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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICODE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA SOLUCIÓN INTEGRAL DE PROBLEMAS DE CORTA VIDA DE ANAQUEL EN PRODUCTOS ARTESANALES DE AMARANTO. TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICA DE ALIMENTOS PRESENTA PAOLA RUBI AGUILAR FUENTES MÉXICO,D.F. 2010 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. JURADO ASIGNADO: PRESIDENTE: OLGA DEL CARMEN VELÁZQUEZ MADRAZO VOCAL: MIGUEL ÁNGEL HIDALGO TORRES SECRETARIO: HILDA ELIZABETH CALDERÓN VILLAGOMEZ 1er. SUPLENTE: ARMANDO CONCA TORRES 2° SUPLENTE: JUAN CARLOS RAMÍREZ OREJEL SITIO DONDE SE DESARROLLÓ EL TEMA: FACULTAD DE QUÍMICA, DEPARTAMENTO DE ALIMENTOS Y BIOTECNOLOGÍA MICROEMPRESAS PRODUCTORAS DE ALEGRÍAS, DE TULYEHUALCO ASESOR DEL TEMA: M. EN E. OLGA DEL CARMEN VELÁZQUEZ MADRAZO SUSTENTANTE (S): PAOLA RUBI AGUILAR FUENTES AGRADECIMIENTOS En primer lugar doy gracias a Dios por permitirme llegar a hasta este punto mi vida. Gracias a mi madre y mi abuelo, por su amor y cuidados a lo largo de mi vida; y por darme el mejor ejemplo de amor desinteresado, trabajo honesto y fuerza frente a las adversidades de la vida. Gracias a mi esposo por su amor y paciencia; por compartir los momentos felices de mi vida y por darme fuerza en los momentos difíciles, además por ser una persona perseverante, honesta y trabajadora, el cual será un hermoso ejemplo para nuestros hijos. Gracias a mi hermano porque con sus actitudes, me ha enseñado a ser más fuerte y a enfrentar la vida con valor. A mi hermana porque con su fortaleza, consejos y amor me han apoyado siempre. Gracias a mi asesora Olga por su labor de guía, por su apoyo y por su paciencia durante la elaboración de este trabajo. Agradezco al señor Enrique Córtez y a la profesora Julieta Sandoval por su gran apoyo en la elaboración de las pruebas realizadas para este trabajo. ÍNDICE GENERAL Página Objetivo general 1 Objetivos específicos 1 Introducción 2 1.0 Generalidades 6 1.1 El amaranto 6 1.1.1 Importancia económica e industrial 7 1.2 Composición nutrimental del amaranto 9 1.2.1 Aporte energético 10 1.2.2 Proteínas 11 1.2.3 Carbohidratos 11 1.2.4 Lípidos 12 1.3 Elaboración de las alegrías 13 1.4 Deterioro de lípidos 18 1.4.1 Lipólisis 19 1.4.2 Autooxidación 19 1.4.2.1 Mecanismo de oxidación 22 1.5 Antioxidantes 24 1.5.1 Mecanismos de acción 25 1.5.2 Sinergismo 27 2.0 Metodología 28 2.1 Técnicas empleadas 29 2.1.1 Método por lotes para la extracción de la grasa 29 2.1.2 Determinación del Índice de peróxidos 30 2.2 Estudio de la adición de antioxidantes 32 2.2.1 Elaboración de cuatro lotes de alegrías 32 2.3 Monitoreo del deterioro oxidativo 35 3.0 Resultados 37 4.0 Análisis de resultados 40 5.0 Conclusiones 45 6.0 Bibliografía 47 Índice de tablas Página Tabla 1 Composición del aceite de la semilla de amaranto. 12 Tabla 2 Etapas de la oxidación de los lípidos y los factores que intervienen en la velocidad de la reacción. 23 Tabla 3 Propiedades de aditivos utilizados en la industria alimentaria. 25 Tabla 4 Resultados obtenidos para el IP en el grano de amaranto y el amaranto reventado. 37 Tabla 5 Resultados obtenidos para el IP para alegrías elaboradas con lecitina y ácido ascórbico. 38 Tabla 6 Lotes de alegrías elaborados con BHT y ácido ascórbico. 38 Tabla 7 Resultados del IP para los lotes de alegrías elaborados con BHT y ácido ascórbico. 39 Tabla 8 Análisis de varianza para los datos del IP a lo largo de seis semanas, para los cuatro tratamientos. 43 Tabla 9 Pruebas de Rango Múltiple para los datos del IP a lo largo de seis semanas. 44 Tabla 10 Pruebas de Rango Múltiple para los datos del IP de los cuatro tratamientos. 44 Índice de gráficas Gráfica 1 Compararción de diferentes granos, respecto al contenido de proteína y grasa. 10 Gráfica 2 Comparación del IP de los lotes de alegrías elaborados con BHT y ácido ascórbico. 39 Índice de figuras Figura 1 Esquema general de la autooxidación de los lípidos. 21 Figura 2 Mecanismo de acción de un antioxidante fenólico. 26 Figura 3 Diagrama de flujo del procedimiento de elaboración de las alegrías. 34 Página | 1 OBJETIVOS Objetivo general • Extender la vida útil de las alegrías producidas en el municipio Tulyehualco, de la delegación Xochimilco, mediante soluciones tecnológicas accesibles a los artesanos. Objetivos específicos • Mejorar las prácticas de manejo y almacenamiento de materia prima en proceso, para evitar rancidez. • Identificar la concentración de ácido ascórbico que produce el mayor sinergismo con el BHT. • Establecer la forma adecuada de aplicación de los antioxidantes en el proceso. • Capacitar a los artesanos para aplicar estas soluciones. Página | 2 INTRODUCCIÓN El amaranto es uno de los productos agrícolas con gran versatilidad en su preparación y consumo, aunado a un alto potencial nutritivo; la creciente demanda de los consumidores y el cambio en los patrones de consumo de alimentos de la población lo ubican en las preferencias tanto de los consumidores como de los industriales y comercializadores, lo que a su vez abre perspectivas favorables para el desarrollo de este cultivo y de sus productos (SAGARPA, Plan Rector, 2007). La industria de la transformación del amaranto en el Distrito Federal, se caracteriza por ser básicamente de nivel artesanal; se trata de microempresas, con uno a cinco empleados generalmente sin capacitación técnica ni profesional, donde se emplean hornos, estufas, tablas y batidoras de tipo casero. Las pequeñas industrias que procesan amaranto utilizando equipo y maquinaria son pocas y se caracterizan porque ellos mismos han diseñado dicha maquinaria y por que aún no alcanzan sus expectativas en cuanto a la eficiencia del proceso de transformación (SAGARPA, Plan Rector, 2007). Debido a que los artesanos generalmente no tienen preparación tecnológica, no se cuida especialmente el manejo de las materias primas y no seutiliza ningún tipo de aditivos, lo que afecta, desfavorablemente, los atributos sensoriales y la vida de anaquel de sus productos. El amaranto tiene una cantidad de grasa pequeña, sólo 8.2%, pero la mayor cantidad de estos lípidos es de naturaleza poliinsaturada como el oleico (C18:1) y linoleico (C18:2), mismos que son susceptibles de sufrir deterioro oxidativo e hidrolítico (FAO, 2002; Fennema, 1993). Aunque la Página | 3 cantidad de grasa es pequeña, se ha comprobado que el amaranto tiene problemas de deterioro oxidativo, debido a que durante su industrialización la semilla de amaranto debe ser reventada a altas temperaturas, factor que actúa como catalizador del proceso oxidativo; este proceso se ve aumentado porque el amaranto reventado es almacenado por tiempo indefinido en bolsas de polietileno que son permeables a la luz y al oxígeno, con lo cual las reacciones de rancidez se ven favorecidas. A su vez, este amaranto reventado es la materia prima para la elaboración de las alegrías, por lo que éstas tienen serios problemas de rancidez. Una vez procesadas, las alegrías se empacan en bolsas de celofán que es permeable a la luz y al oxígeno, por lo cual las reacciones de rancidez del producto continúan, provocando polimerización, reversión y otro tipo de reacciones que imparten sabores inadecuados y que reducen la vida útil y el valor nutritivo del producto (Pokorny, 2001). La disminución de la calidad en las alegrías debido a la oxidación de los lípidos da lugar a grandes pérdidas, ya que este producto es el más conocido y el de mayor comercialización. Razón por la cual la solución de este problema reviste gran interés. Existen operaciones que pueden inhibir la evolución de la rancidez en etapas tempranas del deterioro; una de éstas es el uso de aditivos como los antioxidantes durante el proceso de elaboración de las barras y otra es el manejo adecuado de la materia prima y en proceso, en este caso, del amaranto reventado. Se entiende por aditivo a cualquier sustancia permitida que, sin tener propiedades nutritivas, se incluya en la formulación de los productos y Página | 4 que actúe como estabilizante, conservador o modificador de sus características organolépticas, para favorecer ya sea su estabilidad, conservación, apariencia o aceptabilidad (NOM-051-SCFI/SSA1-2010 Especificaciones generales de etiquetado para alimentos y bebidas no alcohólicas preenvasados-Información comercial y sanitaria). Los antioxidantes caen perfectamente en esta definición por lo que pueden utilizarse en la fabricación de alegrías para mejorar su estabilidad. Es importante utilizar los antioxidantes en condiciones adecuadas – concentración y forma de adición– si se quiere inhibir al máximo el proceso oxidativo. Razón por la cual se decidió realizar el presente estudio, cuyo objetivo ha sido extender la vida de anaquel de las alegrías mediante medidas adecuadas de manejo del amaranto, identificación de tipo y dosis adecuados de antioxidante y, desde luego, capacitación del fabricante para aplicar estas soluciones. Resulta de gran importancia extender la vida de anaquel a estos productos artesanales para favorecer su comercialización, ya que en algunas ocasiones no pueden cerrar negocios con las grandes compañías porque no cumplen con las especificaciones que les solicitan, tales como una etiqueta que incluya la información establecida en las Normas y que propicie mayor confianza al consumidor; uno de los parámetros más importantes para un producto alimenticio es la fecha de caducidad, es decir, la fecha límite en que se considera que el producto aún tiene las características sanitarias y de calidad adecuadas para su consumo. Desde luego, aplica a productos preenvasados, almacenados en las condiciones sugeridas por el fabricante del producto. Después de esta fecha, los atributos del producto se reducen o se pierden de tal manera Página | 5 que después de esta fecha no deben comercializarse ni consumirse. En productos muy estables, se requiere al menos una fecha de consumo preferente, la cual se refiere a aquella en la que, bajo las condiciones adecuadas de almacenamiento, expira el periodo durante el cual el producto preenvasado es comercializable, aunque mantiene las cualidades específicas que se le atribuyen tácita o explícitamente, por lo que si puede ser consumido. (NOM-051-SCFI/SSA1-2010 Especificaciones generales de etiquetado para alimentos y bebidas no alcohólicas preenvasados-Información comercial y sanitaria). En términos generales podemos decir que la fecha de caducidad debe respetarse por motivos de seguridad, en tanto que la fecha de consumo preferente tiene que ver sólo con la calidad. La fecha de caducidad es un dato muy importante si tomamos en cuenta que es el que se relaciona con la inocuidad del alimento; por lo mismo el incumplimiento de este punto es el que provoca una sanción mayor: multa de seis mil a diez mil días de salario mínimo general, de todos los puntos contemplados en el Artículo 25 que habla de Etiquetado del Reglamento de Control Sanitario de Productos y servicios (Secretaría de Salud, 1999). Página | 6 1.0 GENERALIDADES 1.1 El amaranto El amaranto es originario de México y es un planta prehispánica que ha logrado sobrevivir hasta la actualidad gracias a sus propiedades nutritivas (Sagarpa, 2008). Es un cultivo altamente eficiente que puede prosperar en condiciones agroclimáticas adversas, tales como sequía, altas temperaturas y suelos salinos. La semilla presenta una gran versatilidad, ya que se puede utilizar en la preparación de diversos alimentos y tiene además, un prometedor potencial de aplicación industrial, tanto en alimentos como en la elaboración de cosméticos, colorantes y hasta plásticos biodegradables (Becerra, 2000). La familia Amaranthaceae se compone de 60 géneros y alrededor de 800 especies, 60 de estas especies son cosmopolitas y crecen particularmente en sitios perturbados por el hombre considerándose como malezas. Existe una amplia variabilidad en las diferentes especies del género. Sólo tres de ellas son cultivadas: Amaranthus hypochondriacus, originario de México, A. cruentus, originario de Guatemala y el sureste de México y A. caudatus, cuyo origen es América del Sur. Asociadas a éstas existen tres especies de malezas o arvenses: A powelli, A. hybridus y A. quitensis, de éstas sólo una —A. hybridus— se encuentra ampliamente distribuida por todo el mundo (Becerra, 2000). El amaranto es aprovechado de múltiples formas: como grano, verdura o forraje. De la semilla se elaboran productos como obleas, alegrías, galletas, pan, mazapanes, tamales, tortillas, granola, aguas frescas, botanas, atoles, y sopas; también se aplica en cosméticos y en la Página | 7 industria para la elaboración de colorantes y plásticos biodegradables, entre otros productos (SAGARPA, 2008). 1.1.1 Importancia económica e industrial Las zonas de producción y cultivo de amaranto son las mismas de la época precolombina, siendo Puebla el mayor productor con el 51 % de la producción total nacional, entidad a la que le siguen los estados de Morelos, Tlaxcala, Distrito Federal, Estado de México y Guanajuato, con el 22, 18, 19, 6 y 2 %, respectivamente (SAGARPA, 2006). La producción nacional de amaranto en el 2003 fue de 2321 ton, en una superficie cosechada de 1435ha, registrándose un rendimiento promedio de 1,6 ton/ha. La principal época de cosecha es diciembre (Zamorano, 2004). El amaranto es un producto agrícola de gran importancia económica y nutricional en el Distrito Federal, su cultivo se concentra en Xochimilco, Milpa Alta, Nativitas y Tulyehualco (SAGARPA, 2006). Actualmente existen alrededor de 150 productores de amaranto en el Distrito Federal, la producción en la zona rural delD.F. es en promedio de 174,24 toneladas de semilla de amaranto, en una superficie cultivada de aproximadamente 132 hectáreas. Las principales especies cultivadas son Amaranthus hypocondriacus, A. cruentus y A. hybridus. En esta zona (D.F.) destacan por su alto rendimiento en condiciones de temporal las razas: Mercado (1,3 a 2,5 ton/ ha), Azteca y Nepal (1,1 a 1,7 ton/ ha) (SAGARPA, 2008). El precio del amaranto varía dependiendo de la oferta y demanda del producto; sin embargo, la SAGARPA estimó un precio de 18 mil pesos la tonelada para el ciclo agrícola primavera-verano de 1997 (INEGI, 1998) Página | 8 y este precio se conserva hasta la fecha según datos obtenidos de los productores de la zona de Tulyehualco (febrero 2009). La producción de amaranto en México tiene una limitante, que es el escaso desarrollo del mercado por su bajo consumo relativo. Las mínimas exportaciones que se realizan como materia prima, se destinan en su mayoría a los Estados Unidos y se transportan por vía terrestre (Zamorano, 2004). En las últimas décadas el cultivo del amaranto se ha difundido de manera exponencial en varios países del mundo. India es uno de los países que ha adoptado el amaranto más decididamente. Aunque esta planta llegó a China hace más de cien años, el impulso que el gobierno chino le ha dado en los últimos quince años lo ha convertido en un cultivo invaluable (Becerra, 2000). Incluso ha sido seleccionado por la Administración Nacional de Aeronáutica y el Espacio (NASA por sus siglas en inglés) para alimentar a los astronautas, quienes "necesitan alimentos que nutran mucho, pesen poco y se digieran fácilmente". Sin embargo, es una ironía que en su país de origen, México, no se le aproveche tanto como en otros; el consumo de la semilla se limita a la alegría (Notimex – AUNAM, 2003). A partir de los años 2006 y 2007 empresas transnacionales dedicadas a la transformación de cereales ubicadas en México, Estados Unidos y Canadá están comprando la semilla para reventarla, procesarla y elaborar barras energéticas, harinas y alimentos proteínicos (SAGARPA, Plan Rector , 2007). Página | 9 Las perspectivas para el amaranto son: o Debido a sus características nutricionales y su buena adaptación a zonas temporaleras, su producción y demanda pueden aumentar. Este crecimiento se debe impulsar con actividades de promoción al consumo. o El ser considerado como un alimento de interesantes virtudes, ofrece buenas perspectivas económicas a los productores. o En el extranjero es utilizado como materia prima en la industria alimentaria, principalmente en confitería. o Para el producto procesado, el mercado hispano de los EUA muestra un potencial significativo. o Desde la perspectiva social, el amaranto constituye un producto valioso para incidir simultáneamente sobre el binomio desnutrición-pobreza, principalmente en las zonas rurales y zonas indígenas (Zamorano, 2004). 1.2 Composición nutrimental del amaranto Técnicamente el grano de amaranto es considerado como un pseudocereal, ya que tiene características similares a las de los granos de cereales verdaderos de las monocotiledóneas. Al igual que éstos, contiene cantidades importantes de almidón, con la diferencia de que este se encuentra almacenado en el perispermo y el embrión, ocupa gran parte del grano, conformando así una buena fuente de lípidos y también de proteínas. Sin embargo, por no ser gramínea y ser una dicotiledónea, no es considerado como un cereal verdadero. Es importante señalar que estas características de su estructura son Página | 10 importantes en la determinación de las tecnologías a utilizar en el procesamiento del grano (Becerra, 2000). 1.2.1 Aporte energético El amaranto nos da un aporte energético de 412 kcal/100 g, este aporte es superior al que brindan otros cereales de uso común como el trigo (368 kcal/100 g), el maíz (364 kcal/100 g) o el arroz (358 kcal/ 100g), esto debido a que contiene mayor cantidad de lípidos, los cuales aportan 9 kcal/g (FAO, 2002). Realizando una comparación en cuanto al contenido de proteína y grasa del amaranto con el trigo, el maíz y el arroz, que son los cereales de mayor consumo en el país, encontramos que el amaranto contiene 21.48% más de proteína y 68.29% más de grasa que el trigo, 38.51% más de proteína y 41.46% más de grasa que el maíz; el amaranto tiene 45.18% mas de proteína y 87.80% mas de grasa que el arroz, como se aprecia en la Gráfica 1 (FAO, 2002). Composición de proteína y grasa (%) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 Amaranto Trigo Maíz Arroz Proteína Grasa Gráfica 1 Comparación de diferentes granos respecto al contenido de proteína y grasa Página | 11 1.2.2 Proteínas El amaranto posee aproximadamente 13.5% de proteína (FAO, 2002), aunque la importancia de la proteína del amaranto no radica sólo en la cantidad sino en la calidad de la misma, ya que presenta un excelente balance de aminoácidos. Las proteínas del amaranto poseen niveles adecuados de lisina, triptófano y metionina, los cuales se encuentran en bajas concentraciones en granos de cereales y leguminosas de uso común (Avanza, Puppo y Añón, 2004). La lisina es un aminoácido esencial en la alimentación humana y comúnmente es más limitante en otros cereales, por lo que al combinarse con el trigo o el maíz se complementan y aumenta el valor nutricional de los alimentos, puesto que el amaranto es deficiente en aminoácidos ramificados como la leucina (INEGI, 1998. Becerra, 2000). Por su composición, la proteína del amaranto se asemeja a la de la leche y se acerca mucho a la proteína ideal propuesta por la FAO para la alimentación humana. 1.2.3 Carbohidratos El amaranto posee aproximadamente 74.1% de carbohidratos, de los cuales el almidón es el componente principal de la semilla, pues representa entre 50 y 60% de su peso seco (FAO, 2002). El almidón del amaranto posee dos características distintivas que lo hacen muy prometedor en la industria: tiene propiedades aglutinantes inusuales y el tamaño de la molécula es muy pequeño (aproximadamente un décimo del tamaño del almidón del maíz). Estas características se pueden aprovechar para espesar o pulverizar ciertos alimentos o para imitar la consistencia de la grasa (Becerra, 2000). Página | 12 1.2.4 Lípidos El contenido de lípidos va de 7 a 8%. Estudios recientes han encontrado un contenido relativamente alto de escualeno (aprox. 8% del aceite de la semilla). El escualeno es un excelente aceite para la piel, lubricante y precursor del colesterol que se obtiene comúnmente de animales como la ballena y el tiburón (Becerra, 2000). Los principales ácidos grasos presentes en el aceite de amaranto son el ácido oleico y el ácido linolénico (Tabla 1) (FAO, 2002). Ácido graso Contenido (g/100 g) oleico 29,3 linoleico 44,0 palmítico 18,4 linolénico 1,3 mirístico 0,2 miristoleico 0,1 miristolénico 0,1 palmitoleico 0,8 palmitolénico 0,9 esteárico 3,8 no identificado 1,2 Tabla 1. Composición del aceite de la semilla de amaranto (FAO, 2002). Página | 13 1.3 Elaboración de las alegrías. En la manufactura de las alegrías se emplean los siguientes ingredientes: amaranto reventado, glucosa, piloncillo, azúcar, nuez, cacahuate, piñón y obleas. Los pasos seguidos durante su producción, se enumeran a continuación: 1. Adquisición del grano de amaranto. 2. Eliminación de la materia extraña por medio de un tamiz; pasa el grano limpio y el tamiz retiene la materia extraña. Página | 14 3. Hidratación del grano de amaranto en tinas; se usan 3 L de agua por cada 18 kg de grano de amaranto y se remoja durante 72 horas (en una de las pruebas realizadas durante el trabajo experimental, uno de los antioxidantes se agregó en esta etapa).4. Reventado a temperatura entre 180ºC y 200ºC. la reventadora cuenta con tres tamices, por lo cual al final del reventado el amaranto es separado, primero se separa el amaranto reventado que se utiliza para harina, en el segundo el amaranto reventado que se utiliza para las alegrías y en el tercero se tiene al amaranto que se utiliza para alimentación de ganado. Página | 15 5. Obtención de caramelo de azúcar, a punto de miel. 6. Mezclado de piloncillo y glucosa con el caramelo a punto de miel y calentamiento hasta ebullición (en las pruebas realizadas durante el trabajo experimental, los antioxidantes, se agregaron en esta etapa). Página | 16 7. Mezclado en seco, de amaranto, nuez, cacahuate y piñón. 8. Adición de la miel caliente a la mezcla de granos e incorporación. 9. Compactación sobre tablas y con un rodillo. Página | 17 10. Cortado de las barras en las formas y tamaños deseados. 11. Empaquetado de las barras. Página | 18 12. Alegrías listas para consumo. 1.4 Deterioro de lípidos La oxidación de los lípidos es una de las principales causas de deterioro de los alimentos, por lo que su prevención es fundamental para la economía de la industria alimentaria, ya que la oxidación de los componentes grasos da lugar a sabores y olores desagradables, llamados en general de enranciamiento; los productos del enranciamiento hacen que los alimentos sean inaceptables para el consumidor lo que reduce de manera importante, su vida útil. Además, las reacciones de oxidación pueden disminuir la calidad nutritiva de los alimentos, y algunos productos de oxidación son potencialmente tóxicos. Por otro lado, en determinadas condiciones es deseable un cierto grado de oxidación lipídica, como en la producción de los aromas característicos de algunos quesos (Fennema, 1993). Página | 19 1.4.1 Lipólisis La hidrólisis de los enlaces éster de los lípidos (lipólisis) se produce por acción enzimática o por calentamiento en presencia de agua, y da lugar a la liberación de los ácidos grasos libres (Fennema, 1993). La liberación por hidrólisis de ácidos grasos de cadena corta es la responsable de aromas rancios (enranciamiento hidrolítico) en la leche cruda. Por otra parte, algunos aromas típicos de los quesos se producen al adicionar deliberadamente lipasas microbianas y lácteas. La lipólisis controlada y selectiva se utiliza también en la manufactura de otros alimentos, como el yogur y el pan (Fennema, 1993). Los aceites provenientes de semillas inmaduras pueden experimentar una hidrólisis substancial durante el tiempo que dura su recolección, dando lugar a cantidades significativas de ácidos grasos libres, por lo que en la mayoría de los aceites vegetales, una vez extraídos, se lleva a cabo un proceso de neutralización con álcalis (Fennema, 1993). La lipólisis es una de las principales reacciones que se producen durante la fritura de los alimentos, debido al gran contenido de agua del producto y a las temperaturas relativamente altas a las que se mantiene el aceite. Además los ácidos grasos libres son más susceptibles a la oxidación que los ácidos grasos que se encuentran esterificados al glicerol. (Fennema, 1993). 1.4.2 Autooxidación Generalmente se cree que la “autooxidación”, es decir, la reacción con el oxígeno molecular, es la principal reacción implicada en el deterioro producido por la oxidación de los lípidos (Fennema, 1993). La velocidad Página | 20 de autooxidación depende de la composición en ácidos grasos, concentración y actividad de los pro y antioxidantes, presión parcial de oxígeno, la superficie que está en contacto con el oxígeno y las condiciones en que es almacenado el alimento: temperatura, luz, contenido acuoso, entre otras (Belitz y Grosh, 1998). La velocidad de oxidación crece con un incremento en la temperatura, con la exposición al oxígeno del aire, presencia de luz y contacto con materiales que son considerados como pro-oxidantes. Un ejemplo excelente de pro- oxidante es el cobre metálico. Por lo tanto, se tendrá cuidado en eliminar el cobre, latón, bronce u otras aleaciones que contengan cobre de los sistemas de procesado de aceites y grasas, de sus envases y de las plantas elaboradoras de alimentos que utilicen aceites y grasas (Lawson, 1999). Los productos que contienen una proporción más elevada de ácidos grasos insaturados son más propensos a la oxidación que los que contienen cantidades más bajas (Lawson, 1999). Los hidroperóxidos, productos primarios de la autooxidación, se rompen en varias etapas dando lugar a una amplia variedad de productos de descomposición. Cada hidroperóxido origina una serie de productos de ruptura iniciales típicos de cada uno de ellos que dependen de su posición en la molécula originaria; estos compuestos pueden experimentar oxidaciones y descomposiciones posteriores, contribuyendo así a la formación de una gran cantidad de radicales libres de distinto tipo. La multiplicidad de las posibles vías de reacción da lugar a unos productos de autooxidación tan complejos que en muchos casos se pierde la pista del hidroperóxido original (Fennema, 1993). Página | 21 También debe indicarse que los hidroperóxidos se descomponen según se van formando. En las primeras etapas de la autooxidación, la velocidad de formación es mayor que la de descomposición, pero en las últimas etapas ocurre lo contario (Fennema, 1993). Figura 1 Esquema general de la autooxidación de los lípidos (Fennema, 1993). Página | 22 1.4.2.1 Mecanismo de oxidación Se han encontrado muchas pruebas de que las reacciones de autooxidación de las grasas tienen lugar por mecanismos típicos de radicales libres, al caracterizarse por: a) una marcada inhibición por especies químicas que se sabe que interfieren con otras reacciones de radicales libres bien establecidas; b) estar catalizadas por la luz y por sustancias capaces de producir radicales libres; c) alta producción de hidroperóxido, ROOH (Fennema, 1993) La autooxidación es llevada a cabo en tres etapas que son: Iniciación Se ha propuesto que la etapa de iniciación tiene lugar cuando las moléculas de grasa forman radicales grasos libres por descomposición de un hidroperóxido mediante un catalizador metálico como el cobre, o por exposición a la luz (Tabla 2) (Fennema, 1993. Lawson, 1999). Propagación Una vez formado un número suficiente de radicales libres, la reacción en cadena se propaga al captar átomos de hidrógeno en las posiciones α de los dobles enlaces (Rº). En estas posiciones se produce después la adición de oxígeno, dando lugar a la producción de radicales peróxidos ROOº, que a su vez captan hidrógeno de los grupos α-metilénicos RH de otras moléculas para dar hidroperóxidos ROOH y grupos Rº; estos a su Página | 23 vez reaccionan con el oxígeno repitiéndose nuevamente la secuencia de la reacción descrita (Fennema, 1993; Lawson, 1999). Debido a la estabilización por resonancia de las especies Rº, la secuencia de la reacción va usualmente acompañada de un cambio en la posición del doble enlace, dando lugar a la formación de hidroperóxidos isoméricos que a menudo contienen grupos dieno conjugados (atípicos en los acilgliceroles naturales no oxidados) (Fennema, 1993). Los hidroperóxidos, productos primarios de la autooxidación lipídica, son relativamente inestables, e intervienen en numerosas y complejas reacciones de ruptura e interacción, que son las responsables de la producción de miríadas de compuestos de distintos pesos moleculares, como aldehídos, cetonas e hidrocarburos, que son responsables de los sabores y olores a rancio (Tabla 2) (Fennema, 1993. Lawson, 1999). Terminación La terminación de lacadena de reacciones de oxidación: tiene lugar si los radicales libres son desactivados o destruidos (Tabla 2) (Lawson, 1999). Tabla 2. Etapas de la oxidación de lípidos y los factores que intervienen en la velocidad de la reacción (Multon, 2000). Página | 24 1.5 Antioxidantes La protección contra la oxidación de las grasas, los aceites y los alimentos conteniendo lípidos es frecuentemente necesaria. Esta degradación oxidativa, fenómeno químico complejo, conduce a lo que se denomina corrientemente como “enranciamiento” cuyas repercusiones económicas pueden ser importantes, puesto que provoca la pérdida de alimentos, ya que se vuelven inconsumibles a causa de sus propiedades organolépticas (Multon, 2000). De ahí que sea tan importante combatir y prevenir la oxidación de los alimentos en el curso de su transformación tecnológica, del almacenamiento y de la distribución. Entre las soluciones tecnológicas posibles, la adición de agentes antioxidantes, que son sustancias que retardan el comienzo o disminuyen la velocidad de oxidación de los materiales autooxidables. Existen literalmente cientos de compuestos, tanto naturales como sintéticos, cuyo mecanismo de acción ha sido ampliamente estudiado. Sin embargo, es primordial para el higienista, velar porque la utilización de antioxidantes en nuestros alimentos no haga correr al consumidor ningún riesgo de orden toxicológico (Fennema, 1993. Multon, 2000). Desde el punto de vista práctico los antioxidantes deben poseer las siguientes propiedades: ser atóxicos, deben ser muy activos en concentraciones bajas (0.01-0.02%) y ser liposolubles para asegurar su reparto homogéneo en la fase lipídica. Además deben ser estables durante los procesos ordinarios de la tecnología alimentaria (Campos, Ruíz y Díaz, 2002). Además de la potencia de un antioxidante o de una mezcla de antioxidantes, deben tenerse en cuenta en una aplicación en particular, Página | 25 otros factores tales como la facilidad de incorporación a los alimentos, la sensibilidad al pH, la tendencia a producir alteraciones del color u olores desagradables, la disponibilidad y el costo (Fennema, 1993). Algunos de los aditivos más utilizados en la industria alimentaria que ayudan a reducir los problemas de oxidación en los alimentos se resumen en la Tabla 3 (Lawson, 1999. Fennema, 1993). Aditivo Solubilidad Estabilidad al calor Tocoferoles Liposolubles Degradados por el calor Ácido ascórbico Hidrosoluble Degradados por el calor BHA Liposoluble Estables BHT Liposoluble Estables Galatos Liposoluble Termosensibles TBHQ Liposoluble Termoestable Tabla 3. Propiedades de aditivos utilizados en la industria alimentaria (Multon, 2000) 1.5.1 Mecanismos de acción Los antioxidantes son sustancias que pueden retrasar el comienzo o reducir la velocidad de oxidación de las sustancias autooxidables. Una determinada sustancia retarda las reacciones de oxidación cuando inhibe la formación de radicales libres en la etapa de iniciación o cuando interrumpe la propagación de la cadena de radicales libres. La etapa de iniciación, con la formación de radicales libres, puede retardarse Página | 26 utilizando sustancias que descompongan a los peróxidos, agentes que acomplejen a los metales o inhibidores de oxígeno. Sin embargo, como no se puede llegar a eliminar totalmente las trazas de iniciadores metálicos y de peróxidos, la mayoría de los estudios han concentrado su atención en la acción de los aceptores de radicales libres (Fennema, 1993). El butil-hidroxianisol (BHA), el butil-hidroxitolueno (BHT), la terbutil- hidroxiquinona (TBHQ) y el galato de propilo, son algunos de los antioxidantes más utilizados. Estos compuestos no detienen la formación de los radicales que se generan en la oxidación, sino que al reaccionar con ellos los estabilizan y se producen radicales del antioxidante que son menos activos, es decir, se consumen en la reacción y por lo tanto la estabilidad del lípido siempre dependerá de la cantidad residual de aditivo (Belitz y Grosh, 1998). El radical antioxidante formado (Aº), estabilizado por resonancia, confiere al antioxidante fenólico su eficacia ( Figura 2) (Multon, 2000). Figura 2 Mecanismo de acción de un antioxidante fenólico (Multon, 2000). Página | 27 Los ácidos cítrico, fosfórico y fumárico, son compuestos que pueden formar complejos con los iones de los metales pesados. Por este mecanismo se impide el auto oxidación lipídica debido a la catálisis con iones de los metales pesados (Belitz y Grosh, 1998). 1.5.2 Sinergismo Como en muchos otros procesos de alimentos, la combinación de varios antioxidantes resulta más efectiva, ya que refuerzan la acción de preservación; a esta acción se le denomina “efecto sinergista”. Bajo esta denominación se comprenden sustancias que refuerzan la acción de los antioxidantes (Belitz y Grosh, 1998). Se conocen dos tipos de sinergismo, uno que implica la acción de aceptores de radicales libres mezclados y otro que implica la acción combinada de un aceptor de radical libre y un quelante de metales. Sin embargo, es frecuente el caso en el que el denominado sinergista puede desempeñar más de un papel. Por ejemplo, el ácido ascórbico puede actuar como donador de electrones, quelante de metales y eliminador de oxígeno. Los agentes sinérgicos en sentido estricto son todos los ácidos o sus sales, tales como: Ácido láctico y lactato de sodio, potasio o calcio; Ácido cítrico y citrato de sodio, potasio o calcio; Ácido tartárico y tartratos de sodio o de potasio; Ácido ortofosfórico y ortofosfatos de sodio, potasio y calcio; Ácido ascórbico y Palmitato de ascorbilo; Lecitina (Fennema, 1993. Multon, 2000). Página | 28 2.0 METODOLOGÍA Durante la primera visita realizada a la planta se hizo una evaluación de ésta y del proceso para la obtención de las alegrías; se encontró que el manejo de materias primas y proceso era deficiente, por lo que se tomaron dos acciones iniciales: • Sugerir modificaciones en el local como: cerrar el espacio donde se guarda la materia prima para evitar fauna nociva y proteger de la entrada de sol; además separar la materia prima de producto terminado. • Impartir un pequeño curso de Buenas Prácticas de Manufactura (BPM). En cuanto a la vida de anaquel de las alegrías, se determinó el Índice de Peróxidos (IP) al grano de amaranto y al amaranto reventado, después se elaboraron tres lotes, uno elaborado de forma tradicional, otro con 200ppm de ácido ascórbico y el último con 200ppm de lecitina. Tomando como antecedente los resultados de las pruebas ya mencionadas, se propuso llevar a cabo pruebas utilizando BHT y ácido ascórbico como antioxidantes, para disminuir el enranciamiento del producto, para lo cual se elaboraron cuatro lotes de producto, en estos, se incluyó la máxima cantidad permitida de BHT para dar la mayor protección al grano durante el reventado, y se probaron diferentes concentraciones de ácido ascórbico: 0, 100, 200 y 300 ppm, para analizar si este tiene algún efecto sinérgico con el BHT. A estas muestras se les hizo la extracción de grasa, utilizando el método por lotes usando diclorometano como disolvente y luego se determinó Índice de Peróxidos en la grasa. Página | 29 Para el análisis estadístico de los datos obtenidos, se aplicó un análisis de varianza para los tratamientos y por cada semana de estudio. También se llevaron a cabo pruebas de rango múltiple para los datos del IP a lo largo de las seis semanas y pruebas de rango múltiple para los datos del IP de los cuatro tratamientos. 2.1.1 Técnicas empleadas 2.1.1 Método por lotes para la extracción de grasa. Fundamento Este método hace uso de la solubilidad intrínseca de la sustancia a separar; es claro que un compuesto no polar es soluble en un disolventeno polar (Hoffman, 1989). La extracción se realiza en frío para evitar el daño del material lipídico y por lotes para incrementar la eficiencia. Condiciones de la materia prima para llevar a cabo la técnica. Antes de llevar a cabo la extracción se llevo a cabo la reducción del tamaño de partícula de las muestras de alegrías (100 g), mediante la molienda con un procesador de alimentos (Osterizer) por 3 minutos aproximadamente, esto para aumentar la superficie de contacto entre el disolvente y la muestra. La extracción de la grasa se llevó a cabo en las siguientes condiciones: a) Se utilizó como disolvente diclorometano (DCM), ya que mediante algunos ensayos previos se determinó que la extracción de la grasa era más cuantitativa con este disolvente. Página | 30 b) La extracción se realizó con ayuda de agitación mecánica y en frío (extracción por lotes), la extracción se hizo en estas condiciones ya que al llevar a cabo una extracción continua con calentamiento, se estaría favoreciendo la oxidación de la grasa y tomando en cuenta que este es el parámetro que se va a estudiar, no es conveniente alterarlo. Procedimiento Las muestras molidas se pusieron en contacto con 200 mL de DCM, por espacio de media hora con agitación continua, pasado este tiempo se dejó sedimentar y se filtro la parte superior sobre un matraz bola. Se recuperó el residuo de la muestra, el cual fue sometido a una segunda extracción, en las condiciones antes mencionadas, y colectado en el mismo matraz bola que la anterior. Una vez finalizado el proceso de extracción, se evaporó el disolvente en rotavapor (Buchi, modelo 113048) con baño de agua a 35°C. 2.1.2 Determinación del Índice de Peróxidos (IP) El análisis del deterioro de la grasa se llevó a cabo mediante la Determinación de Índice de Peróxidos por el Método-volumétrico- Micrométodo (Crowe y White, 2001) Fundamento El IP se define como los miliequivalentes (mEq) de peróxido por kilogramo de grasa. Es una determinación volumétrica de la cantidad de Página | 31 grupos peróxidos e hidroperóxidos. La cuantificación se basa en la reacción del yoduro de potasio con los peróxidos para liberar yodo, el cual es titulado con tiosulfato de sodio, empleando almidón como indicador (Nielsen, 1998). Las reacciones que se llevan a cabo son: ROOH + KI (exceso) → ROH + KOH +I2 I2 + almidón + Na2S2O3 → 2NaI + almidón + Na2S4O6 Azul Incoloro La determinación de peróxidos sirve para conocer la evolución del deterioro oxidativo de la grasa, porque los peróxidos son los productos iniciales mayoritarios de la oxidación de los lípidos ya que después, estos peróxidos son transformados a productos secundarios como aldehídos y cetonas que son los causantes de las características organolépticas indeseables; mediante el IP se puede tener un estimado de la cantidad de peróxidos en la muestra estudiada y por tanto de su grado de oxidación. Procedimiento Pesar 0.5±0.05g de aceite de amaranto recién extraído en un matraz Erlenmeyer de 250 mL y adicionar 2.5 mL de una solución de ácido acético/DCM (3:2), disolviendo perfectamente. Adicionar 0.05 mL de una solución saturada de yoduro de potasio y dejar reposar en la oscuridad durante 60 seg, medidos con cronómetro. Añadir 7.5 mL de agua desionizada hervida y fría, adicionar 0.1 mL de solución de almidón indicador (almidón soluble al 1% en agua). Si se presenta una coloración azul oscuro (en toda la solución o en forma de puntos Página | 32 aislados) titular lentamente con tiosulfato de sodio 0.001N hasta la desaparición total del color azul. 2.2 Estudio de la adición de antioxidantes Se eligió el BHT antes del reventado porque es un antioxidante termoestable, condición necesaria ya que el amaranto es sometido a altas temperaturas durante el reventado y de haber agregado un antioxidante termosensible este se hubiera perdido y no hubiera brindado protección al amaranto. El ácido ascórbico se eligió por ser un antioxidante natural y porque este actúa como sinergista. 2.2.1 Elaboración de cuatro lotes de alegrías Se elaboraron cuatro lotes con el máximo permitido de BHT en pan que es de 200mg/Kg grasa (NOM-147-SSA1-1996, Bienes y servicios. Cereales y sus productos. Harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de cereales, de semillas comestibles, harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales.), se eligió este producto porque es sometido a un proceso térmico igual que el amaranto, además de que no existe ninguna norma específica para amaranto. Se variaron las cantidades de ácido ascórbico en cada lote, el uso de este aditivo esta limitado a BPM. La variación en la cantidad de ácido ascórbico utilizado tuvo como objetivo, encontrar la concentración adecuada de este que tiene mayor sinergismo con el BHT, con lo que se garantizará la mayor vida de anaquel del producto. Página | 33 Se disolvió el BHT en etanol y se agregó al agua de remojo, para llevar a cabo el remojo se coloca el grano de amaranto en tinas y se agregan 3L de agua por cada 18Kg de grano de amaranto, este proceso dura 72 horas. Posteriormente se revienta el amaranto a 180ºC-200ºC (Figura 3). Después del reventado se separa el amaranto en tres categorías según su tamaño, el amaranto con menor tamaño (es decir el que no se revienta adecuadamente) se utiliza para ganado, el amaranto de tamaño intermedio se convierte en harina y el amaranto con mayor tamaño (el que se reventó mejor) se utiliza para las alegrías (Figura 3). Se prepara el jarabe calentando el azúcar, el piloncillo y la glucosa, hasta que hierven y se obtiene la consistencia de miel. Se retiran del fuego, se deja enfriar un poco y se añade el ácido ascórbico previamente disuelto en 10mL de agua (las cantidades fueron de 100, 200 y 300ppm, estas cantidades se calcularon por Kg de miel) (Figura 3). A continuación se mezclaron el amaranto reventado, la nuez, el cacahuate y el piñón en un recipiente adecuado, se añadió la miel obtenida y se mezcló perfectamente. Por último se vació en moldes, se compactó con un rodillo, se cortaron las barras del tamaño deseado, se desmoldaron y empaquetaron (Figura 3). Página | 34 GRANO DE AMARANTO LIMPIEZA DEL GRANO MATERIA EXTRAÑA GRANO DE AMARANTO LIMPIO REMOJO DEL GRANO DE AMARANTO POR 72 HORAS GRANO HÚMEDO REVENTADO 180C – 200C MEZCLAR AGUA + BHT (PREVIAMENTE DISUELTO EN ETANOL) GRANO REVENTADO PARA HARINA GRANO REVENTADO PARA GANADO VACIADO EN MOLDES GRANO REVENTADO PARA ALEGRÍAS MEZCLA DE AZUCAR (MIEL) CON PILONCILLO Y GLUCOSA AGREGAR ÁCIDO ASCÓRBICOENFRIAR COMPACTADO (RODILLOS) CORTADO EMPACADO BARRA LISTA PARA CONSUMO Figura 3 Diagrama de flujo del procedimiento de elaboración de las alegrías Página | 35 Los cuatro lotes preparados para esta prueba fueron: LOTE 1 (control) • Adición de 200 ppm de BHT durante el remojo • Sin adición de ácido ascórbico LOTE 2 • Adición de 200 ppm de BHT durante el remojo • Adición de 100 ppm de ácido ascórbico LOTE 3 • Adición de 200 ppm de BHT durante el remojo • Adición de 200 ppm de ácido ascórbico LOTE 4 • Adición de 200 ppm de BHT durante el remojo • Adición de 300 ppm de ácido ascórbico 2.3 Monitoreo del deterioro oxidativo Con el objetivo de conocer la evolución del deterioro oxidativo de los cuatro lotes de alegrías elaborados, se llevó a cabo el seguimiento del Índice de Peróxidos desde el día de elaboración (t = 0) hasta los 42 días de almacenamiento (t=6), las pruebas se llevaron a cabo cada semana (tiempo que duraron las alegrías elaboradas). Las alegrías elaboradas con los antioxidantes se almacenaron a temperatura Página | 36 ambientey en anaquel como normalmente se encuentran en los locales donde se venden. Para llevar a cabo la determinación del Índice de Peróxidos de cada lote se analizaron muestras de aproximadamente 100 g de producto, mismas que se procesaron según se indica en el inciso 2.1.1 para la extracción de la grasa, y se llevó a cabo la determinación del Índice de Peróxidos según la metodología descrita en el inciso 2.1.2, la determinación de IP se llevó a cabo por duplicado. Página | 37 3.0 RESULTADOS Se determinó el índice de peróxidos (IP) a la semilla de amaranto para determinar el grado de oxidación que tenía de origen y compararlo con el resultado obtenido en el amaranto reventado (Tabla 4). PRODUCTO IP (meq Peróxido/Kg grasa) SEMILLA DE AMARANTO 2.42 AMARANTO REVENTADO 12.26 Tabla 4. Resultados obtenidos para el IP en el grano de amaranto y el amaranto reventado Se realizaron pruebas con lecitina de soya y ácido ascórbico utilizando 200 ppm, para observar qué efecto tenían como antioxidantes en las alegrías, a lo largo de 3 semanas (Tabla 5). TIEMPO IP (meq Peróxido/ Kg grasa) BLANCO IP (meq Peróxido/ Kg grasa) LECITINA IP (meq Peróxido/ Kg grasa) ÁCIDO ASCÓRBICO SEMANA 1 26.10 24.92 23.52 SEMANA2 58.92 39.01 35.25 SEMANA 3 94.29 61.20 55.56 Tabla 5. Resultados de IP para alegrías elaboradas con lecitina y ácido ascórbico Página | 38 Con base en los resultados obtenidos, y en vista de que la protección de la lecitina es escasa y la del ácido ascórbico, aunque mayor, es insuficiente, se hicieron cuatro lotes de producto utilizando BHT y ácido ascórbico como antioxidantes (Tabla 6). Lote BHT Ácido ascórbico 1 200 ppm Durante el remojo 0 2 200 ppm Durante el remojo 100 ppm Elaboración de “miel” 3 200 ppm Durante el remojo 200 ppm Elaboración de “miel” 4 200 ppm Durante el remojo 300 ppm Elaboración de “miel” Tabla 6. Lotes de alegrías elaborados con BHT y ácido ascórbico Los resultados obtenidos para la determinación de Índice de Peróxidos se muestran en la Tabla 7 y la gráfica 2. Página | 39 Semana Índice de Peróxidos (meq Peróxido/Kg grasa) Lote 1 Lote 2 Lote 3 Lote 4 0 16.78 16.57 14.83 14.33 1 19.97 16.88 15.76 15.46 2 20.56 20 19.85 19.43 3 20.76 20.30 20.20 20.38 4 25.68 25.38 24.75 24.33 5 32.64 32.07 27.38 26.22 6 35.73 36.51 33.50 32.79 Tabla 7 Resultados del IP para los lotes de alegrías elaborados con BHT y ácido ascórbico 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 0 1 2 3 4 5 6 LOTE 1 LOTE 2 LOTE 3 LOTE 4 Gráfica 2 Comparación del IP de los lotes de alegrías elaborados con BHT y ácido ascórbico. TIEMPO (SEMANAS) ÍNDICE DE PERÓXIDOS (meq Peróxido/ Kg grasa) Página | 40 4.0 ANÁLISIS DE RESULTADOS La visita a la planta y la inspección fueron fundamentales para empezar a detectar los problemas de la microempresa. Con el curso de BPM se logró implementar el uso de cofia y cubreboca en el área de proceso y a mediano plazo, se implementará el uso de uniformes, porque en área de proceso se usa la ropa con la que llegan los empleados de la calle, que en ocasiones no es tan limpia o simplemente está expuesta a mucha contaminación durante el trayecto de sus casas a la planta. Con el curso de BPM también se lograron, en corto tiempo, cambios importantes como reducir la exposición del grano a la luz y al calor, cambiando el acomodo en la bodega. Los pequeños productores que cuentan con financiamiento de SAGARPA lograron la construcción de una bodega adecuada para guardar la materia prima y el producto terminado; la separación de la materia prima y el producto terminado del área de producción es fundamental para evitar contaminación cruzada y otros problemas causados por el calor excesivo que desprenden la reventadora y los hornos del área de proceso, ya que este factor influye de manera importante en el deterioro del producto. Mediante ensayos previos se encontró que la mejor extracción de grasa se logra con diclorometano como disolvente; también se encontró que lo más conveniente es hacer la extracción de la grasa con agitación mecánica y en frío (extracción por lotes), para evitar alterar la grasa en el proceso. El IP se determinó mediante el método ya descrito en el inciso 2.1.2 (Crowe y White, 2001). Página | 41 Desafortunadamente no se pudo llevar a cabo la determinación del Índice de Kreis para complementar los resultados, ya que la extracción de grasa por el método empleado es poco cuantitativa, aunque es el método más adecuado para evitar la oxidación del material lipídico contenido en la muestra. El análisis preliminar del amaranto demostró que en el grano reventado, aún antes de elaborar las alegrías, ya había cierto grado de oxidación de lípidos. Por ello se trabajó en las BPM, comenzando desde el almacenamiento ya que el grano se conserva por tiempos muy largos en bodega (en ocasiones más de 2 años) y expuesto a altas temperaturas y a la luz, todo lo cual favorece el deterioro de lípidos. En la tabla 4 tenemos los resultados de las pruebas para el amaranto reventado, con lo que se concluye que el reventado es un proceso que contribuye en gran medida al deterioro oxidativo del amaranto, ya que la temperatura a la que es expuesta la semilla es muy alta (180-200ºC), y este problema se ve aumentado porque generalmente el amaranto reventado no se utiliza enseguida, sino que es almacenado por tiempo indefinido (3-4semanas) en bolsas de plástico transparentes, por lo que la exposición a la luz es prolongada, y cuando se elaboran las alegrías el deterioro ya es muy avanzado como se pudo comprobar con los resultados de la Tabla 4. Otro componente de la solución de este problema sería reventar sólo el amaranto que se va a utilizar en breve lapso (máximo una semana) pero esto encarece mucho el proceso por la operación de la reventadora. En las pruebas iniciales se adicionó lecitina a las alegrías, porque se ha observado que las alegrías de chocolate tienen una vida de anaquel mayor y el chocolate con el que se elaboran contiene este aditivo; se Página | 42 corrieron a la vez, pruebas con ácido ascórbico y como se puede ver en los resultados de la tabla 5 la lecitina tienen cierto efecto antioxidante, pero menor al del ácido ascórbico. De todas maneras, el efecto es insuficiente para alargar la vida de anaquel del producto, así que se pensó en una combinación sinérgica de antioxidantes. Para la combinación sinérgica se eligió el BHT antes del reventado, ya que es un antioxidante que soporta altas temperaturas y ácido ascórbico después del reventado, y con esto protegemos al amaranto durante este proceso y su almacenamiento que son dos factores que influyen en el deterioro oxidativo del amaranto. Como se puede observar en la tabla 7, para los lotes 3 y 4 se reduce incluso el IP inicial, en comparación con los otros lotes (1 y 2). En la gráfica 2 se aprecia que la concentración de ácido ascórbico que funciono mejor con el BHT fue la de 300 ppm (lote 4) aunque entre esta concentración y la de 200 ppm (lote 3), no se encuentra una diferencia muy grande. Por otro lado, el análisis de varianza (tabla 9) y prueba de rango múltiple (tabla 11) muestra que no hay diferencias significativas entre los tratamientos para los lotes 3 y 4, por lo que en cuestión de costos se podría utilizar el tratamiento que se dio al lote 3, es decir con 200 ppm de BHT y 200 ppm de ácido ascórbico. Como se puede observar en la tabla 8, los valores de la F de tabla para el análisis de las semanas es menor, por lo que se concluye que existe diferencia significativa entre los resultados obtenidos. Página | 43 En la tabla 8, también observamos que los valores de la F de tabla paralos tratamientos son mayores, por lo que se concluye que no existe diferencia significativa entre las los tratamientos que se llevaron a cabo durante el análisis, es decir que hay congruencia con los datos obtenidos para cada tratamiento. TRATAMIENTOS 3 12,49 4,16 1,56 3,16 5,09 SEMANAS 6 1131,17 188,52 70,93 2,66 4,01 ERROR 18 47,84 2,65 TOTAL 27 1191,50 F (TABLA AL 1%)FUENTE DE LA VARIACIÓN gl SC CM F F (TABLA AL 5%) Tabla 8. Análisis de varianza para los datos del IP a lo largo de seis semanas, para los cuatro tratamientos. De la tabla 9 podemos concluir que entre los resultados obtenidos para las semanas 0 y 1 no existe una diferencia significativa, al igual que para las semanas 2 y 3, en cambio para los datos obtenidos entre las semanas 4, 5 y 6 ya existe una diferencia significativa importante, por lo que se puede concluir que los antioxidantes utilizados dieron buenos resultados hasta la semana 3, y por lo tanto se puede establecer una vida útil de las alegrías de 3 semanas sin que exista una diferencia significativa en el IP. Página | 44 Tabla 9 Pruebas de Rango Múltiple para los datos del IP a lo largo de seis semanas. De la tabla 10 podemos concluir que entre los resultados obtenidos para los tratamientos 1 y 2 no existe una diferencia significativa, por lo que concluimos que utilizar 0ppm ó 100ppm de ácido ascórbico no dan una diferencia significativa importante, por lo tanto se puede utilizar cualquiera de las dos concentraciones sin tener diferencia significativa, lo mismo ocurre para los tratamientos 3 y 4, por lo cual se pueden utilizar 200ppm ó 300ppm de ácido ascórbico, en cambio entre 100ppm y 200ppm ya existe una diferencia significativa por lo que se puede utilizar 200ppm obteniendo mejores resultados en cuanto al IP. Tabla 10 Pruebas de Rango Múltiple para los datos del IP de los cuatro tratamientos. Pruebas de Rango Múltiple DMS para semana 2.01978871 semana Media 0 15.625 a 1 17.05 a 1.425 4.35 2 19.975 b 2.925 3 20.425 b 0.45 5.075 4 25.05 c 4.625 5 29.55 d 4.5 6 34.625 e 5.075 DMS para trat 1.52681675 Tratamiento 1 24.6 a 2 23.97142857 a 3 22.32857143 b 4 21.84285714 b Página | 45 5.0 CONCLUSIONES Mediante el presente trabajo se logró extender la vida útil de las alegrías producidas en microempresas de la zona de Tulyehualco. El objetivo pudo alcanzarse mediante una combinación de estrategias que incluye aplicación de las BPM en el manejo y almacenamiento de materia prima, aplicación de BPM en el proceso y utilización de una combinación de antioxidantes. Para la aplicación de BPM la concientización de los propietarios y la capacitación de los trabajadores fueron fundamentales, no sólo para los logros operativos sino incluso para obtener financiamientos disponibles para microempresas. Respecto a la adición de antioxidantes, se logró identificar la combinación con mejores resultados para la elaboración de alegrías: 200 ppm de BHT y 200 ppm de ácido ascórbico; el resultado con 300 ppm de ácido ascórbico no presenta diferencia significativa (p<0.05) con el tratamiento que utiliza 200 ppm de éste. Se estableció que la forma adecuada de aplicar los antioxidantes es la siguiente, el BHT se agrega en solución alcohólica al agua de remojo del amaranto y el ácido ascórbico en la “miel” que se adiciona al amaranto durante la elaboración de las alegrías. Página | 46 La colaboración con microempresas interesadas en mejorar sus procesos fue fácil y productiva. De los resultados obtenidos del análisis estadístico concluimos que las alegrías tienen una vida útil de tres semanas, antes de que se presente un cambio significativo en el resultado del IP; desde luego se ha recomendado a los artesanos indicar fecha de consumo preferente de las alegrías, con base en estos resultados. Algunas recomendaciones importantes son: mejorar la infraestructura para permitir y/o facilitar la observancia de las BPM, introducir controles en calidad de materia prima y capacitar también a los distribuidores para que el producto se almacene y maneje adecuadamente. Finalmente, la experiencia de apoyar a micro empresarios mexicanos que tanto lo requieren, fue sumamente enriquecedora en lo personal y, confiamos, muy útil para ellos. Página | 47 Bibliografía Avanza, M. V., M. C. Puppo y M. C. Añón. 2004. Propiedades reológicas de geles de proteínas de amaranto. Universidad Nacional Del Nordeste. Comunicaciones Científicas y Tecnológicas. (1-3) Becerra, R. 2000 (mayo). El amaranto, nuevas tecnologías para un antiguo cultivo. Boletín bimestral de la Comisión Nacional para el conocimiento y uso de la Biodiversidad, Año 5, Num. 30. (1-4) Belitz H. y W. Grosh. 1998. Química de los alimentos. Acribia S.A., Zaragoza, España. Campos, J., R. Ruíz y E. Díaz. 2002. 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