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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRÍAS CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS ESTUDIO DE PARÁMETROS FISICOQUÍMICOS Y SENSORIALES PARA LA ELABORACIÓN DE UNA GOMINOLA CON JUGO Y PULPA DE ZANAHORIA AMARILLA (DAUCUS CAROTA L.) ECO TIPO VILMORI, EN LA PLANTA PILOTO DE ALIMENTOS DE LA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO EN ALIMENTOS MARTIN ALFREDO SAÁ CANSING DIRECTORA: ING. YOLANDA ARGUELLO MSc. Quito, Agosto 2016 © Universidad Tecnológica Equinoccial. 2016 Reservados todos los derechos de reproducción FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO PROYECTO DE TITULACIÓN DATOS DE CONTACTO CÉDULA DE IDENTIDAD: 1712920659 APELLIDO Y NOMBRES: Saa Cansing Martin Alfredo DIRECCIÓN: Cuenca N1-125 y Ambato EMAIL: Saamartin1986@gmail.com TELÉFONO FIJO: 022886817 TELÉFONO MOVIL: 0995072914 DATOS DE LA OBRA TITULO: Estudio de parámetros fisicoquímicos y sensoriales para la elaboración de una gominola con exctracto y pulpa de zanahoria amarilla (Daucus carota L.) ecotipo Vilmori, en la planta piloto de alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial AUTOR O AUTORES: Saa Cansing Martin Alfredo FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO DE TITULACIÓN: Agosto 2016 DIRECTOR DEL PROYECTO DE TITULACIÓN: Ing. Yolanda Argüello PROGRAMA PREGRADO POSGRADO TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniero de Alimentos RESUMEN: Mínimo 250 palabras El objetivo del presente trabajo de investigación fue la determinación de los parámetros fisicoquímicos y sensoriales para la elaboración de una gomita con jugo y pulpa de zanahoria amarilla (Daucus Carota) ecotipo Vilmori, en la planta piloto de alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial. Se ejecutó un diseño experimental A x B; donde la variable A significa el tiempo de Proceso de pasteurización de la pulpa en dos niveles A1: (65 °C por 20 minutos) y A2: (71 °C por 15 segundos) y la variable B es la formulación en tres niveles de porcentaje (% de jugo / % de pulpa) de zanahoria; B1: (100/0); B2: (75/25) y B3: (50/50) y evaluando como variable de respuesta experimental la x estabilidad físico-química como porcentaje de sacarosa, humedad y sólidos solubles, analizando las mejores alternativas tecnológicas que cumplan con la norma INEN 2217:2012 Productos de confitería, para finalmente realizar un análisis sensorial y de vitamina A del producto terminado por medio de una encuesta y la tabulación de los resultados. Todos los tratamientos cumplieron con los requisitos de humedad y sacarosa de la normativa vigente de confites y se realizó el estudio del color en las gomitas, corroborando que la cantidad de color más intenso se encontró en el tratamiento número 5, de 50% pulpa y 50 % jugo a una temperatura de pasteurización de la zanahoria de 65 °C por 15 minutos. La cantidad de caroteno incluido en la materia prima, no se afectó al ser pasteurizado y en el producto final de la gominola fue de 1116,20 (UI/100 g) por ser termo resistente. Se procedió a realizar el análisis sensorial de los tres mejores tratamientos, asignados por contener la menor cantidad de humedad. La mayor aceptabilidad sensorial en la encuesta realizada a 100 estudiantes de la Universidad Tecnológica Equinoccial, fue en la gominola con 100% jugo de zanahoria a una temperatura de pasteurización de 65 °C. PALABRAS CLAVES: Gomitas de vegetales, zanahoria amarilla, pasteurización de jugos y pulpas, carotenos ABSTRACT: ABSTRACT The objective of this research was the determination of the physicochemical and sensory parameters for the preparation of a rubber band with juice and pulp yellow carrot (Daucus Carota) ecotype Vilmori, food in the pilot Technological University Equinoccial plant. An experimental design A x B is executed; where the variable A is the time pasteurization process the pulp into two levels A1: (65 ° C for 20 minutes) and A2 (71 ° C for 15 seconds) and the variable B is the formulation of three percentage levels (% juice / pulp%) carrot; B1: (100/0); B2: (75/25) and B3 (50/50) and evaluating experimental variable response as physico-chemical stability as percentage of sucrose, moisture and soluble solids, analyzing the best technological alternatives that meet the standard INEN 2217: 2012 confectionery, to finally make a sensory and vitamin a finished product analysis by a survey and tabulation of results. All treatments met the requirements of moisture and sucrose from the existing rules of confections and color study was conducted in the gummies, corroborating that the amount of more intense color found in the treatment number 5, 50% pulp and 50 % juice at a temperature pasteurization carrot 65 ° C for 15 minutes. The amount of carotene included in the raw material, was not affected by being pasteurized and the final product was DEDICATORIA Quiero dedicar el presente trabajo de investigación a mi amada hija Sofía, quién es la persona que con su alegría y ternura, llena mi vida y me da la fuerza y el valor para que día a día entregue mi mayor esfuerzo en todas las actividades que realizo. i ÍNDICE DE CONTENIDOS PÁGINA RESUMEN 1 ABSTRACT 2 1.INTRODUCCIÓN 4 2.MARCO TEÓRICO 6 2.1. CONFITES 6 2.2. GOMITAS 7 2.2.1. DEFINICIÓN DE GOMITAS 7 2.2.2. MATERIAS PRIMAS 8 2.2.3. OBTENCIÓN DE GOMITAS 13 2.3. ZANAHORIA 14 2.3.1. DEFINICIÓN DE ZANAHORIA 14 2.3.2. CALIDAD DE LA ZANAHORIA 17 2.3.3. CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE LA ZANAHORIA 17 2.3.4. VALOR NUTRICIONAL DE LA ZANAHORIA 17 2.4. PASTEURIZACIÓN DE JUGO DE FRUTAS Y VEGETALES 18 2.5. EL COLOR EN LOS ALIMENTOS 20 2.6. EVALUACIÓN DEL ANÁLISIS SENSORIAL 21 3.METODOLOGÍA 22 3.1. SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA 22 3.2. PROCESO DE PREPARACIÒN DE LA ZANAHORIA AMARILLA 22 3.3. CARACTERIZACIÒN DE LA ZANAHORIA AMARILLA 22 3.4. RENDIMIENTO DE LA ZANAHORIA AMARILLA EN PULPA Y JUGO 23 3.5. ELABORACIÓN DE GOMAS DE ZANAHORIA AMARILLA 24 3.6. PROCESO DE ELABORACIÓN DE LAS GOMITAS 26 ii PÁGINA3.7. CARACTERIZACIÓN FINAL DE LAS GOMITAS DE ZANAHORIA AMARILLLA 26 3.8. ANÁLISIS DE COLOR DE LAS GOMAS 26 3.9. ANÁLISIS SENSORIAL DEL PRODUCTO TERMINADO 30 3.10. DISEÑO EXPERIMENTAL Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO 31 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 32 4.1. CARACTERIZACIÒN FISICOQUIMICA DE LA MATERIA PRIMA 32 4.1.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA PARA LA SELECCIÓN DE LA ZANAHORIA AMARILLA ECO TIPO VILMORI 32 4.1.2. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE LA PULPA Y JUGO DE ZANAHORIA AMARILLA 33 4.2. RENDIMIENTO DE LA ZANAHORIA AMARILLA EN PULPA Y JUGO 34 4.3. RESULTADOS EXPERIMENTALES DE LA ELABORACIÓN DE LAS GOMITAS DE ZANAHORIA 35 4.4. ANALISIS DEL COLOR EN LAS GOMAS CON ZANAHORIA 37 4.5. ANALISIS SENSORIAL DE LA GOMITA CON ZANAHORIA 39 4.6. ANALISIS DE VITAMINA A EN LA GOMITA CON ZANAHORIA 41 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. CONCLUSIONES 5.2.RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFÍA ANEXOS iii ÍNDICE DE TABLAS PÁGINA Tabla 1. Requisitos físico químicos del azúcar 10 Tabla 2. Requisitos microbiológicos del azúcar 10 Tabla 3. Producción mundial de zanahoria amarilla 16 Tabla 4. Relación de la temperatura con la retención de carotenos en la zanahoria amarilla 20 Tabla 5. Métodos de ensayo para el Análisis fisicoquímico de la zanahoria amarilla 23 Tabla 6. Diseño experimental para el desarrollo de gomita de zanahoria Amarilla 25 Tabla 7. Formulación de gomas 26 Tabla 8. Requisitos fisicoquímicos de las gomitas 29 Tabla 9. Características físicas de la zanahoria amarilla ecotipo vilmori 32 Tabla 10. Caracterización proximal de la pulpa y jugo de zanahoria 33 Tabla 11. Rendimiento de la zanahoria amarilla 35 Tabla 12. Resultados experimentales de las variables de estudio para el diseño de gomita de zanahoria amarilla 35 Tabla 13. Resultados del análisis de color de las gomas con zanahoria 37 Tabla 14. Resultados del análisis sensorial de la goma con zanahoria 39 iv ÍNDICE DE FIGURAS PÁGINA Figura 1. Molécula de sacarosa 9 Figura 2. Partes de la zanahoria 15 Figura 3. Diagrama de flujo de proceso para la elaboración de gominolas 28 Figura 4. Color de gomas de los tratamientos 38 Figura 5. Gráfico de radar de los resultados de evaluación Sensorial por atributos de gomas de zanahoria. 40 v ÍNDICE DE ANEXOS ANEXO I Análisis proximal de la pulpa de zanahoria amarilla ANEXO II Análisis proximal del jugo de zanahoria amarilla ANEXO III Determinación del rendimiento de la zanahoria amarilla ANEXO IV Proceso de elaboración de la gomita con zanahoria amarilla ANEXO V Análisis del color en gomas ANEXO VI Análisis sensorial de gomas con zanahoria ANEXO VII Prueba de Aceptabilidad de una gomita con zanahoria ANEXO VIII Determinación de humedad de la zanahoria amarilla 1 RESUMEN El objetivo del presente trabajo de investigación fue la determinación de los parámetros fisicoquímicos y sensoriales para la elaboración de una gomita con jugo y pulpa de zanahoria amarilla (Daucus Carota) ecotipo Vilmori, en la planta piloto de alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial. Se ejecutó un diseño experimental A x B; donde la variable A significa el tiempo de Proceso de pasteurización de la pulpa en dos niveles A1: (65 °C por 20 minutos) y A2: (71 °C por 15 segundos) y la variable B es la formulación en tres niveles de porcentaje (% de jugo / % de pulpa) de zanahoria; B1: (100/0); B2: (75/25) y B3: (50/50) y evaluando como variable de respuesta experimental la estabilidad físico-química como porcentaje de sacarosa, humedad y sólidos solubles, analizando las mejores alternativas tecnológicas que cumplan con la norma INEN 2217:2012 Productos de confitería, para finalmente realizar un análisis sensorial y de vitamina A del producto terminado por medio de una encuesta y la tabulación de los resultados. Todos los tratamientos cumplieron con los requisitos de humedad y sacarosa de la normativa vigente de confites y se realizó el estudio del color en las gomitas, corroborando que la cantidad de color más intenso se encontró en el tratamiento número 5, de 50% pulpa y 50 % jugo a una temperatura de pasteurización de la zanahoria de 65 °C por 15 minutos. La cantidad de caroteno incluido en la materia prima, no se afectó al ser pasteurizado y en el producto final de la gominola fue de 1116,20 (UI/100 g) por ser termo resistente. Se procedió a realizar el análisis sensorial de los tres mejores tratamientos, asignados por contener la menor cantidad de humedad. La mayor aceptabilidad sensorial en la encuesta realizada a 100 estudiantes de la Universidad Tecnológica Equinoccial, fue en la gominola con 100% jugo de zanahoria a una temperatura de pasteurización de 65 °C. 2 ABSTRACT The objective of this research was the determination of the physicochemical and sensory parameters for the preparation of a rubber band with juice and pulp yellow carrot (Daucus Carota) ecotype Vilmori, food in the pilot Technological University Equinoccial plant. An experimental design A x B is executed; where the variable A is the time pasteurization process the pulp into two levels A1: (65 ° C for 20 minutes) and A2 (71 ° C for 15 seconds) and the variable B is the formulation of three percentage levels (% juice / pulp%) carrot; B1: (100/0); B2: (75/25) and B3 (50/50) and evaluating experimental variable response as physico-chemical stability as percentage of sucrose, moisture and soluble solids, analyzing the best technological alternatives that meet the standard INEN 2217: 2012 confectionery, to finally make a sensory and vitamin a finished product analysis by a survey and tabulation of results. All treatments met the requirements of moisture and sucrose from the existing rules of confections and color study was conducted in the gummies, corroborating that the amount of more intense color found in the treatment number 5, 50% pulp and 50 % juice at a temperature pasteurization carrot 65 ° C for 15 minutes. The amount of carotene included in the raw material, was not affected by being pasteurized and the final product was gummy 1116.20 (IU / 100g) to be heat resistant. He proceeded to perform the sensory analysis of the three best treatments, assigned to contain the least amount of moisture. 3 Most sensory acceptability in the survey of 100 students at the University of Technology Equinoccial was in the gummy with 100% carrot juice pasteurization ata temperature of 65 ° C. 1. INTRODUCCIÓN 4 1. INTRODUCCIÓN La investigación se sustenta en el hecho de que la zanahoria es diariamente utilizada en la alimentación, por poseer un gusto dulce y muy apetecido en el mercado, por su rico contenido en provitamina A o beta-caroteno, y por sus cualidades digestivas, anti anémica, antioxidante, con efectos benéficos para la piel y la visión (Vinueza Lascano, 2002). La zanahoria amarilla (Daucus carota) tiene amplia adaptación a climas templados, que ofrecen buenas condiciones para su cultivo prolongable en forma exitosa (Cuaran, 2009). La sociedad y los mercados se adaptan a innovaciones de productos y servicios, esta particularidad se puede emplear, para aprovechar las bondades de la zanahoria amarilla (Daucus Carota L.) incorporándola a la gominola y así desarrollar para el mercado nacional un nuevo confite (Villenas, 2009). Las gominolas son confites elaborados a base de la mezcla de una solución concentrada de azúcar, al que se incorpora un gelificante que puede ser gelatina o grenetina; su masa es dulce, pegajosa y no tiene color (Grijalva, 2012). Con el cambio del agua por jugo y pulpa zanahoria en la formulación de las gominolas, algunas variables fisicoquímicas consideradas en las normativas de calidad vigentes, indudablemente van a cambiar, haciéndose necesario el análisis sensorial de estas, para obtener un producto de calidad con aceptación del consumidor. El objetivo es analizar los efectos de la pasteurización, sobre el contenido de nutrientes de la zanahoria en el producto final, relacionados con la materia prima inicial. En la actualidad no se produce una gominola con jugo y pulpa de zanahoria; razón por la que, se pretende aprovechar las características 5 sensoriales y nutritivas de esta hortaliza, e incentivar a futuras investigaciones con esta especie. Para el presente trabajo de investigación se planteó el estudio de los parámetros fisicoquímicos y sensoriales para la elaboración de una gominola con jugo y pulpa de zanahoria amarilla (Daucus Carota L.) eco tipo Vilmori Los objetivos específicos son: Caracterizar las propiedades físicos químicas y nutricionales incluyendo el contenido de Vitamina A de la zanahoria amarilla (Daucus Carota L). Determinar la mejor alternativa tecnológica para la elaboración de una gominola con jugo y pulpa de zanahoria. Evaluación fisicoquímica y sensorial del producto terminado. Realizar un análisis de contenido de Vitamina A, a la mejor alternativa tecnológica. 2. MARCO TEÓRICO 6 2. MARCO TEÒRICO 2.1. CONFITES Los confites según Vicente (2002), se consideran a los alimentos procesados cuyo ingrediente principal es el azúcar, junto a otros productos alimenticios. Se distinguen diversas variedades de confites al recubrirlos con azúcar, coberturas, chocolates y otros ingredientes. Según Larousse (2004), el confite es una golosina hecha básicamente de azúcar y algún otro ingrediente. Da a conocer que en países con población joven como Latinoamérica, Europa del Este y Asia, la producción de caramelos va en aumento a un ritmo anual del 8% originando nuevas líneas de producción y mercados. Según Rioja (2006), las materias primas utilizadas para el proceso de elaboración de caramelos, son el azúcar comestible o azúcar blanco refinado, glucosa líquida, además de aromas y esencias alimenticios autorizados en la normativa vigente. Además de ingredientes secundarios que dependerán su uso según el tipo de caramelo que se proceda a realizar, como el agua, leche en polvo, lecitina, grasa vegetal, emulgentes, sal, acidulantes y colorantes. Los productos de confitería son aquellos elaborados principalmente a partir de azúcar. Se basa en la preparación de jarabes concentrados de azúcar para luego someter a una cocción para concentrar la mezcla; el resto del proceso dependerá del tipo de dulce que se quiera realizar. Los productos de confitería se clasifican en no cristalinos si el azúcar no es un cristal y cristalinos si el azúcar se encuentra cristalizada (Ángeles, 2009). 7 Según la Norma Técnica Ecuatoriana de productos de confitería NTE INEN 2217:2012. Requisitos; define a los caramelos como productos de consistencia sólida o semisólida que se obtienen del cocimiento de un almíbar de azúcares y agua, y que pueden contener otras sustancias y aditivos alimenticios permitidos o no contenerlos (INEN, 2012). 2.2. GOMITAS 2.2.1. DEFINICIÓN DE GOMITAS Según la norma INEN 2217:2012, productos de confitería (2012), las Gomitas son productos alimenticios obtenidos por la mezcla de gomas naturales, gelatinas, pectina, agar-agar, glucosa, almidón, azúcares, y otras sustancias o aditivos alimentarios permitidos. Las gomitas o gominolas son caramelos de consistencia gomosa, obtenidos de soluciones concentradas de azúcares, a los que se incorporan gelificantes (Making, 2015). Según Grijalva (2012), la temperatura de proceso que se debe obtener en las gomitas es de 103 a 110°C, en la denominada fase de hebra y perla. La humedad máxima permitida es de 10 a 25%, el porcentaje máximo de azúcar debe ser del 50%, debe tener una textura suave, esponjosa, masticable y no se debe pegar en los dientes, poseer un sabor agradable. Las materias primas utilizadas principalmente para la elaboración de las gomas son el azúcar, glucosa, agua, gelatina, acidulantes, colorantes y saborizantes (Grijalva, 2012). 8 2.2.2. MATERIAS PRIMAS Azúcar Según el Instituto IEDAR (2002); la planta de caña de azúcar es procedente del área tropical de Nueva Guinea desde hace aproximadamente 5.000 años. Siendo los hindúes los primeros en degustar el azúcar, posteriormente se extendió a China y al cercano Oriente en el año 4.500 antes de Cristo. Después en el año 510 A.C. el azúcar llega hasta Persia, donde fascinados por sus propiedades la llamaban "la caña que da miel sin necesidad de abejas". Luego a Europa oriental, siendo el Imperio Romano la que la denominara "sal de la India", y que era gran apreciada por su alto valor y escasez. En el siglo VII D.C. Los árabes descubrieron las infinitas utilidades que presentaba el azúcar integrándola en su gastronomía y alimentación. El azúcar blanco llamado también sacarosa, se designa exclusivamente al producto obtenido de la remolacha azucarera, o de la caña de azúcar (Instituto IEDAR, 2002). Según Grijalva y Argüello (2012); la sacarosa se forma por la concentración de los azúcares monosacáridos, glucosa y fructosa. La fórmula empírica de la sacarosa es: C12H22O11 con un peso molecular de 342.3 g/mol. A continuación se encuentra una gráfica de la molécula de la sacarosa. 9 Figura 1. Molécula de Sacarosa (Cedeño, 2009) La sacarosa al hidrolizarse, es decir al fragmentar sus moléculas, produce glucosa y fructosa en cantidades iguales, y es el comúnmente llamado azúcar invertido (Grijalva, 2012). Según (Badui, 2006); la sacarosa integrada por una glucosa y una fructosa, la fructosa se encuentra muy delicada al calor y a los ácidos. Esto hace que se hidrolice con facilidad y poder mezclarse, La sacarosa tiene un alto grado de solubilidad y alta capacidad para hidratarse con el agua. Se encuentra de forma natural en la mayoría de frutas, especialmente en la remolacha y la caña de azúcar que es donde se la extrae generalmente. En la norma Técnica Ecuatoriana INEN 260.2001 de azúcar Refinado. Requisitos (2012), El azúcar esta comúnmente formado principalmente por sacarosa, que se extrae generalmente de la caña de azúcar (Saccharum officinarum L) o de la remolacha azucarera (Beta Vulgaris L). También indica que la sacarosa es el disacárido constituido por la unión de Fructosa y Dextrosa. Corresponde a la fórmulaquímica: C12H22O11. 10 Para el uso y consumo humano del azúcar blanco refinado, se deben cumplir con los requisitos físicos químicos establecidos en la tabla 1, y requisitos microbiológicos establecidos en la tabla 2. (INEN, 2012) Tabla 1. Requisitos físico químicos del azúcar REQUISITO UNIDAD MÍNIMO MÁXIMO MÉTODO DE ENSAYO Polarización a 20 °C Humedad Cenizas de conductividad Azúcares reductores Color Coeficiente de variación del tamaño del grano Dióxido de Azufre (SO2) Materia Insoluble en agua Arsénico (As) Cobre (Cu) Plomo (Pb) °S % % % UI % mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg 99,8 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 0,05 0,04 0,05 60 40 15 30 1,0 2,0 0,5 NTE INEN 264 NTE INEN 265 NTE INEN 267 NTE INEN 266 NTE INEN 268 NTE INEN 274 NTE INEN 269 NTE INEN 270 NTE INEN 271 (INEN , 2012) Tabla 2. Requisitos microbiológicos del azúcar REQUISITO UNIDAD MÁXIMO MÉTODO DE ENSAYO Recuento de mesófilos aerobios Coliformes totales Recuento de mohos y levaduras UFC/g NMP/g UFC/g 2,0 x 102 < 3 1,0 x 102 NTE INEN 1 529-5 NTE INEN 1 529-6 NTE INEN 1 529-10 (INEN, 2012) 11 Glucosa La glucosa es un monosacárido derivado de la hidrólisis acida o enzimática del almidón o fécula de maíz o papa, además es una solución acuosa concentrada y purificada de sacáridos nutritivos. La solución obtenida tiene glucosa, maltosa, malto triosa y dextrinas, en porcentajes menores pero que pueden diferir según las enzimas. La solución de glucosa da un color claro, se comercializa en forma de sirope y también en polvo (Rioja, 2006). En la confitería, el jarabe de glucosa es el complemento del azúcar ordinario que mejora la textura, retarda la caramelización, detiene la cristalización y permite una mejor conservación al caramelo (Ángeles, 2009). La glucosa o también llamada dextrosa tiene un poder edulcorante menor a la sacarosa. Por su rápida absorción se utiliza como producto energético incorporado a preparados nutritivo y farmacológico. Se emplea también en bebidas, dulces, reposterías y mermeladas (Grijalva, 2012). En la elaboración de caramelo duro, la glucosa provoca cristalinidad y ayuda a retrasar el efecto de cristalización de la sacarosa, actuando como inhibidor y retardante de las reacciones de inversión. Según Badui (2006); la glucosa da origen a otros azúcares como la sacarosa y la fructosa, y a polímeros como el almidón y la celulosa. La glucosa es el monosacárido más abundante en la naturaleza, se encuentra en muchas frutas, y la concentración depende del grado de maduración de esta. La obtención de la glucosa se genera a partir de la hidrólisis controlada de los almidones. 12 Gelatina Según Badui (2006); la gelatina es una proteína derivada de la hidrólisis del colágeno, que se encuentra abundantemente en la piel y huesos de los mamíferos, también lo extraen de los restos de pollo, bovino y porcino. Aparte del uso en los alimentos es usado también en fármacos y adhesivos. Se extrae la proteína con agua a unos 80 °C, se rompen enlaces intermoleculares también llamado la triple hélice y se forman cadenas menos estructuradas que corresponden a ser la gelatina. Después de obtener esta sustancia diluida, se procede a filtrar, desmineralizar y concentrar en evaporadores al vacío, para posteriormente ser esterilizado, enfriado, extruido y secado (Badui, 2006). Acidulantes Los acidulantes cumplen un incremento en la acidez del alimento, esto busca un sabor característicamente acido, pero también se busca la conservación del producto. Se encuentran en la naturaleza, como el acético, adípico, cítrico, fumárico, láctico, málico, succínico, tartárico. Siendo el ácido cítrico muy usado para la elaboración de confites (Bristhar, 2010). Los acidulantes además de reducir el pH, cumplen varias funciones como de saborizante, conservante, curado en cárnicos, modificador de la viscosidad, coagulante en la leche, hidrolizante de la sacarosa y el almidón, inhibidor de la cristalización de la sacarosa y promotor de gelificación de pectinas. Todos tienen un sabor ácido característico, pero en diferente intensidad y además dependerá del alimento procesado a realizar. (Badui, 2006) 13 El ácido cítrico es uno de los aditivos más utilizados por la industria alimentaria. Se obtiene por la fermentación, principalmente de la melaza de caña de azúcar. El ácido cítrico es un ácido orgánico tri carboxílico que está presente en la mayoría de las frutas, sobre todo en cítricos como el limón y la naranja, es usado como conservante y antioxidante natural en muchos alimentos. 2.2.3. OBTENCIÓN DE GOMITAS Según Grijalva (2012), las gomitas se obtienen de soluciones concentradas de azúcar y a los que se incorpora un gelificante que puede ser la grenetina o gelatina. El producto base contiene todavía entre un 20 y un 30% de agua que se evapora durante el proceso de cocción, la masa es dulce, pegajosa y no tiene color. Su aspecto final puede ser abrillantado o azucarado. Los ingredientes para la elaboración de las gomitas son: el azúcar, agua, gelatina, glucosa, saborizantes y colorantes. Su textura final es gomosa. 14 2.3. ZANAHORIA 2.3.1. DEFINICIÓN DE ZANAHORIA La zanahoria es una planta originaria del Europa, muy apreciada por su fácil cultivo y cualidades alimenticias. Es una planta herbácea, de hojas verdes alternas y envainadoras; flores cíclicas hermafroditas y pequeñas. Posee además tubos secretores de sustancias aromáticas (Almeida, 2003). La zanahoria es considerada un verdadero alimento y fuente de salud por su valor nutricional, ya que es rica en beta carotenos, precursor de la vitamina A, reduce el riesgo de enfermedades cardiovasculares, degenerativas y el cáncer por su poder antioxidante (Hernández, 2010). Entre algunas enfermedades de las cuales se pueden prevenir se encuentran la anemia, clorosis, acidosis, enfermedades del hígado, circulación, circulación defectuosa, infecciones crónicas, úlceras, desordenes digestivos gástricos e intestinales lesiones externas. La Zanahoria Amarilla está dividida en varias partes; el peciolo, tallo hipocotíleo, raíz de almacén, raíz primaria, hendiduras de la raíz lateral, cuello, corona, floema, corazón, xilema, peridermis y raíz lateral, que se presentan de forma detallada en la siguiente figura. Rosero (2009) 15 Figura 2. Partes de la zanahoria (Cuaran, 2009) Según la FAO en el 2005; los principales países productores de zanahoria son China, Estados Unidos, Rusia, Polonia y Japón, los cuales en conjunto producen más del 50% de la producción mundial. A continuación se detalla la producción del año 2002 en la tabla 3. 16 Tabla 3. Producción mundial de la zanahoria amarilla Países Producción 2002 (Toneladas) China EE.UU Fed. De Rusia Polonia Reino Unido Japón Italia Francia Ucrania Alemania España India México Indonesia Canadá Australia Nigeria Marruecos Colombia Chile 6 611 984 1 900 000 1 520 000 900 000 700 400 690 300 600 000 481 697 465 000 430 000 400 000 350 000 341 412 320 000 290 000 265 000 231 000 198 000 177 009 98 500 (FAO, 2005) Con lo que respecta a la Producción Nacional, según el III Censo Nacional Agropecuario en el año 2000, la zanahoria tuvo una superficie sembrada de 2 932 hectáreas, con una producción de 18 127 toneladas y una venta de 10 560 toneladas a nivel Nacional. La zanahoria es la hortaliza más importante dentro de las hortalizas. Es una planta relativamente fácil de cultivar, de gran consumo y de alto valor nutricional.Cien gramos de zanahoria contiene 17 aproximadamente 3000 unidades internacionales de Vitamina A y 33 miligramos de Calcio. 2.3.2. CALIDAD DE LA ZANAHORIA Según la norma técnica ecuatoriana INEN 1747:2013 Hortalizas frescas, zanahoria, requisitos (2014), para poder considerar a una zanahoria de calidad, estas deben presentarse físicamente sanas, limpias, macizas, sin deformaciones, libre de humedad exterior anormal, no deben presentar ningún nivel de deshidratación y la consistencia no debe ser reacia, además deben tener características similares en forma, tamaño y color de la cáscara. Las zanahorias deben estar limpias, enteras, bien formadas, consistentes, frescas, con el color, aroma y sabor característicos, además deben estar firmes, sólidas. 2.3.3. CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE LA ZANAHORIA Según Cuaran (2009), la composición química de la zanahoria es la siguiente: tiene un peso seco de 11,8%; 1,1 de compuestos nitrogenados, 8,7 de hidratos de carbono, 0,2 de Lípidos; 1.0 de fibra y 0,8 de cenizas. Esta constituido del % de tejido fresco y fracción comestible. El contenido de Vitaminas en la zanahoria basado en mg/100 g peso fresco es de ácido ascórbico 8 mg, tiamina 0.06, Riboflavina 0.05, ácido nicotínico 0.6 con lo que respecta al contenido de ácidos orgánicos en la zanahoria se destaca el ácido málico con 240 mg/100 g de tejido seco, ácido cítrico 90 mg, y ácido oxálico de 0-60. La zanahoria contiene carotenoides, los mismos son los pigmentos que 18 son responsables de dar las coloraciones amarilla anaranjadas e incluso rojas, existen dos tipos, los carotenos y xantofilas (Ansorena, 2005). 2.3.4. VALOR NUTRICIONAL DE LA ZANAHORIA Las zanahorias nutricionalmente se encuentran cargadas de beta caroteno, que es por qué aparecen de color naranja. El beta caroteno es también llamado provitamina A, y al ser consumido el organismo lo transforma en vitamina A. Las zanahorias son muy bajos en grasa saturada y colesterol. Las zanahorias son también una buena fuente de tiamina, niacina, vitamina B6, ácido fólico y manganeso, y una muy buena fuente de fibra dietética, vitamina A, vitamina C, vitamina K y potasio (Vereecke, 2008). 2.4. PASTEURIZACIÓN DE JUGO DE FRUTAS Y VEGETALES Según Singh y Heldman (2009), la pasteurización se define como el aumento de una temperatura definida a un alimento por un periodo determinado de tiempo. La pasteurización se basa en la reducción de los agentes patógenos. Este proceso asegura que la probabilidad de supervivencia del patógeno sea insignificante. El proceso tradicional de pasteurización por lotes se lleva a cabo elevando la temperatura a 63°C durante 30 minutos (Hernández, 2010). Para la pasteurización existen gran variedad de equipos de calentamiento y enfriamiento de acuerdo al producto a procesar. Se recomienda usar equipos HTST que sus siglas en ingles significan Alta temperatura en poco tiempo, este 19 proceso tiene gran eficiencia por asegurar la esterilización en el producto, así como mantener sus propiedades organolépticas y nutritivas. La temperatura de pasteurización es inversamente proporcional al tiempo de calentamiento. Es decir mientras mayor sea la temperatura, menor tiempo será requerido para la pasteurización (Heat, 2013). Las vitaminas son poco sensibles a las temperaturas de cocción, excepto la vitamina B, y aunque exista oxidación cuando los alimentos se calientan sin protección, las pérdidas no son significativas (Vanaclocha y Requena, 2003). Los carotenoides son provitaminas y no tienen una actividad biológica, pero se convierten en Vitamina A en el tracto gastrointestinal (Badui, 2006). Según Hernández (2010), los carotenos son antioxidantes naturales, y la zanahoria contiene un alto contenido de βcaroteno. Por otro lado, la pasteurización, por ser un tratamiento térmico, puede tener efectos adversos en la concentración de estos pigmentos y por consecuencia en el color. La zanahoria fresca contiene en promedio 305 µg carotenos/g zanahoria. Después del escaldado fueron retenidos entre el 65.4 y 69.1% de los carotenos presentes, la mayor retención de betacarotenos se logró con una temperatura de 90°C. Según el estudio realizado por (Hernández, 2010); en la pasteurización entre 60 a 90 °C se retiene entre un 65 a 70 % de carotenos de una zanahoria amarilla tal cual como se detalla en la tabla 4. Tabla 4. Relación de la temperatura con la retención de carotenos en zanahoria amarilla 20 Temperatura de escaldado (°C) % Retención de carotenos 60 67.8 70 65.4 90 69.1 (Hernández, 2010) 2.5. EL COLOR EN LOS ALIMENTOS El color es una propiedad de los alimentos relacionada con el espectro de luz, se puede medir por su longitud de onda, energía radiante o intensidad. También es una medida de la calidad del alimento, si tiene un color que no es característico en condiciones normales se puede determinar que tiene una alteración física. La mayoría de alimentos deben su color a sustancias pigmentantes que se contienen o se añaden (Badui, 2006). Se pueden usar varios equipos para la medición del color, y cada equipo tendrá su método de uso y aplicación. El colorímetro Konica Minolta CR-400 es uno de los modelos, que forma la serie del mismo nombre, de instrumentos de Konica Minolta, para evaluación de colorimetría triestímulo. El CR-400 es un instrumento manejable para medir directamente el color de una muestra, comparar las muestras con patrones de los usuarios, mostrar los valores, y pueden almacenar hasta 2000 lecturas (Aquatecnica, 2014). El CIE L*a*b* o CIELAB es el modelo cromático usado para describir todos los colores que puede percibir el ojo humano. Fue desarrollado por la Comisión Internacional de Iluminación, razón por la cual se abrevia CIE. Los asteriscos que siguen a cada letra forman parte del nombre, ya que representan L*, a* y b*, de L, a y b. Los tres parámetros en el modelo representan la luminosidad de color L*, un L* 0 indica negro y L* 100 indica blanco; su posición entre magenta y verde es a*, valores negativos indican verde mientras valores positivos indican magenta 21 y su posición entre amarillo y azul indica b*, los valores negativos indican azul y los valores positivos indican amarillo (Aquatecnica, 2014). Es más rápido hacer correcciones eficientes de color en L*a*b*. El hecho de que la luminosidad es completamente degradada en los canales A y B hace que sea mucho más sensible a errores. 2.6. EVALUACIÓN DEL ANÁLISIS SENSORIAL La evaluación sensorial según Ares (2011), es una disciplina científica para medir las reacciones a las características de cierto alimento que son percibidos por nuestros sentidos vista, tacto, olfato, gusto y oído. Por medio de la evaluación sensorial con el método llamado Análisis descriptivo cuantitativo, se pueden desarrollar nuevos productos y procesos, realizar control de calidad, mantenimiento de productos y determinación de vida útil. Es un método confiable válido y preciso para una caracterización sensorial. El análisis se lo realiza por medio de la definición de los atributos sensoriales con escalas y la selección del grupo de personas con capacidades sensoriales que serán las encargadas en realizar la evaluación sensorial al alimento en estudio (Ares, 2011). 3. METODOLOGÍA 22 3. METODOLOGÍA La presente investigación fue realizada en el laboratorio de Química Analítica y en la planta piloto de alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial (UTE) campus Quito; y en los laboratorios acreditados SIEDLA y LABOLAB de la ciudad de Quito. 3.1. SELECCIÓN DE LA MATERIA PRIMA Para el presente estudio se realizó la selección de la materia prima mediante un análisis de calidad según los parámetros establecidos en la NTE INEN 1747:2013 HortalizasFrescas. Zanahoria Requisitos, escogiendo aquella que contiene el mayor grado de dulzor siendo la zanahoria eco tipo Vilmori. 3.2. PROCESO DE PREPARACIÒN DE LA ZANAHORIA AMARILLA La zanahoria Variedad Vilmori se obtuvo del mercado local en la ciudad de Quito para ser trasladado a la planta de alimentos donde fue seleccionada, lavada y pelada, posteriormente se realizó la extracción del jugo y pulpa por medio de una extractora automática marca BRAUN y finalmente fue pasteurizado en dos niveles: 65 °C por 20 minutos y 71 °C por 15 segundos para su uso posterior en los diferentes tratamientos experimentales. 3.3. CARACTERIZACIÓN DE LA ZANAHORIA AMARILLA Según Villenas (2009), las características proximales a tomar en cuenta de la zanahoria amarilla (Daucus Carota L.), son: humedad, cenizas, proteínas, grasa, carbohidratos, fibra, y Betacaroteno. El contenido de grasa por ser mínimo, se 23 realiza un estudio bibliográfico, siendo de 0.2 % el que será tomado en cuenta para el estudio. Los análisis proximales del jugo y pulpa de la zanahoria amarilla se realizaron en el laboratorio SEIDLA, ubicado en la ciudad de Quito, es un laboratorio líder en el mercado certificado por la OAE (Organización de Acreditación Ecuatoriana). El contenido de carbohidratos y las calorías se realizaron mediante cálculo. Los mismos son detallados en el anexo I y II. En la tabla 5 se detallan los métodos de ensayo utilizados para el análisis. Tabla 5. Métodos de ensayo para el Análisis fisicoquímico de la zanahoria amarilla Parámetros Método de ensayo Proteína AOAC 2001.11 Carbohidratos Cálculo Fibra AOAC 978.10 Cenizas AOAC 923.03 Humedad NTE INEN 265:2013 Determinación de pH NTE INEN - ISO 1842:2013 Sólidos solubles (°Brix) Refractométrico Calorías Cálculo Determinación de Betacaroteno (provitamina A) Espectrofotométrico HPLC (INEN , 2012) 3.4. RENDIMIENTO DE LA ZANAHORIA AMARILLA EN PULPA Y JUGO Para la realización del análisis de rendimiento de la zanahoria amarilla (Daucus Carota) se ejecutó tomando en cuenta la norma del codex alimentarius CODEX CAC/GL 64-1995. 24 Para el análisis de usó una balanza analítica 0.0001 g marca MEMMERT, donde se procedió a pesar la zanahoria sin procesar, posteriormente con una peladora manual y un cuchillo se la peló y removió el tallo. Después se procedió al lavado con agua fría con el fin de remover impurezas, se pesó nuevamente para verificar la merma obtenida y finalmente se realizó la extracción del jugo y la pulpa en la máquina extractora automática Marca BRAUN, para el pesaje y análisis de los datos obtenidos, están ilustrados en el anexo III. 3.5. ELABORACIÓN DE GOMAS DE ZANAHORIA AMARILLA La presente investigación que se realizó en la planta de alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial, se ejecutó con un diseño experimental A x B donde A significa el tiempo de proceso de pasteurización de la jugo / pulpa de zanahoria en dos niveles A1: (65 °C por 20 minutos) y A2: (71 °C por 15 segundos) a fin de inactivar la carga bacteriana presente y la variable B es la formulación de la goma en tres niveles de porcentaje (% de jugo / % de pulpa) de zanahoria; B1: (100/0); B2: (75/25) y B3: (50/50) y evaluando como variable de respuesta experimental la estabilidad química como humedad, y físicas como textura, y color (presencia de carotenos). Con las mejores formulaciones tecnológicamente posibles y que cumplieron con la NTE INEN 2217:2012, se realizó un análisis de aceptabilidad sensorial y químico. (INEN, 2012) El experimento se desarrolló en dos repeticiones por triplicado como se detalla en la Tabla 6 25 TABLA 6. Diseño experimental para el desarrollo de gomita de zanahoria Amarilla Temperatura de pasteurización Formulación (% de jugo / % de pulpa) zanahoria A1 (65 °C por 20 minutos) B1: (100/0) B2 : (75/25) B3: (50/ 50) A2 (71 °C por 15 segundos) B1: (100/0) B2: (75/25) B3: (50/ 50) Para la elaboración de las gomitas con jugo y pulpa de zanahoria se desarrollaron tres formulaciones a partir de jugo y pulpa de zanahoria a fin de utilizar la mayor cantidad de la pulpa tecnológicamente posible en las gomitas y poder aprovechar esta merma que da como resultado de la extracción del jugo de zanahoria. De esta manera se plantearon las formulaciones en % volumen/peso de jugo / pulpa de zanahoria. a1: 100% Jugo / 0% de pulpa 26 a2: 75% Jugo / 25% de pulpa a3: 50% Jugo / 50% de pulpa 3.6. PROCESO DE ELABORACIÓN DE LAS GOMITAS La fórmula manejada para la elaboración de las gominolas se tomó del estudio realizado por (Grijalva, 2012), La misma que es detallada en la tabla 7. Tabla 7. Formulación de gomas Materiales Cantidad (%) Azúcar 43 Glucosa 21 Zanahoria 27,8 Gelatina 8 Ácido cítrico 0,2 Total 100 (Grijalva, 2012) El proceso de elaboración de las gomitas siguió el procedimiento desarrollado por (Grijalva, 2012 ; Jaramillo, 2015), se inició con la preparación de la formulación experimental. Se pasteurizó la pulpa de zanahoria a los diferentes tiempos y temperaturas de pasteurización experimentales (65°C por 20 minutos y 71 °C por 15 segundos). El 50% de la mezcla se enfrió rápidamente a 4°C mediante choque térmico con hielo y en esta se humectó la gelatina por 15 minutos, en el 50% de la mezcla de zanahoria sobrante se añadió el azúcar, la glucosa. Se incorporó la gelatina hidratada en el almíbar de la formulación obtenida, posteriormente se añadió el ácido cítrico y; se homogenizó la mezcla en un baño térmico a 60°C y, se llevó a moldeado y enfriamiento a 4 °C por 30 minutos; se desmoldó, seco por 20 minutos y se dio el acabado final de la gomita. A continuación se envasó las 27 gomitas en fundas de polietileno biorientado y se analizó física y químicamente el producto. Selección Zanahoria Amarilla 28 Figura 3. Diagrama de Flujo de proceso para elaboración de gominolas (Jaramillo, 2015) 3.7. CARACTERIZACIÓN FINAL DE LAS GOMITAS DE ZANAHORIA AMARILLLA Grenetina hidratada Ácido cítrico Azúcar y 50% de la zanahoria Gelatina y 50% de jugo de zanahoria Glucosa 60 °C 4 °C Pasteurización Mezcla Hidratación Mezcla Calentamiento Moldeado Troquelado Almacenado Pelado Lavado Formulación Concentración Homogénea Fundas de polipropileno Gomas de zanahoria B1 = 65 °C 20 min B2 = 71 °C 15 s 29 Luego de la elaboración de las gomitas se determinó el contenido de humedad y el porcentaje de sacarosa de los tratamientos, se seleccionó la mejor alternativa tecnológica, en base al cumplimiento de los requisitos de la norma técnica ecuatoriana INEN NTE 2217:2012. De productos de confitería, tal como se muestra en la Tabla 8. Tabla 8. Requisitos fisicoquímicos de las gomitas Requisito Mínimo Máximo Método de ensayo Humedad % -- 25,0 NTE INEN 265 Sacarosa % -- 50,0 AOAC 930.96 (INEN, 2012) Se analizó la cantidad sólidos solubles (ºBrix), de las gomitas con el método Refractométrico en la planta de alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial, con el fin de poder determinar la mejor alternativa tecnológica. 3.8. ANALISIS DE COLOR DE LAS GOMAS Por medio de un equipo Konica Minolta CR-400, se realizó la medición del color de las gomas, tomando 30 muestras de cada uno y se determinó la luminosidad L* a* y b*. y con estos valores la Cromaticidad C* y el tono H o (hue) en ºh. L*: luminosidad de color. L*=0 rendimientos negro y L*=100 indica blanca. a*: posición entre magenta y verde. Valores positivos indican magenta y valores negativos indican verde. b*: posición entre amarillo y azul. Valores positivos indicanamarillo y valores negativos indican azul. De esta manera se determinó la intensidad del color anaranjado reflejando mayor o menor contenido de beta caroteno en la goma. Se determinó los resultados del color por medio del programa (EasyRGB, 2014), se insertaron los valores de L a* y b* analizados y se mostraron automáticamente los colores. Posteriormente se realizó un análisis estadístico, se determinó la 30 varianza y la diferencia significativa entre las formulaciones. Los datos se encuentran en el anexo VI. Se indica un diagrama de flujo en el anexo VII. 3.9. ANÁLISIS SENSORIAL DEL PRODUCTO TERMINADO Finalmente se realizó un análisis sensorial de aceptabilidad global y por atributos entre los tratamientos que cumplen la normativa vigente (INEN, 2012) a fin de determinar el grado de aceptación sensorial por parte del consumidor. Se indica el diagrama de flujo en el anexo VIII y los datos del análisis sensorial en el anexo IX. La evaluación sensorial para las gomitas de zanahoria se realizó utilizando una escala hedónica de 1 a 9; donde 1 significa “me disgusta mucho” y 9 “me gusta mucho”. Los participantes fueron 100 posibles consumidores estudiantes de la Universidad Tecnológica Equinoccial, de ambos sexos, que se encontraban entre los 18 y 27 años de edad. Se sirvieron 3 gramos de muestra en un plato de plástico y para neutralizar el sabor entre una muestra y otra se entregó a cada catador un vaso con agua purificada. Adicionalmente a cada integrante del panel sensorial se le entregó el formato que se encuentra en el Anexo X. Después de determinar la gominola con mayor aceptabilidad sensorial, se realizó un análisis del contenido de Vitamina A, el mismo se efectuó en el Laboratorio acreditado LABOLAB, ubicado en el centro de la ciudad de Quito. 3.10. DISEÑO EXPERIMENTAL Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO Se realizó un diseño experimental A x B donde A significa la temperatura-tiempo de pasteurización de la mezcla jugo / pulpa de zanahoria en dos niveles A1: (65 31 °C por 20 minutos) y A2: (71 °C por 15 segundos) y la variable B es la formulación de la goma en tres niveles ( jugo / pulpa)% de zanahoria; B1: (100/0); B2: (75/25) y B3: (50/50) y evaluando como variable de respuesta experimental la estabilidad química como humedad, y físicas como textura, y color (presencia de carotenos ). Se realizó un análisis estadístico de los datos utilizando el programa Statgraphics Centurion versión XV.II y se determinó las diferencias mínimas significativas DMS entre los tratamientos experimentales con un nivel de confianza del 95%. 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 32 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 4.1. CARACTERIZACIÓN FISICOQUIMICA DE LA MATERIA PRIMA 4.1.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LA ZANAHORIA AMARILLA ECO TIPO VILMORI En la tabla 9 se detallan los parámetros que se analizaron para poder determinar la selección de la zanahoria amarilla ecotipo Vilmori. Tabla 9. Características físicas de la zanahoria amarilla ecotipo Vilmori* *número de muestras analizadas (n=30) Los resultados de la caracterización del peso, longitud, volumen y densidad son similares a lo reportado en el estudio de Villenas (2009), sin embargo el diámetro supera lo establecido en este estudio. Según la NTE INEN 1747:2013 hortalizas frescas, zanahoria requisitos; la longitud y el diámetro de la zanahoria utilizada en el presente estudio se considera de un tamaño mediano, ya que se encuentra dentro del rango de 125 a 164 mm de longitud, y en lo que refiere al diámetro en un rango de 55-64 mm. Parámetros Cantidad Bibliografía (Villenas, 2009) Peso (g) 180 ± 35 150 - 215 Longitud (mm) 138 ± 30 125 - 164 Diámetro (mm) 59 ± 7 55 - 64 Volumen (cm3) 55 ± 10 42 - 76 Densidad (g/cm3) 1.17 ± 0.2 0.77 – 1.38 33 4.1.2. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE LA PULPA Y JUGO DE ZANAHORIA AMARILLA En la tabla 10 se detalla la caracterización proximal realizada a la pulpa y jugo de zanahoria. Tabla 10. Caracterización proximal de la pulpa y jugo de zanahoria* ** Análisis Cantidad Pulpa de zanahoria Cantidad jugo de zanahoria Humedad % 57.9 83.03 Proteína % 1.29 0.74 Carbohidratos % 36.66 14.95 Calorías kcal /100 g 153.6 104.56 Ceniza % 1.21 0.99 Fibra % 2.74 0.09 pH 5.86±0.9 6.76±0.87 Solidos solubles ° Brix 2 ±1.2 10±2 Betacarotenos ug/100 g (Vitamina A) 1789.08 2645.40 * Planta de alimentos UTE (muestras analizadas por triplicado) ** Laboratorio acreditado SEIDLA Según los resultados de la composición química de los componentes de la zanahoria, la formulación (jugo/pulpa) definirá mayor o menor valor nutritivo en la gomita. Al comparar la cantidad de nutrientes que contiene el jugo y pulpa de zanahoria; el jugo contiene mayor porcentaje de humedad y contenido de beta caroteno; mientras que la pulpa de zanahoria tiene mayor contenido de proteínas, carbohidratos, cenizas, fibra y calorías. Existen diferencias en el contenido de proteína entre la pulpa y el jugo: 1.29 y 0.74% respectivamente, lo que representa aproximadamente el doble; el porcentaje de carbohidratos es de 36.66 y 24.95%, cuya diferencia representa un 9.1%. Algo similar ocurre con las calorías. Sin embargo una diferencia sustancial 34 constituye el contenido de Beta caroteno; 1789.08 ug/100, de la pulpa; frente a 2645.40 ug/100 del jugo. El pH del jugo es ligeramente menos ácidos que el pH de la pulpa. Según Villenas (2009), con respecto a la caracterización de la zanahoria amarilla ecotipo Vilmori; contiene una humedad de 89.74, la proteína es de 1.22%; carbohidratos 7.21%, cenizas 0.79%; fibra 0.84%, calorías 35.52. y vitamina A 2669.6 UI/100 g; humedad (0.70%), proteínas (1.01%) y vitamina A 2217.24 UI/100 g estos valores son inferiores al total (jugo y pulpa) obtenido en este estudio. Segùn Riofrío (2015), el análisis proximal de la remolacha fresca contiene de humedad un 83.93%, carbohidratos 12.94%, las proteínas 0.35%, cenizas 1.23%, fibra 1.57% y calorías 53.1 kcal /100 g. Comparando el análisis proximal de la remolacha con la zanahoria, esta tiene mayor cantidad de humedad, proteínas, carbohidratos, y menor cantidad de fibra y cenizas (Riofrio, 2015). 4.2. RENDIMIENTO DE LA ZANAHORIA AMARILLA EN PULPA Y JUGO En la tabla 14 se muestran los resultados del rendimiento de la zanahoria, mediante el peso y el porcentaje en peso. 35 Tabla 11. Rendimiento de la zanahoria amarilla Peso (g) Rendimiento (%) Cáscara 22 18.97 jugo de zanahoria 49 42.24 Pulpa de zanahoria 45 38.79 Zanahoria 116 100.00 4.3. RESULTADOS EXPERIMENTALES DE LA ELABORACIÓN DE LAS GOMITAS DE ZANAHORIA El experimento se desarrolló en dos repeticiones por triplicado como se detalla en la Tabla 12. Tabla 12. Resultados experimentales de las variables de estudio para el diseño de gomita nutritiva de zanahoria (Daucus Carota). Tratamiento Combinaciones Humedad (%)1,2,3 INEN 2217:2012 (max: 25%) Sólidos solubles1,2,3 (°Brix) Sacarosa (%) INEN 2217:2012 (max: 50%) 1 A1 x B1 17.98 ±1.2a 69±0.6a 22.98 2 A2 x B1 18.12 ±0.62a 69±1.6a 23.05 3 A1 x B2 13.98 ±0.16b 69±0.7a 25.77 4 A2 x B2 14.12 ± 0.22b 68±1.3a 25.83 5 A1 x B3 17.32 ±0.32a 69±1.8a 29.06 6 A2 x B3 16.98 ±0.18a 69±2.1a 29.01 Método de ensayo NTE INEN 265:2013 NTE INEN ISO 2173:2013 Fehling Zanahoria entera Merma (cáscara) Zanahoria pelada Extracto de zanahoria Pulpa de zanahoria contenido (g) Rendimiento % Columna1 36 1, * Media ± Desviación estándar (n=2) 2 Letras minúsculas distintas en una misma columna denotan diferencias estadísticas significativas entre tratamientos en un nivel de confianzade DMS humedad=0,5821 ; DMS sólidos solubles=1,45774, con 95% de confianza. 3 Letras mayúsculas distintas en una misma fila denotan diferencias estadística significativas para un mismo tipo de pasteurización un nivel de confianza de DMS de Fisher de 95% cuanto este valor debe buscar en sus análisis estadísticos Los tratamientos 1 y 2 con (100 % jugo/ 0% pulpa) de zanahoria tuvieron mayor humedad en comparación a los tratamientos 3 y 4 con (75 % jugo/ 25% pulpa) de zanahoria . El contenido de azúcar influye en la humedad final de la goma, ya que a mayor contenido de sacarosa en la goma se registraron menores valores para el contenido de humedad; a su vez colabora en la conservación de la gominola realizando una deshidratación osmótica del tejido en la pulpa por medio del jarabe concentrado en su formulación. (Badui, 2006) En relación al contenido de sólidos solubles se observó que todos los tratamientos se encuentran en un promedio de 69 °Brix, excepto el tratamiento 4 con 68 °Brix; se observó que el nivel de sacarosa aumentó paulatinamente con la disminución del jugo de zanahoria de los tratamientos. Según la normativa vigente NTE INEN 2217:2012 de confites y caramelos, todos los tratamientos cumplen con los requisitos con respecto al porcentaje de humedad y contenido de sacarosa. Los tratamientos con la mejor alternativa tecnológica para realizar el análisis sensorial fueron los tratamientos 1, 3 y 5. Debido a que tienen la menor temperatura de pasteurización de la materia prima (65 °C x 20 min) conservando la mayor cantidad de carotenos, así mismo, el tratamiento 3 contiene 13.98 % de humedad siendo el menor porcentaje de todos los tratamientos, el tratamiento 1 por contener la menor cantidad de sacarosa (22.98%), y el tratamiento 5 por una de las mayores cantidades de sacarosa (29.06%). 37 El consumo de alimentos con alta cantidad de sacarosa puede perjudicar a la salud, por tal motivo se sugiere una gominola con el menor contenido en sacarosa. (Riofrio, 2015) Entonces se procedió a realizar el análisis sensorial de dichos tratamientos para conocer su aceptabilidad. 4.4. ANALISIS DEL COLOR EN LAS GOMAS CON ZANAHORIA Los resultados del color de las gomitas se presentan en la tabla 13, y su diferencia significativa evidenció el diferente contenido de nutrientes como carotenos responsables del color amarillo de la zanahoria Tabla 13. Resultados del Análisis del color de gomas con zanahoria. Tratamiento L1,2 a1,2 b1,2 T1 43.76 ± 3.80b 7.04 ± 1.56c 21.03 ± 3.54c T3 44.80 ± 2.05b 10.08 ± 1.75b 25.41 ± 2.73b T5 48.32 ± 2.10a 14.15 ± 1.49a 30.98 ± 2.54a DMS 0.505738 0.292819 0.541887 1 Promedio ± Desviación Estándar (n = 30) 2 Letras minúsculas distintas en una misma columna denotan diferencias estadísticas significativas entre tratamientos con un nivel del 95.0% de confianza y con un nivel del 5% de significación. Los intervalos mostrados están basados en el procedimiento de la diferencia mínima Al ingresar los datos de la tabla 13, en el sistema (EasyRGB, 2014), nos reflejaron los resultados con diferentes tonos de color, el tratamiento 1 tuvo un color más pálido, mientras que el tratamiento 5 (50 jugo/50 pulpa)%, presentó el color más 38 intenso lo que reveló que éste tiene el mayor contenido de carotenoides o Vitamina A; sin embargo el análisis sensorial definió la mejor formulación. La presencia natural de pigmentos colorantes en la zanahoria esta representado por grupos de estructuras básicas derivadas del isopreno son los carotenos, xantofilas y bixina (pescados crustáceos , verduras) (Rettig & Hen, 2014). tratamiento 1 tratamiento 3 tratamiento 5 (EasyRGB, 2014) Figura 12. Color de gomas de los tratamientos Las tonalidades e intensidad del color naranja-amarillo brillante aumentaron conforme aumenta el contenido de pulpa en la formulación, por lo tanto el tratamiento 1 (100 jugo / 0 pulpa) registró menor cantidad de color, y el tratamiento 5 (50 jugo/50 pulpa) %, con mayor cantidad de color. En el tratamiento 1 la luminosidad L, los colores magenta y amarillo son débiles y suben gradualmente su fuerza en los tratamientos 3 y 5 respectivamente. Las diferencias significativas se basaron únicamente en cada código L, a* y b* de color. Según Badui, (2006), los alimentos tanto en su forma natural como procesada presentan un color característico; mientras que el color de un alimento a menudo se utiliza para determinar el contenido de pigmentos de un producto que a su vez es un índice de calidad (Rettig & Hen, 2014). 39 4.5. ANALISIS SENSORIAL DE LA GOMITA CON ZANAHORIA Los resultados de la aceptabilidad sensorial realizado a 100 posibles consumidores y su análisis de significancia estadística se presenta en la tabla 14. Tabla 14. Resultados del Análisis sensorial de gomas con zanahoria. Sabor1,2 Color1,2 Olor1,2 Textura1,2 Aceptabilidad global1,2 T1 7.18 ± 2.01a 8.53 ± 1.11a 5.93 ± 1.96b 7.37 ± 2.11a 7.25 ± 1.21ª T3 7.11 ± 1.84a 8.00 ± 1.50ab 6.62 ± 1.76a 6.72 ± 1.95ab 7.11 ± 1.33ª T5 6.78 ± 1.60a 7.57 ± 1.90b 6.82 ± 1.65a 6.27 ± 2.21b 6.86 ± 1.45a DMS 0.236 0.198324 0.231856 0.269939 0.172133 1 Promedio ± Desviación Estándar (n = 60)2 Letras minúsculas distintas en una misma columna denotan diferencias estadísticas significativas entre tratamientos con un nivel del 95.0% de confianza y con un nivel del 5% de significación. Los intervalos mostrados están basados en el procedimiento de la diferencia mínima significativa (LSD) El tratamiento 1(100 jugo/ 0 pulpa)% tuvo mayor aceptabilidad en sabor, color, textura y el tratamiento de la formulación 5 (50 jugo/ 50 pulpa)% en olor. 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 Sabor Color OlorTextura Aceptabilidad global T1 T3 T5 40 Figura 15. Gráfico de radar de los resultados de evaluación sensorial por atributos de gomas de zanahoria. Los resultados sensoriales definieron una preferencia del tratamiento 1: A1 x B1 = (65 °C – 20 min) x (100 jugo / 0 pulpa) con valores de sabor 7.18, color 8.53, olor 5.93, textura 7.37 y aceptabilidad global 7.25; todos valorados sobre 9 puntos. El segunda mejor alternativa sensorial fue el tratamiento 3: A1 x B2 = (65 °C – 20 min) x (75 jugo /25 pulpa) con valores de sabor de 7.11, color de 8, olor de 6.62, textura de 6.72 y una aceptabilidad global de 7.11 EL tratamiento 5: A1 x B3 = (65 °C – 20 min) x (50 jugo / 50 pulpa) tuvo los resultados menos favorables con un sabor de 6.78, color de 7.57, olor 6.82, textura 6.27 y aceptabilidad global 6.86 En la encuesta donde se preguntó si estaría dispuesto a comprar la gominola de zanahoria, el 87 % de los encuestados afirmó que si compraría el producto y un 13% que no le agradó el producto. 4.6. ANALISIS DE VITAMINA A EN LA GOMITA CON ZANAHORIA Se procedió con el análisis del Vitamina A, a la gomita con zanahoria de mejor alternativa tecnológica que fue la de (100 jugo / 0 pulpa)% cion pasteurización de 65 ºC por 20 minutos zanahoria; por medio del método HPLC resultó con un 41 valor 1116,20 (UI/100g); significa que mantuvo un 42,19% del valor de vitaminas del jugo de zanahoria fresco. Los tratamientos térmicos de pasteurización realizados en jugos de zanahoria y maracuyá no tuvieron diferencias estadísticamente significativas en Vitamina C, por ser termo resistentes (Custode, 2015). 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1. CONCLUSIONES - El contenido de azúcar influye en la humedad final de la goma , ya que a mayor contenido de sacarosa en la goma se registraron menores valores para el contenido de humedad . - La mejor alternativa tecnológica de la gomita con zanahoria fue el tratamiento 1 (100 jugo/ 0 pulpa)%pasteurizado a 65 ºC por 20 minutos ya que registró menor cantidad de sacarosa y mayor aceptabilidad sensorial en textura y sabor. - La formulación de la gomita no cambio significativamente a los sólidos solubles reflejados, siendo el mínimo 68 y el máximo 69. °Brix - En relación a la textura, el tratamiento que registró valores más altos fue el tratamiento 1: 7.37 que corresponde al 100% de jugo de zanahoria, sin adición de pulpa. - El rendimiento de la zanahoria es de un 42.24% de jugo, 38.79% de pulpa, y finalmente una merma o desperdicio de un 18.97%. - La temperatura de pasteurización que mantuvo la mejor calidad nutritiva fue 65 ºC por 20 minutos ya que mantuvo mejores características como el color químicamente relacionado con el contenido carotenoides o vitamina A. - El contenido de beta caroteno en el producto final se mantuvo en un 42% debido al efecto del proceso térmico aplicado y por ser termo resistente; de esta manera se mantuvo el valor nutritivo en el producto final. 5.2. RECOMENDACIONES - Se recomienda utilizar los resultados de la presente investigación para aplicaciones industriales. - Se recomienda realizar un estudio similar con otras variedades de zanahorias, como zanahoria blanca por ejemplo. - Se recomienda evaluar la vida útil de las gomitas desarrolladas en este estudio en diferentes tipos de envases. BIBLIOGRAFÌA BIBLIOGRAFÍA Acta cientifica ecuatoriana. (2001). Senecyt. Recuperado el 04 de 2014, de educacionsuperior.gob.ec: www.educacionsuperior.gob.ec Almeida, A. B. (2003). escuela superior de Bioteconlogia. Lisboa. Ángeles. (2009). Determinación de la temperatura de vitreo en transición de caramelos duros. Guayaquil. Ansorena, D. (2005). alimentos: composición y propiedades. Mcgraw-hill. Aquatecnica, S. (2014). interempresas. Obtenido de http://www.interempresas.net/Agricola/FeriaVirtual/Producto- Espectrodensimetros-Konica-Minolta-FD-7-122224.html Ares, D. G. (2011). Nuevas metodologías para la caracterización sensorial de alimentos. 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Estudio e investigación de la Zanahoria Amarilla y su innovación en la Gastronomía Ecuatoriana. Quito: UTE. ANEXOS ANEXO I. ANÁLISIS PROXIMAL DE LA PULPA DE ZANAHORIA AMARILLA ANEXO II. ANÁLISIS PROXIMAL DEL JUGO DE ZANAHORIA AMARILLA ANEXO III. DETERMINACIÓN DEL RENDIMIENTO DE LA ZANAHORIA ANEXO IV a b c d Figura 1. Determinación del rendimiento de la zanahoria PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA GOMITA CON ZANAHORIA ANEXO V a b e d c Figura 2. Proceso de elaboración de la gomita con zanahoria ANALISIS DEL COLOR EN GOMAS ANEXO VI a b c Figura 3. Análisis del color en gomas ANALISIS SENSORIAL DE GOMAS CON ZANAHORIA ANEXO VII. a b Figura 4. Análisis sensorial de gomas con zanahoria PRUEBA DE ACEPTABILIDAD DE UNA GOMITA CON ZANAHORIA AMARILLA Nombre: Género: Fecha: Edad: Estimado Estudiante, por favor llene la siguiente encuesta de evaluación sensorial de una gomita con zanahoria amarilla, utilizando una escala del 1 a 9; donde 1 significa “me disgusta mucho” y 9 “me gusta mucho”. ANÁLISIS 1 2 3 SABOR COLOR OLOR TEXTURA - ¿Compraría el producto? ……………..ANEXO VIII. DETERMINACIÓN DE HUMEDAD DE LA ZANAHORRIA AMARILLA a b d c Figura 5. Determinación de humedad de la zanahoria amarilla
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