistencia con diferentes aderezos (Tradicional, comercial y aderezo con goma y sin goma)
	ADEREZO
	Distancia (cm)
	Tiempo (s)
	Velocidad (d/t)
	Consistencia de Bostwick (1/v)
	Comercial
	6.2
	30
	0.2066
	4.8402
	Tradicional 30% *
	-
	30
	-
	-
	Sin goma con 0% proteína *
	-
	30
	-
	-
	Sin goma con 10% proteína
	8.4
	30
	0.28
	3.57
	Con goma al .25 con 0% de proteína
	16
	30
	0.533
	1.875
	Con goma al .25 con 10% de proteína ^
	-
	30
	-
	-
	Con goma al .5 con 0% de proteína
	8.5
	30
	0.283
	3.529
	Con goma al .5 con 10% de proteína ^
	-
	30
	-
	‘
*NOTA: Fluye instantáneamente 
^NOTA 2: No fluye
El aderezo  tradicional no fluyó, por lo que llegamos a la conclusión de que fue el que tuvo una mayor consistencia semisólida; A diferencia del aderezo con 0% de goma y 0% de proteína el cual fluyó tan rápido que no nos permitió tomar alguna medición, ya que, fue completamente líquido
Evidencia de pruebas en consistómetro de bostwick
VISCOSIMETRO ROTACIONAL
Fundamento
Utilizado para realizar mediciones de viscosidad, esfuerzo cortante, velocidad de deformación de una variedad de fluidos con comportamiento newtoniano y no newtoniano. Por el principio rotacional; consiste en la rotación de un husillo sumergido en la muestra y una velocidad constante. 
METODOLOGÍA
Modo de prueba: Medir el esfuerzo cortante vs. la velocidad de cizalla de un fluido
Selección del dispositivo y programa: Viscosímetro rotacional METTLER TOLEDO - RM180 Rheomat, número de programa 2 o 0
Selección de geometría: Regularmente se usa la geometría 2 o 3, solo en caso de ser un fluido con poca viscosidad se utiliza la geometría número 1, utilizar el programa cero y colocar los valores máximos y mínimos de velocidad obtenidos previamente.
Dimensiones de la muestra: La cantidad de muestra que marque la geometría a usar 
Temperatura de la muestra: Temperatura 25-30°C
Historia previa de la muestra: Debe verterse la muestra con cuidado, sin tocar las paredes dentro de la geometría sin sobrepasar el límite es recomendable que la muestra sea poco manipulada antes de efectuar la prueba no debe aplicarse fuerza para comprimir la muestra y si esta se encuentra dentro de un envase con un orificio (cátsup, aderezos, jarabes, etc.) debe retirarse la tapa y vaciar la muestra sin que ésta se someta a esfuerzo 
Número de veces que se debe repetir la medición: Debe realizarse tres veces 
Tabla 2. Comportamiento reológico de aderezo tradicional con 30% de aceite, aderezo comercial y formulaciones propuestas.
	Aderezo o formulación
	Modelo
	k
	n
	τ0
	R2
	Comercial
	HB
	1.34
	0.28
	22
	0.9806
	5% PCH, 0% GX
	Pseudoplástico
	3.80
	0.33
	9
	0.9843
	10% PCH, 0% GX
	Plástico de Bingham 
	0.77
	1
	115
	0.9884
	10% PCH, 0.25% PCH
	HB
	5.42 
	0.36
	30
	0.9938 
	Tradicional 30% AceiteDilatante con esfuerzo de cedencia
	1.92
	1.38
	3
	0.998
	0% PCH, 0%GX
	Dilatante con esfuerzo de cedencia
	2.47
	1.12
	4
	0.9894
Grafica 1. Esfuerzo cortante vs. Velocidad de cizalla de Aderezo Comercial, 5% PCH, 0% GX, 10% PCH, 0% GX y 10% PCH, 0.25% PCH
Grafica 2. Esfuerzo cortante vs. Velocidad de cizalla de Aderezo tradicional 30% Aceite y 0% PCH, 0%GX
ESTABILIDAD
3.Tabla: Resultados de prueba de estabilidad acelerada
· Sedimento: Partículas que se quedan al fondo del tubo de centrífuga (Pimienta, queso parmesano, etc).
Prueba de estabilidad con microscopio
· Fundamento: El microscopio óptico amplía objetos, estos se pueden observar en una escala ampliada con detalles indetectables a simple vista. Se utilizan sistemas ópticos que actúan como lentes convergentes. 
· Protocolo de prueba
· Modo de prueba: Medir las dimensiones de las micelas (menos de una gota de muestra)
· Selección del dispositivo de microscopio: Dependerá de su disponibilidad, regularmente es un microscopio óptico binocular y compuesto.
· Selección del lente: Regularmente se usa el lente 100x o 40x
· Dimensiones de la muestra: Menor a 1 cm
· Temperatura de la muestra: Temperatura ambiente 20-25°C
· Historia previa de la muestra :Debe realizarse una solución 1g de muestra por 1 ml de agua destilada la cual se coloca entre el portaobjetos y cubreobjetos, es recomendable que la muestra sea poco manipulada antes de efectuar la prueba y se cuide la limpieza de las manos 
· Número de veces que se debe repetir la muestra: Debe realizarse una vez 
4. Tabla de prueba de estabilidad con microscopio: Aderezo comercial para ensaladas Clemente Jacques ® estilo César reducido en grasa 
	Fechas
Muestra
	2 Mayo
	6 Mayo
	9 Mayo
	16 Mayo
	
	P.M.D
	P.M.D
	P.M.D
	P.M.D
	Tradicional
	-
	-
	-
	0.047
	Comercial
	0.02
	0.05
	0.07
	-
	SG- 0% Proteína
	0.37
	0.42
	0.57
	-
	SG-10% Proteína
	0.078
	0.0085
	-
	0.0118
	Goma  0.25 0% Proteína
	0.35
	0.42
	0.48
	-
	Goma  0.25 10% Proteína
	-
	-
	-
	0.01
	Goma  0.5 0% Proteína
	0.03
	0.03
	0.04
	-
	Goma  0.5 10% Proteína
	-
	-
	-
	0.011
Imágenes de prueba de estabilidad con microscopio
ANALISIS DE RESULTADOS
Viscosimetro
Con base en los valores reportados en la tabla no. , se puede observar una comparación entre el adrezo comercial y las formulaciones propuestas, las cuales se ajustaron al modelos de potencia ya que todas presentaron un esfuerzo inicial clasificándose como fluidos no newtonianos.
El comportamiento del aderezo comercial se ajustó al modelo Herschel Bulkley al igual que el aderezo con 10% de proteína de chícharo y 0.25% de goma xantana, estos presentan valores de n menores a 1 lo que nos dice que una vez superado el esfuerzo inicial estos se comportan como fluidos pseudoplásticos (Andrade, et. al., 2009; Perea, 2006). Es también perceptible que el aderezo con 10% de proteína de chícharo y 0.25% de goma xantana presenta un mayor índice de consistencia en comparación con las demás formulaciones, inclusive que el aderezo comercial.
El aderezo con 5% de proteína y 0% de goma presento un comportamiento de fluido pseudoplástico el cual indica una ruptura o reorganización continua de su estructura, dando como resultado una menor resistencia al flujo (Muller, 1978). Al presentar una relación no lineal entre el esfuerzo cortante y la velocidad de cizalla, fue ajustado con el modelo de fluido de potencia. La formulación de aderezo con 10% de proteína de chícharo y 0% de goma tuvo tendencia a comportarse como un fluido plástico de Bingham el cual requiere de una aplicación de un esfuerzo mínimo antes de fluir, después de comienza a ajustarse al modelo de un fluido newtoniano. Dentro de los fluidos plásticos de Bingham se encuentran algunas emulsiones, como la mayonesa por lo que es aceptable el resultado obtenido.
Mientras que las formulaciones en con 30% de aceite y 0% de proteína de chícharo y 0% de goma xantana presentaron un comportamiento de un fluido diletante con esfuerzo de cedencia, este fluido produce un aumento de la viscosidad (espesante a la cizalla) con la velocidad de deformación. El fenómeno de dilatancia se produce debido al fase dispersa del fluido. En dicho fluido tiene lugar un empaquetamiento de las partículas, dejando a la fase continua casi sin espacio. Si a continuación se aplica un esfuerzo, el empaquetamiento se altera y los huecos entre las partículas dispersas aumentan. Además, conforme aumenta la velocidad de deformación aplicada, mayor turbulencia aparece y más difícil es el movimiento de la fase continua por los huecos, dando lugar a un mayor esfuerzo cortante (la viscosidad aumenta). Este tipo de fluido no es común y no describe el comportamiento de una emulsión, se presenta en mezclas con alto concentraciones de almidón.
Consistometro de Bostwick:
Con esta prueba se puede determinar que modelo de fluido es cada aderzo respecto a la clasificación reológica de los fluidos la cual nos dice que La ley de Newton de la viscosidad establece una relación de proporcionalidad entre el esfuerzo τ y la rapidez de deformsción en un fluido.
En los aderezos: Tradicional 30% y Sin goma con 0% de proteína, En esta muestra no se reporta un número en concreto ya que se observó que en el consistómetro de bostwick este fluido al momento de activar el consistómetro el líquido salió disparado, alcanzando el límite del consistómetro.
El modelo de fluido de estos líquidos es dilatante con esfuerzo de cedencia esto quiere decir que produce un aumento de la viscosidad con la velocidad de deformación, es decir, un aumento del esfuerzo cortante.
Comercial: El aderezo fluyó bien, un poco lento pero al final de los 30 segundos logró recorrer una distancia promedio de 6.4 cm. Este es un fluido de Herschel-Bulkley ya que el aderezo fluyó bien, un poco lento pero al final de los 30 segundos logró recorrer una distancia promedio de 6.4 cm.
Con goma al .25% con 10% de proteína y con goma al .5% con 10% de proteína: no se logró obtener un número en concreto ya que es muy sólido, ya que al momento de abrir la puerta el líquido no fluye en el tiempo estimado de 30 segundos
Y tenemos a la goma al.25% sin proteína, alcanzando una distancia de 16 cm fluyó de una manera constante alcanzando una mayor distancia.
Consistometro de Bostwick:
Con esta prueba se puede determinar que modelo de fluido es cada aderzo respecto a la clasificación reológica de los fluidos la cual nos dice que La ley de Newton de la viscosidad establece una relación de proporcionalidad entre el esfuerzo τ y la rapidez de deformsción en un fluido.
En los aderezos: Tradicional 30% y Sin goma con 0% de proteína, En esta muestra no se reporta un número en concreto ya que se observó que en el consistómetro de bostwick este fluido al momento de activar el consistómetro el líquido salió disparado, alcanzando el límite del consistómetro. 
El modelo de fluido de estos líquidos es dilatante con esfuerzo de cedencia esto quiere decir que produce un aumento de la viscosidad con la velocidad de deformación, es decir, un aumento del esfuerzo cortante.
Comercial: El aderezo fluyó bien, un poco lento pero al final de los 30 segundos logró recorrer una distancia promedio de 6.4 cm. Este es un fluido de Herschel-Bulkley ya que el aderezo fluyó bien, un poco lento pero al final de los 30 segundos logró recorrer una distancia promedio de 6.4 cm.
Con goma al .25% con 10% de proteína y con goma al .5% con 10% de proteína: no se logró obtener un número en concreto ya que es muy sólido, ya que al momento de abrir la puerta el líquido no fluye en el tiempo estimado de 30 segundos  
Y tenemos a la goma al.25% sin proteína, alcanzando una distancia de 16 cm fluyó de una manera constante alcanzando una mayor distancia.
Estabilidad:
De Acuerdo a lo consultado los aderezos bajos en grasa con goma, en este caso goma xantana, esta goma estabilizada por enlaces no covalentes y tiene la capacidad  para controlar  la  reología  de  los  sistemas  a  base  de  agua y gracias al alto grado de viscosidadde la goma xantana a concentraciones bajas la hace un espesante   y   estabilizador. 
Otro componente importante que ayuda a la emulsión es la aplicación de la proteína ya que sus propiedades son: espumantes y emulsificantes, las cuales son muy empleadas en la industria alimentaria. 
La propiedad emulsificante de las proteínas es la responsable de que estas macromoléculas participen en la formación y estabilización de las emulsiones, ya que en su naturaleza anfifílica (presentan grupos hidrofílicos e hidrofóbicos) y a las habilidades de formación de películas.  Cuando las proteínas son usadas para preparar emulsiones, el sistema se convierte en uno más complejo debido a que se forma una nueva área superficial.
En la parte de la hidrofobicidad influye en que la proteína se absorbe sobre el lado lipídico de la interfase, si esto ocurre de manera adecuada se tiene una mayor capacidad de formar la emulsión.
Con la prueba de la centrífuga se puede observar la división de diferentes fases en las emulsiones realizadas, la estabilidad de la emulsión puede romperse por 3 tipos de fenómenos: sedimentación-cremación, agregación y coalescencia.
Sedimentación-cremación: las partículas se concentran en la superficie o en el fondo, esto va a depender de la densidad relativa de cada una de estas fases. 
Agregación: Se da por consecuencia de las fuerzas de atracción entre las partículas, formando agregados de partículas.
Coalescencia:las partículas se funden y forman una capa de líquido. Esto se origina como consecuencia de la tensión interfacial y causa un cambio real en el tamaño de las gotas. 
Estabilidad (Microscopio)
Aderezo comercial: De acuerdo a las burbujas que se tomaron en cuenta para realizar la medición no hay gran diferencia en las dimensiones que se obtuvieron con el paso del tiempo, no obstante en las imágenes podemos observar que conforme pasan los días si hay un aumento de tamaño en la partícula ya que en la fotografía 1 se observan pequeñas gotas dispersas, mientras que en las próximas fotografías 2 y 3 estas presentan un mayor tamaño e incluso se observa que están unidas lo que se conoce como fenómeno de coalescencia
Aderezo base: Se  presentan fenómenos de coalescencia y floculación así como de cremado lo que indica que la emulsión está pasando por un proceso de separación de fases que era esperado ya que este aderezo no cuenta con estabilizantes 
Aderezo con 5% de proteína de chícharo y 0% de goma xantana
Se puede observar un aderezo en el que se encuentran gotas pequeñas y bastante dispersas lo que nos dice que parece estar bien formado sin necesidad de goma, tomado en cuenta que el tiempo es un factor importante y este aderezo se encontraba recién elaborado
 BIBLIOGRAFÍA 
· (S/f). Pce-iberica.es. Recuperado de https://www.pce-iberica.es/medidor-detalles-tecnicos/instrumento-de-medida-laboratorio/consistometro-bostwick-zxcon.htm 
· (S/f-b). Cruzfierro.com. Recuperado de http://tecno.cruzfierro.com/formularios/clasificacion-fluidos.pdf 
· (S/f-c). Edu.pe. Recuperado el 13 de mayo de 2022, de http://blog.pucp.edu.pe/blog/quimicaalimentos/2019/10/18/propiedad-emulsificante-de-las-proteinas/
· RISCARDO, M., FRANCO, J. and GALLEGOS, C. 2003. Influence of composition of emulsifier blends on the rheological properties of salad dressing-type emulsions. Food Sci. Technol. Int. 9, 53–63
· MA, L. and BARBOSA-CANOVAS, G.V. 1995a. Rheological characterization of mayonnaise. Part I: Slippage at different oil and xanthan gum concentrations. J. Food Eng. 25, 397–408.
τ (Pa) VS. ϒ (s⁻¹) 
Aderezo comercial	129	84.1	54.9	35.700000000000003	23.3	15.2	9.9	88.9	80.55	70.099999999999994	60.2	52.25	44.85	46.25	Aderzo 5% PCH, 0% GX	129	84.1	54.9	35.700000000000003	23.3	15.2	9.9	24.333333333333332	19.566666666666666	16.099999999999998	13.533333333333333	11.9	10.5	9.3166666666666682	Aderezo 10% PCH Y 0% GX	129	84.1	54.9	35.700000000000003	23.3	15.2	9.9	157.33333333333334	131	111.66666666666667	97.633333333333326	86.666666666666671	77.033333333333346	62.833333333333336	Aderezo 10% PCH, 0.25% GX	6.46	9.9	15.2	23.2	35.700000000000003	54.9	84.1	125.33333333333333	124.66666666666667	125.66666666666667	132.33333333333334	142.33333333333334	161	182	ϒ (s⁻¹)
τ (Pa)
τ (Pa) VS. ϒ (s⁻¹) 
Aderezo tradiecional 30% aceite	357	490	624	757	891	1024	1158	1291	4.0133333333333328	5.413333333333334	6.6766666666666667	8.086666666666666	9.6166666666666671	11.966666666666667	14.6	17.466666666666669	Aderezo 0% PCH, 0%GX	384	535	686	838	989	1140	1291	3.59	5.16	7.15	9.66	12	15.8	19.100000000000001	Aderezo 0% PCH, 0%GX	384	535	686	838	989	1140	1291	3.59	5.16	7.15	9.66	12	15.8	19.100000000000001	ϒ (s⁻¹)
τ (Pa)