DETERMINACIÓN DE LAS CONDICIONES CRÍTICAS DE...

Jueves 23 y viernes 24 de Mayo de 2013, Paraninfo de la Universidad de Colima.

Colima, Colima.

XV Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos

DETERMINACIÓN DE LAS CONDICIONES CRÍTICAS DE ESTABILIDAD DE JUGO DE BETABEL MICROENCAPSULADO MEDIANTE SECADO POR

ASPERSIÓN

Carrillo-Navas H. a,b, Guadarrama-Lezama A.Y.a, Cruz-Olivares J.a, Báez-González J.G.c, Bautista Villarreal M. c, Pérez-Alonso C.

a,* a Universidad Autónoma del Estado de México, Facultad de Química, Departamento de Ingeniería Química, Paseo Colón esq. Paseo Tollocan s/n, Col. Residencial Colón, C.P. 50120, Toluca, Estado de México, México, * E-mail: [email protected]. b Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, San Rafael Atlixco No. 186, Col. Vicentina, C.P. 09340, México, Distrito Federal, México. c

Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Alimentos, Av. Universidad s/n, Col. Cd. Universitaria, C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México.

RESUMEN: Se determinaron las condiciones críticas de estabilidad (actividad de agua crítico, aWC, y contenido de humedad crítico, Mc) de microcápsulas de jugo de betabel (JB) a 25 y 35 °C evaluando las isotermas de adsorción y temperaturas de transición vítrea (Tg) a diferentes actividades de agua (aw). Las microcápsulas de JB con una concentración de 30% (p/p) de sólidos se obtuvieron mediante secado por aspersión utilizando como agente encapsulante goma Arábiga (GA) y se acondicionaron en el intervalo de actividad de agua (aw) de 0.11-0.85 utilizando el método gravimétrico de celdas de equilibrio. Los resultados mostraron que los datos de las isotermas de adsorción se ajustaron al modelo de GAB (error relativo = 1.07 y 0.96 %), mientras que los datos de Tg se ajustaron al modelo de Gordon-Taylor (error relativo = 1.79 y 1.09%). Por otro lado, las condiciones críticas de estabilidad a 25 °C, se encontraron a un contenido de humedad (Mc) de 7.60 kg de H2O/100 kg s.s. y una actividad de agua (aWC) de 0.595, mientras que a 35 °C se presentaron a un Mc de 6.90 kg de H2O/100 kg s.s. y aWC

de 0.590.

ABSTRACT: Identified the critical conditions of stability (critical water activity aWC, critical moisture content and, Mc) of beet juice microcapsules (JB) at 25 and 35 °C adsorption isotherms evaluating and glass transition temperatures (Tg ) at different water activities (aw). JB microcapsules with a concentration of 30% (w / w) solids obtained by spray drying using encapsulating agent as gum Arabic (GA) and conditioned in the range of water activity (aw) of 0.11 to 0.85 using the gravimetric equilibrium cell. The results showed that data adsorption isotherms were fitted to the model of GAB (relative error = 1.07 and 0.96%), while the Tg data were adjusted Gordon-Taylor model (relative error = 1.79 and 1.09%). Furthermore, the critical conditions of stability at 25 ° C, were found to a moisture content (Mc) of 7.60 kg of H2O/100 kg s.s. and a water activity (aWC) in 0.595, while at 35 °C showed a Mc of 6.90 kg H2O/100 kg s.s. and aWC

0.590.

Palabras clave: Estabilidad, Jugo de Betabel, Secado por aspersión, actividad de agua critica, contenido de humedad crítico, temperatura de transición vítrea. ÁREA:

Desarrollo de nuevos productos.

INTRODUCCIÓN

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Hoy en día, los países latinoamericanos, entre ellos nuestro país, tienen una creciente necesidad de exportación de distintos productos con características específicas y de buena calidad que permita competir en un mercado cada vez más globalizado, de ahí la importancia de vincular la investigación con el sector agrícola e industrial para el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan un mejor manejo y aprovechamiento de las materias primas producidas. La mayor parte de la producción de betabel (Beta vulgaris L.) se utiliza en la producción de jugos y alimentos deshidratados en la industria de los alimentos y recientemente es utilizado en la industria farmacéutica y de cosméticos. Los principales Estados productores de este vegetal son el Estado de México, Puebla, Jalisco, Baja California y Guanajuato. El betabel es una fuente vegetal que contiene predominantemente dos tipos de pigmentos llamados betalainas; las betacianinas que le dan una tonalidad rojo-violeta y las betaxantinas que le proporcionan una tonalidad amarilla. El betabel rojo ha sido la fuente vegetal más popular de betalainas para ser empleado como colorante natural, esto se debe a que el principal componente del betabel, la betanina, es quien le confiere esta tonalidad rojo intenso, además de que el betabel es rico en antioxidantes y minerales (Nemzer et al., 2011). Las características del betabel demandan a la industria alimentaria la implementación de diferentes procesos; como la tecnología de microencapsulación, para conservar las propiedades funcionales de dicho vegetal. Es por ello que científicos e ingenieros se enfocan a desarrollar productos mínimamente procesados, que aporten un beneficio a la salud, que presenten un sabor de frescura y que además tenga una vida de anaquel prolongada, por lo que se continúa trabajando en la generación de nuevos conocimientos en el campo de la encapsulación de colorantes (Pavón-García et al., 2011). En México prácticamente toda la infraestructura de microencapsulación está basada en la técnica de secado por aspersión. Esto se debe probablemente a la versatilidad de estos equipos que son ampliamente utilizados en la producción de café instantáneo, leche en polvo, producción de maltodextrinas, bebidas en polvo, sucedáneos de leche, etc. En cuanto a la tecnología de microencapsulación la gran mayoría está dirigida a la encapsulación de sabores y colorantes para obtener polvos que fluyan libremente, que no se apelmacen y sean fácilmente mezclables con otros ingredientes secos (Mosquera et al., 2012; Carrillo-Navas et al., 2011). Por lo tanto, el objetivo general de este trabajo fue analizar el efecto de adsorción de humedad y temperatura de transición vítrea en la estabilidad de microencapsulados de jugo de betabel para ser empleados en la elaboración de productos alimenticios mínimamente procesados MATERIALES Y MÉTODOS Materiales El betabel se adquirió en un supermercado en la ciudad de Toluca, Estado de México. Como agente encapsulante se utilizó goma Arábiga (GA) (Prosopis laevigata), la cual fue

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adquirida en Industria Ragar, S.A. de C.V. (Ciudad de México, México). Se utilizaron sales grado analítico: Cloruro de Litio (LiCl), Acetato de Potasio (KC2H3O2), Cloruro de Magnesio (MgCl2), Carbonato de Potasio (K2CO3), Nitrato de Magnesio (Mg(NO3)2), Nitrito de Sodio (NaNO2

), Cloruro de Sodio (NaCl) y Cloruro de Potasio (KCl) que fueron comprados en la compañía SIGMA ALDRICH S.A. de C.V. Toluca, México. En todos los experimentos se utilizó agua bidestilada.

Extracción del jugo de betabel El betabel será lavado, se eliminará la corteza y se cortará en cubos, los cuales serán exprimidos uno por uno en un extractor de jugos comercial marca Taurus ®, una vez extraído el jugo este será filtrado con una coladera (tamiz no. 9) (2000μm) con el objeto de eliminar los sólidos totales en suspensión y obtener así, jugo de betabel libre de sólidos. Formulación de disolución acuosa de jugo de betabel y GA Se preparó una disolución acuosa al 30% p/p con la goma Arábiga y el jugo de betabel a temperatura ambiente (~20 °C). Las soluciones se agitaron con un homogeneizador Ultra-turrax T50 basic (IKA-WERKE Works Inc., Wilmington, NC, EUA) a una velocidad de 5800 r.p.m. durante 5 min, con un baño de hielo para mantener la disolución por debajo de los 30 °C. Las soluciones se almacenarán a 4 °C durante 24 h antes de ser utilizadas para minimizar el crecimiento de bacterias (Pavón-García et al., 2011). Formación de microcápsulas La disolución posteriormente se alimentaron a una velocidad de 40 mL/min a un secador por aspersión Nichols/Niro (Turbo Spray PLA, NY, EUA). Dicho secador se precalentó a una temperatura de entrada de 150 ± 5°C y una temperatura de salida de 80 ± 5°C, con una presión de aire comprimido de 4 bar (Carrillo-Navas et al., 2011). Isotermas de Adsorción de agua en las microcápsulas Las microcápsulas se colocaron en desecadores conteniendo P2O5 por 3 semanas a temperatura ambiente. Los datos de adsorción de humedad se obtuvieron siguiendo el método gravimétrico de Lang et al. (1981). Posteriormente las microcápsulas (1±0.001 g) se colocarán en desecadores conteniendo soluciones saturadas salinas en el intervalo de actividades de agua de 0.11 a 0.85 (Labuza et al., 1985). Las microcápsulas se mantuvieron a 25 y 35 °C hasta alcanzar el equilibrio. La ganancia de humedad de las microcápsulas se determinó por diferencia en peso después de secarlas a 60 °C en presencia del desecante perclorato de magnesio. La actividad acuosa y el contenido de humedad de las microcápsulas se midieron con un medidor de actividad de agua Aqualab con compensador de temperatura (modelo series 3 TE, Decagon Devices, Inc., Pullman, WA, EUA) y con una balanza analítica electrónica (Ohaus AP200, NY, EUA). El proceso de adsorción se modeló con la ecuación de GAB.

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( )( )0

1 1W

W W W

M CKaMKa Ka CKa

=− − +

donde M es el contenido de humedad en el equilibrio [kg H2O/100 kg s.s.], M0 es el contenido de humedad de la monocapa [kg H2O/100 kg s.s.], aW

es la actividad de agua, C [adimensional].

Determinación de la temperatura de transición vítrea de los microencapsulados La temperatura de transición vítrea de los microencapsulados acondicionados a distintas actividades de agua se evaluó empleando un calorímetro diferencial de barrido modulado TA Instruments modelo Q1000 (New Castle, DE, EUA). Se colocaron 10 mg de microcápsulas en el equipo y se calentaron las microcápsulas de -100 a 200 °C empleando una tasa de calentamiento de 3 °C/min (Mosquera et al., 2012). Finalmente se estimó la Tg empleando la ecuación de Gordon-Taylor:

M M W W

M W

x Tg kx TgTgx kx

+=

+

donde Tg, TgM, y TgW son la temperatura de transición vítrea teórica, de la microcápsula y del agua, respectivamente; xM y xW son las fracciones peso del sólido y del agua, y k es un parámetro empírico. La temperatura de transición vítrea del agua pura se tomó como TgW

= -135 °C.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la Tabla 1 se muestran los parámetros obtenidos de la ecuación de GAB, demostrando un ajuste satisfactorio a los datos experimentales, el módulo de desviación relativo promedio fue menor al 1.26%. Tabla 1. Parámetros estimados de la ecuación de GAB

T (°C) M0 (kg H2 C O/100 kg s.s.) K R E (%) 2

25 35

4.69 4.30

6.42 5.12

0.787 0.795

0.999 0.999

1.07 0.96

Las isotermas de adsorción describen los equilibrios de estado, la isoterma de GAB ha sido ampliamente utilizada para describir el comportamiento de sorción en alimentos, en intervalos de actividad de agua de 0.1 a 0.9 siendo de mayor aplicabilidad para el interés de alimentos. El valor de la monocapa (M0) indica qué cantidad de agua está fuertemente

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adsorbida en sitios específicos, y es considerada como el valor óptimo para que un alimento sea más estable (Pérez-Alonso et al., 2006). Los valores obtenidos de la monocapa se encuentran entre 4.69 y 4.30 kg H2

O/100 kg s.s., estos valores disminuyen al aumentar la temperatura. La variación del valor de la monocapa con la temperatura indica que existen más sitios activos de adsorción de agua con el incremento de ésta, lo cual puede ser resultado de cambios estructurales, como el hinchamiento de las microcápsulas estudiadas.

El valor de K proporciona una medida del grado de interacción presente entre las multicapas del agua en estado líquido y las microcápsulas; un valor bajo de K (<1) indica que existe un estado menos estructurado del adsorbato en las capas contiguas a la monocapa, también llamadas capas de GAB (multicapas), y cuando K es igual a uno, se presenta un estado más estructurado del adsorbato en las multicapas. Cuanto mayor sea el valor de C, la interacción entre el adsorbato y el adsorbente se incrementa, lo que generalmente sucede al disminuir la temperatura, por ser un proceso exotérmico, proceso que ocurre en este trabajo. En la figura 1 se muestran los datos de las isotermas de adsorción y la temperatura de transición vítrea de las microcápsulas en orden de determinar la aWC y Mc a las temperaturas de 25 y 35 °C, respectivamente. Los valores de aWC a 25 °C fue de 0.595 y Mc de 7.60 kg H2O/100 kg s.s., mientras que para la microcápsulas a 35 °C la aWC fue de 0.590 y Mc fue de 6.90 kg H2

O/100 kg s.s.

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0-150

-100

-50

0

50

100

150

T = 25 °C

aW

Tg (°

C)

0

2

4

6

8

10

12

14

Mexp (kg H

2 O/100 kg s.s.)

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0-150

-120

-90

-60

-30

0

30

60

90

120

150

T = 35 °C

aW

Tg (°

C)

0

2

4

6

8

10

12

14

Mexp (kg H

2 O/100 kg s.s.)

(a) (b) Figura 1. Diagrama de estado de las microcápsulas de JB: a) T= 25 °C, b) T= 35 °C Tanto la actividad acuosa como la temperatura de transición vítrea han sido ampliamente utilizadas para evaluar condiciones de estabilidad y manejo de microcápsulas. Roos (1995) reporta que el grado de plastificación de biosólidos es resultado de efectos combinados entre el agua y la temperatura. De acuerdo a este autor, la predicción de la estabilidad de un alimento basado solamente en los datos de las isotermas de adsorción no es suficiente, ya

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que cambios fisicoquímicos o estructurales como la aglomeración, colapso, pegajosidad, transformaciones amorfas a cristalinas no se pueden relacionar con el contenido de humedad en la monocapa. Lo anterior sólo se puede relacionar mediante un diagrama de estado donde se correlaciona la temperatura de transición vítrea, actividad de agua y contenido de humedad del alimento. Los resultados anteriores se relacionan con el hecho de que si las microcápsulas se almacenan por arriba de la aWC

y Mc, estas serán susceptibles a sufrir cambios estructurales sufriendo aglomeración, colapsamiento, fracturas y pérdidas de calidad del material encapsulado, en este caso, del jugo de betabel.

CONCLUSIONES Al establecer las condiciones de estabilidad mediante la actividad acuosa crítica y contenido de humedad crítico de las microcápsulas de jugo de betabel, este aditivo alimenticio aumenta su valor agregado y puede tener nuevas aplicaciones mediante la formulación de productos alimenticios. Este producto puede utilizarse como antioxidante, colorante natural y/o sustituto de azúcar. Además se puede impulsar su cultivo en las regiones agrícolas del Estado de México para posicionarlo como un Estado productor y procesador de betabel. RECONOCIMIENTOS Los autores desean agradecer a la Universidad Autónoma del Estado de México por el financiamiento para la realización del trabajo a través del proyecto 2012 SEP “Fondo para la consolidación de cuerpos académicos” REFERENCIAS Carrillo-Navas H., Rodea-González D.A., Cruz-Olivares J., Barrera-Pichardo J.F., Román-Guerrero A.,

Pérez-Alonso, C. 2011. Storage stability and physicochemical properties of passion fruit juice microcapsules by spray drying. Revista Mexicana de Ingeniería Química 10(3): 421-430.

Labuza T.P., Kaanane A., Chen J.Y. 1985. Effect of temperature on the moisture sorption isotherms and water activity shift of two dehydrated foods. Journal Food Science 50: 385-391.

Lang K.W., McCune T.D., Steinberg M.P. 1981. A proximity equilibration cell for rapid determination of sorption isotherms. Journal Food Science 46: 936-938.

Mosquera L.H., Moraga G., Martínez-Navarrete N. 2012. Critical water activity and critical water content of freeze-dried strawberry powder as affected by maltodextrin and Arabic gum. Food Research International 47: 201-206.

Nemzer B., Pietrzkowski Z., Spórna A., Stalica P., Threesher W., Michałowski T., Wybraniec S. 2011. Betalainic and nutritional profiles of pigment-enriched red beet root (Beta vulgaris L.) dried extracts. Food Chemistry 127: 42-53.

Pavón-García L.M.A., Pérez-Alonso C., Orozco-Villafuerte J., Pimentel-González D.J., Rodríguez-Huezo, M.E., Vernon-Carter E.J. 2011. Storage stability of natural colourant from Justicia spicigera microencapsulated in protective colloids blends by spray-drying. International Journal of Food Science and Technology 46: 1428-1437.

Pérez-Alonso C., Beristain C.I., Lobato-Calleros C., Rodríguez-Huezo M.E., Vernon-Carter E.J. 2006. Thermodynamic analysis of the sorption isotherms of pure and blended carbohydrate polymers. Journal of Food Engineering 77: 753-760.

Roos Y.H. 1995. Phase transitions in food. Academic Press: San Diego.

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División Ciencias de la Vida CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA

GALLETA TIPO BARRA ELABORADA DE “METZAL”, SUBPRODUCTO DEL

MAGUEY PULQUERO (AGAVE SALMIANA OTTO EX SALM).

Flores-Morales A.a*; Muñoz Manzano G.; Quiroz Juárez N.; Mora Escobedo Rb.; Mendoza Medina LE. aInstituto Tecnológico del Altiplano de Tlaxcala. Km. 7.5 Carretera Fed. San Martín Texmelucan; Tlaxcala. b

*[email protected], [email protected]

Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional. Carpio y Plan de Ayala S/N. Col. Santo Tomas C.P. 11340. Delegación Miguel Hidalgo, México.

RESUMEN: En la actualidad existe una gran población con problemas de sobrepeso u obesidad, esto se debe por la mala alimentación que existe en nuestra vida diaria y la adquisición de productos, llamados de “comida rápida“. En el presente estudio se evalúan la harina de “metzal”, subproducto del Agave salmiana otto ex salm (maguey pulquero) para la elaboración de barras que proporcionen un beneficio extra a la salud del consumidor. Galletas elaboradas de: Harina de metzal, aceite vegetal, huevo, azúcar, agente leudante (bicarbonato de sodio), sal, amaranto y avena. Para caracterizar el producto se realizaron análisis fisicoquímicos, microbiológicos y su evaluación sensorial. La calidad nutricional se enfoca a la cantidad de fibra y proteína. La barra sería un alimento comprometido con la salud del consumidor. Al mismo tiempo, habría un nuevo giro de explotación técnico-económico del maguey pulquero. ABSTRACT: Today, it is common that the time for food preparation is reduced, so there is a wide consumer acceptance of instant foods. For this reason the food industry has an excellent opportunity to provide food nutritious, demanding little preparation time. The aim of this study was to develop a functional cookie with a mixture of metzal, wheat flour and sugar, called “barra”. Their physicochemical, microbiological and sensorial properties were studied. The nutritional quality is based on the amount of fiber and protein. The “barra” would be committed to the consumer food and health. At the same time, there would be a new twist on techno-economic exploitation of maguey of

pulque.

Palabras clave: M

aguey, alimentos funcionales, metzal.

ÁREA:

Desarrollo de nuevos productos

INTRODUCCIÓN A lo largo de la historia, la humanidad se ha encontrado en una continua evolución y desarrollo de avances tecnológicos, en el área de la producción de alimentos se encuentra en constante cambio. El apresurado ritmo de vida actual, así el alto grado de estrés al que estamos sometidos, sin importar el área en que nos desempeñemos, han obligado a modificar la alimentación, haciendo cada vez más difícil encontrar el punto medio entre las necesidades orgánicas y las exigencias sociales tan comunes como trabajo y escuela. En este contexto, han surgido diferentes tipos de alimentos, los de cocina rápida, instantáneos, ligh, alimentos funcionales, enriquecidos e integrales considerados como aquellos que, además de aportar los nutrientes recomendados, ejercen efectos beneficiosos sobre una o más funciones del organismo, fomentando la salud y reduciendo el riesgo de enfermedad

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(Sanz et al., 2003). Actualmente se tiene un cambio tanto en los hábitos alimenticios como en la forma de transformar la materia prima y obtener alimentos, es así que ya no se busca solamente que en un alimento proporcione satisfacción al ser consumido, si no que contenga propiedades e ingredientes que proporcionen un beneficio extra a la salud del consumidor, como es la reducción del colesterol, un menor contenido de grasa saturada, adicción de vitaminas y minerales y/o un mayor contenido de fibra, por mencionar algunos. Entre esta gran gama de alimentos se encuentran leches y derivados lácteos, jugos, cereales y galletas, entre otros. Maguey pulquero El maguey pulquero, manso o de montaña (Agave salmiana) es una planta suculenta de origen mexicano. Taxonómicamente es una especie complicada con gran número de formas morfológicas, sin embargo, solo se reconocen tres variedades y una especie: A. salmiana Var. salmiana, A salmiana var. angustifolia, A salmiana var ferox y A. salmiana subp. Crassispina (Cortez y Basurto, 2007). El agave ha sido considerado “El Árbol de las Maravillas” debido a los diferentes usos que se le pueda dar, como fuente de alimento, bebidas, uso medicinal, doméstico, ornato, religioso, fibras y más. El metzal, es la parte central del maguey (corazón), de color amarillo claro, fibroso y sabor dulce, la savia destinada a alimentar el tallo floral comienza a brotar lentamente y se recolecta dos veces al día por un período de alrededor de tres meses. A este oficio se le conoce como tlachique.

Siguiendo las tendencias de alimentación y con la disponibilidad de materias primas de origen natural, sumado a su valor nutritivo de acuerdo a sus componentes, estas pueden generar diversos productos así como la obtención de alimentos, en el presente trabajo se desarrolló una formula a base de metzal de maguey para la elaboración de galletas tipo barra. También se contempla el generar nuevos productos de valor agregado a partir del maguey pulquero, es conocido que el único producto de maguey se centra en la comercialización del producto de la fermentación el llamado “Pulque”.

MATERIALES Y MÉTODOS Materia prima: Selección de ingredientes: Harina de metzal y trigo, aceite, huevo, azúcar, agente leudado (bicarbonato de sodio), sal y agua. Desarrollo de la formulación. La fórmula se realizó a partir de una receta casera de la cocina tradicional de panificación. Esta fue estandarizada para la elaboración de la galleta tipo barra. Una vez estandarizada se realizaron análisis fisicoquímicos, de aseguramiento de la calidad, evaluación sensorial y vida de anaquel. Todas las determinaciones se realizaron por triplicado y analizadas por estadísticas básicas. Análisis fisicoquímicos. Los análisis bromatológicos de las muestras son efectuados de acuerdo a los métodos de la A.O.A.C. (1995) y las NOM´s. Los parámetros de: humedad, cenizas, proteínas, fibra cruda, extracto etéreo y azucares totales. Se usaron métodos gravimétricos y para proteína se utiliza el método Kenjdahl.

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- Determinación de humedad y cenizas Realizada por diferencia de peso. Colocar una muestra de 10 ml en un crisol de porcelana y mantenerlo a peso constante; posteriormente colocarlo en una mufla a temperatura 550°C durante cuatro horas hasta reducir la muestra a cenizas. Por diferencia de peso se obtienen los valores de humedad y cenizas. - Determinación de proteína Se utiliza el método kjendall: Se coloca 10 ml de muestra en una matraz de digestión y se adicionan 10ml de ácido sulfúrico y el catalizador. Estos se colocan es el digestor durante un espacio de tiempo de tres horas. Posteriormente la solución se deja enfriar para realizar la destilación y titulación de la muestra y posteriormente poder calcular el contenido de proteína presente: % de proteína= %N x 6.25 - Determinación de carbohidratos totales El contenido total de carbohidratos de medios líquidos extractos, alimentos líquidos puede ser determinado como azucares simples, oligosacáridos, polisacáridos y sus derivados. Basándose en la técnica fenol-sulfúrico. Dando un color naranja muy estable cuando reaccionan con el fenol y en presencia del ácido sulfúrico concentrado. Azúcar simple + fenol + ácido sulfúrico.Azúcar simple color amarillo-naranja. La densidad del color naranja es proporcional a la cantidad total de carbohidratos presentes. Esta absorbancia puede ser medida 492nm y la concentración total de carbohidratos de la soluciones problema puede ser medida con respecto a una cuerva estándar preparada previamente. Análisis microbiológico Se emplearon métodos microbiológicos de cuenta estándar para detectar bacterias levaduras y hongos, así como el método de tinción de gram, para la identificación de cocos, levaduras, bacilos, basados en la NOM-147-SSA1-1996 y NOM-186-SSA1. La preparación y dilución de la muestra está basada en la NOM-110-SSA1-1994. Los microorganismos a identificar y norma empleada en el análisis. Mohos y levaduras: NOM-111-SSA1-1994.Bacterias aerobias en placas: NOM-092-SSA1-1994 y Bacterias coliformes: NOM-112-SSA1-1994. Técnica del número más probable. Evaluación sensorial: Se realizó con una población desde los 10 años hasta la tercera edad, ambos sexos, jueces no entrenados (100), en la evaluación participaron profesionistas del área de alimentos y amas de casa, aplicando una prueba afectiva hedónica escalar verbal de siete puntos como lo indica Pedro y Marie (1989). Para el análisis de la evaluación sensorial, se proporciona al consumidor la muestra para calificarlas según su agrado en relación a la escala del formato el cual le permite analizarla en un amplio rango, desde me gusta extremadamente hasta me disgusta extremadamente en una escala de 1 al 5. Se adicionó una leyenda para describir otros atributos del producto como es textura. Evaluación de la vida de anaquel: Se determinó para un periodo de 40 a 90 días. Está es sujeta a un número elevado de factores viables e interrelacionados, que afectan a una

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producción en diferente magnitud que hacen inaceptable al producto, aun en una producción controlada, por la variación de los componentes de las materias primas y las variaciones en el proceso tecnológico, para diagnosticar las causas es necesario comprobar: el valor de grasa, color y sabor entre otros factores a considerar. 1). Condiciones artificiales: Mantener el producto empaquetado (bolsa de papel celofán) en incubación durante un periodo de 21 hasta 40 y 90 días a una temperatura de 37 °C y observar posibles cambios físicos o químicos. 2). Condiciones ambientales: Tres muestras fueron colocadas en un anaquel a temperatura ambiente por un periodo de 6 meses. RESULTADOS Y DISCUSIÓN El desarrollo de nuevos productos principia con la generación de ideas, es decir, con la búsqueda sistemática de ideas para nuevos productos. Dicha búsqueda debe ser sistemática, más que fortuita, pues de lo contrario, una empresa podría encontrar muchas ideas, pero no adecuadas para su giro propio que podría llegar a ser un gran error. Uno de los objetivos del producto nuevo es la aplicación de las innovaciones en disciplina como nutrición, ciencia de los alimentos y seguridad alimentaria para ofrecer a los consumidores productos deliciosos, nutritivos y saludables. Con modificaciones en su contenido de calorías, grasas, azúcar, o bien adicionados de ingredientes funcionales. Con la apertura de la economía, los productores de alimentos mexicanos se han preparado para buscar nichos de mercado que abran oportunidades de desarrollo para competir tanto a nivel nacional como internacional. Dentro de esos espacios de mercado se pueden ubicar a los alimentos industrializados de consumo rápido, tal es el caso de galletas enriquecidas o a base de harinas integrales, las cuales han ido aumentado en número y variedad en pocos años. Bajo un plan de desarrollo se elaboró una galleta tipo barra a partir de harina de metzal. Para su elaboración se tomó en cuenta los ingredientes que contiene una receta de cocina tradicional para la elaboración de galletas, una vez que se tenían los datos de la formulación de los productos se llevaron a una estandarización. Durante el procesamiento de estos productos se pusieron en prácticas las buenas prácticas de manufactura, realizándolos con la mejor calidad e higiene. Formulación. Se logró estandarizar la formulación para la elaboración de la barra nutritiva con la adición de “metzal” y en función de la literatura y a la norma mexicana, NOM-147-SSA1-1996-cereales y harinas. Se elaboraron dos tipos de galleta una elaborada de harina de metzal (A), otra elaborada con Harina de metzal y trigo, 50: 50, p/p (B). El análisis que nos permite evaluar la composición del producto se presenta en la tabla 1. Esta muestra el análisis bromatológico realizado al metzal, y a la galleta tipo barra. Tabla 1. Composición de metzal y de la galleta elaborada de harina de metzal

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Parámetros (%) 1 2 3 4 5

Metzal 74.4 4.53 5.17 3.9 12 Barra (A) 6.18 1.75 5.16 20 5.4

Barra (B) 4.33 1.75 6.5 17 6.6

1. Humedad, 2. Cenizas, 3.Proteina, 4. Grasa y 5.Fibra A). Galleta elaborada de harina de metzal B). Galleta elaborada con Harina de metzal y trigo (50: 50, p/p)

Vida de anaquel.- Los parámetros evaluados cada 10 días, durante 60, 90 y 120 días, fue textura, humedad, color y olor en el tiempo evaluado permanecieron sin variación hasta el día 60, cambiando mínimamente su variabilidad de los parámetros en los días posteriores hasta el día 90. El producto conserva su calidad durante el tiempo de evaluación 30 a 60 días, esto indica que el producto es estable hasta un periodo de 60 días colocada en lugar fresco y seco. De la misma manera se observó la harina de metzal es estable hasta los 6 meses evaluados cada 30 días. Evaluación de costos.- Los costos de producción de la formulación óptima para la galleta, se consideró únicamente el precio de los ingredientes que conforman la masa galletera, tomando como base de cálculo por barra de 50 gr. El costo del producto es de $5.50 lo cual permite decir que el producto es económico y acorde a precios de venta de productos similares. Evaluación sensorial.- Las formulaciones (A) y (B), fueron codificadas para un mejor control de los resultados de la evaluación sensorial realizada por los consumidores. Los datos obtenidos de las encuestas se evaluaron y se procesaron, obteniendo la media aritmética como se muestra en la tabla 2. Los productos elaborados (barra A y B) tienen un valor de media aritmética que se aproxima a 3 y este se localiza en el valor 2 (Me gusta moderadamente) de la escala de respuestas aplicada en el formato de evaluación sensorial con los consumidores, Barra de metzal, Barra de metzal, y trigo. Tienen un grado de aceptación “Me gusta moderadamente”, lo cual quiere decir que los dos gustaron por igual.

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Tabla 2. Resultados de la media aritmética de los productos obtenidos

Los datos obtenidos de las encuestas se evaluaron y se procesaron, mostrando el resultado en gráficas.

CONCLUSIONES Se obtuvo un alimento con un contenido de fibra representativo. Podría colocar al producto como un alimento funcional. La vida de anaquel (30-60 días) y 6 meses para la harina de metzal, no presentaron cambios en textura, color, olor y mínimamente en humedad. El producto presento una gran aceptación por el público consumidor, conservando sus características organolépticas y fisicoquímicas, su costo unitario de $5.50 es accesible al

Olor, 38, 23%

Sabor, 39, 24%

Textura 42, 26%

Color, 43, 27%

Productos elaborados

Código de la muestra

Escala Valores escala

Respuestas

Producto Código Media Barra A. 001 Me

gusta mucho

1 Barra A

001 2.3

Barra B

002 Me gusta moderadamente

2 Barra B.

002 2.1

Ni me gusta ni me disgusta

3

Me disgusta moderadamente 4 Me disgusta mucho 5

Gráfica 2. Aceptabilidad de los atributos de color, olor, textura y sabor para la barra tipo B.

Gráfica 1. Aceptabilidad de los atributos de color, olor, textura y sabor para la galleta tipo A. Los datos muestran una gran aceptabilidad en los atributos evaluados.

Olor, 39, 26%

sabor, 42, 28%

textura, 37, 24%

Color, 34, 22%

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mercado consumidor. Así se genera una alternativa sostenible al maguey pulquero principalmente, en la utilización del metzal obtenido del corazón o piña. REFERENCIAS Badui D.S. 1984. Química de los alimentos, Editorial: Alhambra, Madrid.pag. 29, 35, 319, 323 Bedolla B.S. 2003. Introducción a la tecnología de alimentos, 2a Edición, Editorial: Limusa. Sara Cabeza Rodríguez, Tesis Funcionalidad de las materias primas en la elaboración de Galletas,

septiembre 2009. Lucila Aurora López López, Tesis diseño de una planta procesadora de galletas de soya,

noviembre 2005. NORMA Oficial Mexicana 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.

Agradecimientos. Se agradece a la Sociedad de productores de maguey “Del Razo”, Nanacamilpa,

Tlaxcala.

170


Colima, Col.


División Ciencias de la Vida

CAMPUS IRAPUATO-SALAMANCA

APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS DE COLIFLOR DE UNA INDUSTRIA DE VEGETALES CONGELADOS EN LA ELABORACIÓN DE UN ADEREZO

López-Orozco M.a*, Mercado-Flores J.a; Martínez-Soto G.a, Bautista-Justo M.a, Abraham-Juárez

M.R.a

,

a

*

Universidad de Guanajuato, Campus Irapuato-Salamanca, División Ciencias de la Vida; Departamento de Alimentos, ExHacienda “El Copal” s/n, Km 9 Carr. Irapuato-Silao, Apartadp

Postal 311, C.P. 36500, Irapuato, Guanajuato, México. [email protected]

RESUMEN: La industria alimentaria genera residuos procedentes de alguna de las etapas de su procesamiento. Mar Bran como una empresa líder en vegetales congelados del estado de Guanajuato, procesa la coliflor congelada en cortes específicos, generando al final de su procesado, residuos muy pequeños que salen fuera de especificación en cuanto a las dimensiones del producto final deseado. Para el aprovechamiento de tales residuos de coliflor, se desarrolló una formulación de aderezo, aplicando un diseño pentagonal rotable para el estudio de su optimización considerando como variables dos aditivos: ácido ascórbico y goma xantana, manteniendo constantes el resto de los ingredientes básicos para la elaboración del aderezo (aceite vegetal, condimentos y conservadores). Para la evaluación del aderezo se aplicó una evaluación sensorial (escala hedónica de 1 a 9 puntos) y algunos análisis fisicoquímicos y textura. Los resultados demostraron que se obtiene la formulación del aderezo de mayor evaluación sensorial de 7.27 al utilizar 5g de ácido ascórbico por Kg de aderezo y 1.4g de goma xantana por Kg de aderezo. Además se obtuvo la ecuación de regresión: (evaluación sensorial)=4.97727+1.21017*(ácido ascórbico en g/Kg) -0.147327*(ácido ascórbico en g/Kg)2

-0.0104358*(ácido ascórbico en g/Kg)*(goma xantana en g/Kg).

ABSTRACT: The food industry generates waste from any stage of processing. Mar Bran as a leader in vegetables freezing process in the province of Guanajuato ,it processes frozen cauliflower in specific cuts, generating at the end of the process very little pieces of waste out of specification in terms of the dimensions of the desired end product. In order to continue with the process of such cauliflower waste, it was developed a formula for dressing, using a rotatable pentagonal design for the study of optimization considering as variables two additives: ascorbic acid and xanthan gum, holding constant the rest of the basic ingredients for the development the seasoning (vegetable oil, spices and preservatives). For the evaluation of the dressing, it was applied a sensory evaluation (scale hedonic of 1-9 points) and some physicochemical analysis and texture analysis. The results demonstrated that is obtained a formula for dressing with greater sensory evaluation of 7.27 when using 5g ascorbic acid per Kg of dressing and 1.4g of xanthan gum by Kg of dressing. Besides obtaining the regression equation (sensory evaluation) = 4.97727 +1.21017 * (ascorbic acid in g / kg) -0.147327 * (ascorbic acid in g / kg) 2-0.0104358 * (ascorbic acid in g / kg) * (xanthan gum in g / kg). Palabras clave:

Aderezo, coliflor, residuos.

ÁREA:


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mailto:[email protected]�


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INTRODUCCIÓN El estado de Guanajuato constituye uno de los principales productores de brócoli y coliflor a nivel nacional e internacional, ocupando el primer lugar con el 90% de la producción total nacional. Ambos vegetales son de características muy perecederas por lo que la congelación es uno de los métodos de conservación que le imparten una vida de anaquel prolongada, pudiendo alcanzar una vida de almacenamiento (considerando que han sido empacados correctamente) de 2 a 3 años a una temperatura de -18°C. Mar Bran es una de las empresas líder en la industria de vegetales congelados, principalmente brócoli y coliflor, con una producción anual aproximada de 39,926.25 ton de brócoli y 15, 843.75 ton de coliflor y generando desechos de brócoli y coliflor de 5,988. 94 y 4,198.59 toneladas, respectivamente en el mismo periodo. Estos residuos se generan durante algunas de las operaciones implicadas en el proceso de congelación de dichos vegetales, por ejemplo, en las operaciones de corte como vegetales en fresco en donde tamaños muy pequeños son considerados como desperdicios y en la etapa final del proceso de congelación en el cual salen fuera de las especificaciones en cuanto al tamaño del corte de la presentación final del producto congelado deseado. En este caso, después de la congelación total de la coliflor o brócoli, se prosigue una etapa de clasificación por tamaño a través de bandas transportadoras perforadas reteniendo el producto final congelado deseado, y el producto que a traviesa el tamiz se considera desecho, simplemente por estar fuera de especificación (perlas de brócoli y coliflor) en cuanto al tamaño requerido. Considerando el potencial de nutrientes y propiedades funcionales de estos subproductos vegetales generados por las empresas de congelados, especialmente en brócoli y coliflor, actualmente se ha obtenido de la empresa Mar Bran la cantidad de muestras congeladas de estos vegetales como residuos para su posible aplicación en la elaboración de un aderezo con características de calidad aceptables para su consumo. Los residuos constituyen uno de los temas ambientales más importantes para todo el país. Si cada vez más personas en todo el mundo apoyan el estilo de vida de reducir, reutilizar y reciclar, se producirían menos residuos que posiblemente pudieran contaminar el medio ambiente, y mejor todavía si podemos de alguna forma, transformar todos los residuos producidos, en energía limpia y/o subproductos. Ejemplos de aprovechamiento de desechos en la industria alimentaria, son la utilización de residuos de brócoli (Brassica olerácea itálica), coliflor (Brassica olerácea) y romanesco (Brassica olerácea Botrytis.), para la producción de setas (Pleurotus ostratus). (Heredia, 2010). Las empresas APEX congelados, S. A., Mar Bran, S. A. y Gigante Verde, S. en N. C. de C. V., procesan la coliflor con promedio anual de 11217.4 ton y tienen como residuo 2972.6 ton anuales.

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La empresa Lavin-Sagui, S. A., consume 2400 ton de col y 144 ton de lechuga anuales, respectivamente, generando 1560 y 93.6 ton de desperdicio, en la misma condición (Avilés, 2009). Los ejemplos anteriores nos dan un indicativo del gran volumen de residuos que generan el resto de las empresas procesadoras de productos vegetales tanto a nivel estatal como a nivel nacional, en la gran diversidad de productos finales (vegetales refrigerados, congelados, enlatados, deshidratados, entre otros) que se pueden obtener a partir de los mismos. Actualmente existe un gran potencial de productos de residuos industriales, como en este caso el brócoli y la coliflor congelados, aunque de tamaño pequeño tienen la misma calidad que el producto terminado, por ello se busca reutilizarlos, desarrollando un nuevo producto, en este caso un aderezo. De acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NMX-F-341-S-1979 un aderezo es el producto alimenticio que sirve para impartir sabor o aroma a otros alimentos. Se entiende por aderezo el producto elaborado con no menos de 50% de la cantidad correspondiente de aceites vegetales comestible y de yema de huevo liquida o su equivalente en cualquiera de sus formas pudiendo estar adicionado de otros ingredientes opcionales y aditivos alimentarios utilizados. MATERIALES Y MÉTODOS Materias Primas: Perlas de coliflor, aceite vegetal comestible, condimentos, cloruro de sodio. Reactivos: Ácido acético, goma xantana, ácido ascórbico, sorbato de potasio. Equipos: Texturómetro TA-XT2, Colorímetro Color Flex EZ Estándar, Agua Lab modelo serie 3, Licuadora, Báscula digital OHAUS, Báscula analítica SCIENTECH, Estufa modelo ECN30.32.40, Congelador marca NIETO, Utensilios de cocina, Probeta 50 ml, Vasos de precipitados de 250 ml, Mufla marca HERAEUS HANEU modelo KR170, Termómetro digital, Mortero con pistilo, Charolas, Pinzas, Envases de vidrio, Potenciómetro CORNING modelo 5, Vacuómetro. Métodología

1. Recolectar las muestras en la empresa congeladora utilizando un recipiente hermético aislado.

2. Almacenar las muestras bajo condiciones de congelación a -28°C. 3. Aplicar diseño experimental pentagonal rotable con dos variables (goma xantana y

ácido ascórbico). 4. Obtener las formulaciones a partir del diseño experimental. 5. Desarrollo de las formulaciones a nivel laboratorio.

a) Molienda en seco de los condimentos. b) Sofreír el brócoli y los condimentos secos.

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c) Molienda húmeda de los dos pasos anteriores adicionando agua, aceite, vinagre, goma, ácido ascórbico y sorbato de potasio.

d) Elevar la temperatura a 85°C. e) Envasar. f) Pasteurizar a 85°C durante 30 minutos.

6. Aplicar análisis sensorial utilizando una escala estructurada de 1 a 9, siendo el 9 el nivel máximo de aceptación, en los que se puntualiza la característica de grado (Pedrero y Pangborn, 1997).

7. Análisis de los datos utilizando el paquete estadístico Statgraphics, para obtener el modelo de regresión que mejor se ajuste a los datos y obtener una ecuación que exprese el valor de la evaluación sensorial en función de las variables estudiadas: concentración de ácido ascórbico (g ácido ascórbico/Kg de aderezo) y concentración de goma xantana (g goma xantana/Kg de aderezo).

8. Obtener la formulación más aceptable. 9. Determinar Actividad de Agua, utilizando el Aqua Lab Modelo Serie 3. 10. Medir pH con un potenciómetro digital marca CORNING modelo 5; aplicando el

método oficial (AOAC, 1990). 11. Medir Humedad (fracción), en estufa con ventilación a 60°C durante 24 horas

(AOAC, 1990). 12. Medir Vacío, usando un vacuómetro AMETEK. U.S. Gauge Division, reportando

los resultados en pulgadas de mercurio de vacío. 13. Medir Textura, aplicando el ensayo del análisis de perfil de textura, el cual incluye:

resortividad, cohesividad, masticabilidad, gomosidad, adhesividad y dureza, usando un equipo de análisis de textura marca Stable Micro System modelo TA-XT2.

14. Medir Color, con un colorímetro Color Flex EZ Estándar Box Hunter Lab., usando el sistema L (espacio luminosidad-obscuridad), a (espacio rojo-verde), y b (espacio amarillo-azul)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

FÓRMULA

Tabla 1. Concentraciones en g de aditivos alimentarios por Kg de aderezo, utilizadas en los experimentos.

ASCÓRBICO GOMA SORBATO 1 7.3 1.4 0.7 2 5.5 1.97 0.7 3 2.6 1.7 0.7 4 2.6 1.04 0.7 5 5.5 0.829 0.7 6 5 1.4 0.7 7 5 1.4 0.7 8 5 1.4 0.7

PROMEDIO 4.8125 1.392375 0.7 DESV. EST. 1.559704642 0.35255716 0

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FÓRMULA Tabla 2. Resultados de algunas propiedades físicoquímicas

pH Aw HUMEDAD VACÍO 1 3.9 0.982 0.8381 17 2 4.1 0.979 0.8265 16 3 4.4 0.982 0.844 5 4 4.3 0.981 0.887 18 5 4 0.983 0.825 13 6 4.1 0.983 0.836 14 7 4.1 0.983 0.838 18 8 4.3 0.981 0.8014 12.5

PROMEDIO 4.15 0.98175 0.837 14.1875 DESV. EST. 0.16903085 0.00138873 0.02412414 4.2923312

Se observa de la tabla 2 un promedio de pH de 4.15; un promedio de actividad de agua de 0.98; un promedio de humedad de 0.84 y un promedio de vacío de 14.2 pulgadas de mercurio.

FÓRMULA Tabla 3. Resultados de la medición del color.

L a b 1 54.3 0.41 19.88 2 58.94 -0.84 16.35 3 57.02 0.63 16.45 4 54.09 0.71 18.9 5 58.35 -0.05 17.44 6 61.01 -0.69 15.37 7 58 -0.1 17.44 8 57.4 -0.29 17.91

PROMEDIO 57.38875 -0.0275 17.4675 DESV. EST. 2.310710698 0.578341224 1.451755095

De la tabla 3 se observa un promedio de luminosidad de 57.4; un promedio del parámetro a de -0.0275 decir muy ligeramente verde y un promedio del parámetro b de 17.47 es decir un componente amarillo. En promedio los aderezos tienen un color amarillo.

FÓRMULA

Tabla 4. Resultados del análisis de perfil de textura. RESORTIVIDAD COHESIVIDAD MASTICABILIDAD

(N) GOMOSIDAD

(N) ADHESIVIDAD

(N) DUREZA (N)

1 0.536 0.696 0.076 0.142 -0.0845 0.203 2 0.554 0.775 0.204 0.236 -0.105 0.304 3 0.707 0.725 0.125 0.177 -0.6145 0.244 4 0.509 0.7 0.075 0.152 -0.3165 0.217 5 0.583 0.609 0.077 0.129 -0.36 0.212 6 0.468 0.57 0.0515 0.103 -0.372 0.18 7 0.598 0.728 0.115 0.178 -0.539 0.244 8 0.356 0.626 0.042 0.116 -0.315 0.184

PROMEDIO 0.538875 0.678625 0.0956875 0.154125 -0.3383125 0.2235 DESV. EST. 0.102333401 0.069746352 0.052048698 0.042505252 0.184404435 0.04029888

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Se observa de la tabla 4 que los promedios de los atributos que describen la textura son: Resortividad 0.54; Cohesividad 0.68; Masticabilidad 0.096 Newtons; Gomosidad 0.15 Newtons; Adhesividad 0.34 Joules y Dureza de 0.22 Newtons. Se observa por los valores de la desviación estándar que los atributos que pueden diferenciar más la textura de los aderezos son la resortividad y la adhesividad.

FÓRMULA Tabla 5. Resultados de la evaluación sensorial

ASCÓRBICO GOMA E. SENSORIAL 1 7.3 1.4 5.85380129 2 5.5 1.97 7.06349136 3 2.6 1.7 7.08165524 4 2.6 1.04 7.09956308 5 5.5 0.829 7.12898122 6 5 1.4 7.2718944 7 5 1.4 7.2718944 8 5 1.4 7.2718944

Se observa de los resultados de la evaluación sensorial que la fórmula 7 es la de mayor agrado por los consumidores, usando 5g de ácido ascórbico por Kg de aderezo y 1.4 g de goma xantana por Kg de aderezo.

Se obtuvo la ecuación de regresión: ES. =4.97727+1.21017*(ascórbico)-0.147327*(ascórbico)2

-0.0104358*(ascórbico)*(goma)

CONCLUSIONES Se realizaron varias formulaciones de aderezos a partir de los residuos congelados de brócoli generados por la industria de congelados. Se determinaron algunas características fisicoquímicas y de textura de los aderezos. Se seleccionó la mejor formulación de aderezo de brócoli a través de un estudio de evaluación sensorial. REFERENCIAS Avilés E, Espinoza J, Rentería J, Mejía C, Mariscal G, Cuaron J. 2009. Disponibilidad de

ingredientes no tradicionales con potencial de ser usados en la alimentación de cerdas gestantes en el Bajío mexicano. Vet. Mex. ,vol.4, 357-370.

AOAC: 1984. Official Methods of Analysis. 14 th ed. Association of Official Analytical Chemist. The William Sidney Inc. Virginia U.S.A. 278-284.

Heredia C, 2010. Utilización de Residuos de Brócoli (Brassica olerácea itálica), Coliflor (Brassica olerácea) Y Romanesco (Brassica olerácea botrytis) generados en la empresa PROVEFRUT S.A. para la Producción de Setas Pleurotus, Tesis de licenciatura en Ingeniera en Alimentos.

Pedrero DL, Pangborn RM.1997. Evaluación Sensorial de los Alimentos, Métodos Analíticos. Alhambra Mexicana: México, pp. 105-107

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CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE QUITOSANOS OBTENIDOS A PARTIR DE LANGOSTINOS: INFLUENCIA DE LA TALLA Y TRATAMIENTO

Ramírez Carrillo R. E. a*, Pérez Cabrera L. E. a, Díaz Narváez G. C. a, Reyes Bernal K. a & Calderón

Zamaripa R.

b

a Universidad Autónoma de Aguascalientes, Centro de Ciencias Agropecuarias, Departamento de Tecnología de Alimentos. Av. Universidad N. 940 Ciudad Universitaria C.P. 20131,

Aguascalientes, Ags., México. b

Instituto del Agua del Gobierno del Estado de Aguascalientes. Calle 18 de Marzo No. 98, Fraccionamiento Las Hadas. C.P. 20140, Aguascalientes, Ags., México.

* [email protected] RESUMEN: En este trabajo se presentan los resultados de la caracterización del quitosano obtenido a partir de exoesqueletos de langostino australiano producidos en el Instituto de Agua del Estado de Aguascalientes. Se evaluó la influencia de la talla y del orden de las etapas del proceso termoalcalino en el proceso de obtención. A las muestras obtenidas se les determino el rendimiento, contenido de humedad, lípidos, proteínas, cenizas y grado de desacetilación. Además se evaluó su capacidad de solubilidad en ácidos acético y láctico. El %GD es significativamente menor para las muestras provenientes de langostino con respecto a la muestra comercial (89.27±0.79). Los resultados muestran que la influencia de la talla del langostino no es significativa para el %GD, sin embargo se obtuvo que las tallas grandes (M1A y M1B) están correlacionadas significativamente con el orden de las etapas del TTA. El tratamiento B la talla 2 (M2B) es en el que se obtiene el %GD mayor (82.02±3.30) no apreciando diferencias significativas con respecto a muestras obtenidas a partir de exoesqueletos. El %MI en acido acético fue significativamente mayor para muestras provenientes del TTA B (M1B=22.48% y M2B=24.84%), para acido láctico resultaron valores similares para todas las muestras (10.11 a 12.54%). ABSTRACT: In this work we present the results of the characterization of chitosan produced from lobster exoskeletons produced at Aguascalientes. The influence of the size and the order of the process steps in the process obtained (TTA). The samples obtained were analyzed for yield, moisture content, lipid, protein, ash, and degree of deacetylation. We also evaluated the ability of solubility in acetic and lactic acids. The% GD is significantly lower for lobster samples from the sample with respect to trade (89.27 ± 0.79). The results show that the influence of the size of the lobster is not significant for% GD, however it was found that large sizes (M1A and M1B) significantly correlated with the order of the stages of the TTA. B treatment size 2 (M2B) is obtained in the higher GD% (82.02 ± 3.30) did not appreciate significant differences with respect to samples obtained from the exoskeletons. The MI% acetic acid was significantly higher for samples from the TTA B (M1B, and M2B = 22.48% = 24.84%), to lactic acid values were similar for all samples (10.11 to 12.54%). Palabras clave: Quitosano, Grado de N- desacetilación, exoesqueleto ÁREA:


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INTRODUCCIÓN

El quitosano es un aminopolisacárido obtenido a escala industrial por N-desacetilación termoalcalina de la quitina aislada de los deshechos de crustáceos (Rhazi et al., 2004). Debido a las propiedades funcionales y fisicoquímicas del quitosano, se ha podido identificar una enorme cantidad de aplicaciones que abarcan áreas tan variadas como: alimentación, medicina, agricultura, cosmética, y farmacia, entre otras.

Desde el punto de vista fisicoquímico, el quitosano es un biopolímero hidrosoluble que puede formar películas, hidrogeles, andamios porosos, fibras, micro y nanopartículas en condiciones y medio ácido suaves (Tolaimate et al., 2000). Además, el carácter policatiónico le confiere al quitosano alta afinidad para asociar macromoléculas aunado a que el quitosano es un biopolímero catiónico que presenta actividad antimicrobiana y una excelente capacidad de formar recubrimientos.

En la actualidad, la principal fuente de exoesqueletos proviene de los desechos de la industria del camarón, cangrejo, langosta y langostino los cuales representan millones de toneladas de basura a nivel mundial. La mayoría de estudios realizados en la obtención de quitosano han utilizado los desperdicios industriales de la industria camaronera, sin embargo, en nuestro escenario donde la producción acuícola del estado de Aguascalientes se ha logrado fortalecer con el crecimiento de producción y cultivo y adaptación de nuevas especies con alto valor comercial peces como tilapía y lobina, en la creciente producción de la especie langosta/langostino australiano (Macrobrachium ssp) en la comunidad de Valladolid el municipio de Jesús María, ha obligado a productores e investigadores a evaluar la obtención quitosano de exoesqueletos del crustáceo los cuales generan un gran volumen de residuos que, de no estar adecuadamente tratados, pueden ocasionar un grave problema medioambiental, estos desechos provienen de la propia empacadora y de los servicios de alimentación con la finalidad de obtener un material con alto valor agregado de biomasa para diferentes áreas de aplicación en la conservación de alimentos.

MATERIALES Y MÉTODOS Materia prima

Se obtuvieron 1995 g (100%) de especímenes vivos en edad adulta de langostinos australianos (Cherax quadricarinatus) de la granja de reproducción y cultivo del Instituto del Agua del Estado de Aguascalientes de dos tallas, (talla 1 de 30-50g) y (talla 2 de 10-30g). Inmediatamente se sacrificaron mediante congelación a -15°C durante 72h, posteriormente se descongelaron a 8°C durante 24h y se separo el cefalotórax y exoesqueleto abdominal (exoesqueletos), se realizo un lavado con agua corriente para retirar los residuos orgánicos, y posteriormente fueron sanitizados con una solución de hipoclorito de sodio 300ppm durante 10 min. Los exoesqueletos fueron desecados a 60°C hasta peso constante y se trituraron y tamizaron durante 30min y se utilizaron para la extracción de quitina-quitosano las fracciones provenientes de los tamices con apertura de luz de 425, 300, 250 y < 250mm.

Extracción de quitosano El producto obtenido en la fase de tamizado y molienda se dividió en dos tratamientos, el tratamiento A se llevo a cabo en primer lugar la desproteinización en una relación 1:3 (p/v) con NaOH (8%) durante 2h a 65°C seguido de una desmineralización 1:2 (p/v) HCl (15%)

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durante 1h a 40°C, para el tratamiento B se invirtieron las etapas y con ello se obtuvo quitina. La trasformación química quitina a quitosano (etapa de desacetilación, NaOH 50%) fue similar para ambos tratamientos, en el cual las unidades acetilo son eliminadas, para lo cual se coloco en una relación 1:4 (p/v) con NaOH (50%) durante 2h a 100°C, posteriormente se realizaron lavados con agua destilada, hasta lograr eliminar la alcalinidad del medio. Rendimiento

( ) 100RTRRRG =El rendimiento global (RG) del proceso se calculo utilizando la siguiente expresión:

(1)

Donde, RT es la cantidad en gramos de la muestra con la que se comenzó el proceso. RR es la cantidad en gramos del producto final (quitosano).

Grado de N-desacetilación

El grado de N-desacetilación del quitosano se llevo a cabo utilizando un método potenciométrico, las mediciones se realizaron con un pHmetro Hanna Instrument. Para la determinación del contenido de grupos amino del quitosano se procede a la disolución de 1g en HCl 1M. La valoración se lleva a cabo con NaOH 0.1N midiendo el cambio de pH, la adición se realiza de forma lenta y con agitación continua para homogenizar la solución y evitar errores debidos a la posible precipitación del biopolímero. De esta manera se obtuvieron curvas de pH vs ml de NaOH añadidos, las cuales presentan dos puntos de inflexión; la diferencia entre ellos corresponde a la cantidad de ácido requerido para protonar los grupos amino del quitosano; la concentración de estos se determino utilizando la siguiente expresión:

%NH2=16.1(y-x) f

w (2)

Donde el punto y es el punto de inflexión mayor, x corresponde al punto de inflexión menor, ambos expresados como volúmenes, f es la molaridad de la solución de NaOH, w es la masa en gramos de la muestra y el número 16.1 es un factor asociado al tipo de proteína utilizada. El porcentaje de proteína se determino por medio del método de Dumas. se utilizo como referencia (control) quitosano de camarón (QC, Sigma Adrich, GD≤75%).

Caracterización de quitosano

Se determino el contenido de humedad por la técnica gravimétrica, la grasa cruda total por el método de extracción con éter de petróleo en un equipo Goldfish, el contenido de nitrógeno total expresado como proteínas utilizando el método de combustión Dumas y las cenizas totales se determinaron con el método de calcinación.

Porcentaje de materia insoluble

Con la finalidad de evaluar la calidad de los quitosano obtenidos, se determino el porcentaje de materia insoluble (%MI) disolviendo 0.5g de las muestras (Control, M1A, M1B, M2A y M2B) en acido acético (0.1M) y acido láctico al 85% (0.7%).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN De las muestras procesadas de langostino solo el 16.19% es una fracción integrada por una parte comestible y no comestible siendo contenido visceral, es decir que el resto (83.80%)

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es exoesquetelo que es susceptible a procesamiento para la obtención de quitina-quitosano, valores similares son indicados para desechos de crustáceos entre el 70 y 80% (Parada et al., 2004), el uso de estos desechos, aporta de forma directa el un método de control de la contaminación ambiental. A partir de esta muestra (83.80%) que contenía un 72.05% de humedad se deseco hasta peso constante, obteniéndose 439g, a partir de esta cantidad, se realizo el cálculo del rendimiento global del proceso para la obtención de quitosano siendo de 17.23%, valores similares se han encontrado en la bibliografía para camarón y cangrejo (Argüelles, et al., 2004; Kucukgulmeza, et al., 2011). Es destacable que el rendimiento obtenido es de interés comercial debido a la obtención de los biopolímeros especializados de alto valor agregado: la quitina y su derivado funcional, el quitosano, generando de esta manera mayor valor comercial en las cadenas productivas de pesca y acuicultura.

El contenido de grupos amino en las muestras de quitosano se determinó por titulación potenciométrica. Para ello se disuelve el polímero en ácido clorhídrico y se valora la mezcla con hidróxido sódico, tal y como se describió previamente. Los resultados de la valoración se muestran en la Figura 1. Se observa una curva de titulación con dos puntos de inflexión, (X) y (Y) cuyos valores se determinaron según el criterio de la primera derivada. El grado de desacetilación se obtuvo con la ecuación (2) utilizando 1g de quitosano y f=0.

Figura 1. Curva de la determinación potenciométrica del quitosano obtenido

Y

En la Tabla 1 se observa que el %GD es significativamente menor para las muestras provenientes de langostino con respecto a la muestra comercial (89.27±0.79). Los resultados muestran que la influencia de la talla del langostino no es significativa para el %GD, sin embargo se obtuvo que las tallas grandes (M1A y M1B) están correlacionadas significativamente con el orden de las etapas del TTA. El tratamiento B la talla 2 (M2B) es

X

pH

ml

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en el que se obtiene el %GD mayor (82.02±3.30) no apreciando diferencias significativas con respecto a muestras obtenidas a partir de exoesqueletos.

Muestra

Tabla 1. Grado de desacetilación de quitosanos obtenidos

GD (%)

M1A 74.8±0.5 M1B 76.3±1.8 M2A 74.6±0.1 M2B 82.0±3.1

Control 89.2±0.7

Por otra parte, se observa un resultado adecuado en el grado de N-desacetilación, correlacionados con los porcentajes de grupos aminos libres determinados potenciométricamente. Los procedimientos usuales de desacetilación termoalcalina de la quitina permiten lograr productos desacetilados en un 75–85 % (Ferreira et al., 2009). Generalmente con más del 70% de grado de desacetilación constituye por lo tanto un criterio de la calidad del proceso de obtención de quitosano.

Los factores que afectan el grado del N-desacetilacion incluyen: concentración del álcali, tratamiento previo, tamaño de partícula, El grado de acetilación es probablemente el parámetro más importante de estos polisacáridos y determina grandemente sus características funcionales. Para obtener un producto soluble, este debe tener un grado de desacetilacion entre 80 y 85% o mayor (Tolaimate et al., 2000; Ferreira et al., 2009).

La caracterización del quitosano se muestra en la Tabla 2. los resultados de la determinación del porcentaje de proteína, lípidos cenizas y humedad. El resultado correspondiente al porcentaje de ceniza está influenciado por la presencia de impurezas de tipo mineral, como el calcio, contenido en sales de CaCO3 o incluso la presencia de contaminantes metálicos; los mismos están en concordancia con el alto contenido calcáreo característico del exoesqueleto de del langostino en comparación con otros crustáceos.

Muestra Tabla 2. Caracterización fisicoquímica de quitosanos extraídos

Grasa (%) Humedad (%) Cenizas (%) Proteína (%) M1A 0.6±0.1 18.5±0.1 48.3±0.7 14.4±0.0 M1B 1.7±0.9 29.2±0.0 55.7±1.3 8.0±0.3 M2A 1.2±0.6 28.6±0.5 54.3±1.5 7.3±0.1 M2B 1.9±1.0 9.0±0.0 46.6±0.1 17.7±0.2 Control 1.4±0.6 8.8±0.0 0.4±0.1 42.3±0.2

Los resultados mostrados en la Tabla 2, aun son insatisfactorios para el parámetro proteínas cuyo contenido límite es de 7-8% (Chatelet, et al., 2001). Para el parámetro de humedad se obtuvieron valores menores al 10%, indicativo de que durante la desacetilación

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termoalcalina la cantidad de grupos aminos libres en la cadena polimérica disminuyen, es de esperar una menor capacidad de absorción de agua en el quitosano, respecto a la quitina.

El %MI de las muestras provenientes de langostino es significativamente mayor con respecto al QC. El %MI en acido acético fue significativamente mayor para muestras provenientes del TTA B (M1B=22.48% y M2B=24.84%), para acido láctico resultaron valores similares para todas las muestras (10.11 a 12.54%).

Tabla 3. Muestra

Porcentaje de materia insoluble (%MI)

Acido acético Acido láctico M1A 8.56 10.11 M2A 12.16 10.88 M1B 22.48 12.54 M2B 24.84 16.60 Control 6.76 6.6

CONCLUSIONES

Se concluye que la talla de los especímenes no es significativa para los parámetros estudiados (%GD y %MI). Aun y cuando los valores obtenidos son significativamente diferentes con respecto al QC, existe gran potencial de su uso como aditivo alimentario. Futuros estudios centraran su atención en la conservación de alimentos como un método muy aplicable.

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CARACTERIZACION DE FIBRAS DE AGAVES PARA LA POSIBLE ELABORACIÓN DE BIOPLASTICOS

* aDe dios Naranjo, C., a Mora Escobedo, R., Alamilla Beltran, L., cFlores Morales, A. aEscuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto Politécnico Nacional. Prolongación Carpio S.N. Col.

Santo Thomas C.P. 11340. Delegación Miguel Hidalgo. c

*[email protected]. Instituto Tecnológico del Altiplano. Km 7.5 Carretera Federal San Martin-Tlaxcala.

RESUMEN: En el presente trabajo se presentan los resultados obtenidos del tratamiento de fibras de pencas de Agave atrovirens y Agave tequilana con el propósito de dar un uso alternativo de estos materiales lignocelulósicos. Los tratamientos consistieron en eliminar el material soluble en agua de las pencas a 5°C. por un período de 10 dias. El segundo tratamiento consistió en eliminar estos materiales pero acortando el tiempo el cual fue a 80°C por 30 min. El tercer tratamiento fue la deslignificación ácido/base con 1.2% de HCl en una relación de 15:1 (v/p). Después de obtener las fibras tratadas como se describió anteriormente se les determinó azúcares reductores totales, contenido de celulosa, lignina y calcio, así como Espectroscopía Infrarroja (IR), Difracción de Rayos X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB), esto con el propósito de encontrar un tratamiento adecuado para obtener fibra que pueda ser utilizada para la obtención de un empaque biodesintegrable. Los resultados obtenidos mostraron que el tratamiento con menor contenido de azúcares reductores totales, menor proporción de hemicelulosa y lignina fue el tratamiento con ácido clorhídrico, esto se vió reflejado en las mediciones de IR, DRX y MEB. Con los resultados obtenidos se puede concluir que el tratamiento de deslignificación fue el que mejor desdobló la estructura helicoidal de la fibra al reducir la lignina, pectinas y azúcares, pudiendo entonces ser el método más factible a utilizar para el uso de estas fibras en la obtención de empaques biodesintegrables. Palabras claves: Agave atrovirens, Agave tequilana, copolimerización y deslignificación. ABSTRACT: In this paper we are showing the results obtained of treatment of fibers of Agave atrovirens and Agave tequilana ; with the aim to give an use alternative of these lignocellulosic materials. The first treatment consisted of removing the water soluble matter of the leaves at 5 ° C. for a period of 10 days. The second treatment was to remove these materials but by short time which was at 80 ° C for 30 min. The third treatment was delignification with 1.2% HCl at a ratio of 15:1 (v / w). After obtaining the treated fibers as described above were determined total reducing sugars, cellulose content, lignin and calcium as well as infrared spectroscopy (IR), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). This with the purpose of finding an appropriate treatment in order to obtain fibers than can be used for obtaining a packaging biodesintegrable. The results showed that treatment with a lower content of total reducing sugar, the lower proportion of hemicellulose and lignin was the treatment with hydrochloric acid. This was reflected in the measurement of IR, XRD and SEM. With the results obtained it can be concluded that the delignification treatment was the best unfolded the helical structure of the fiber to reduce the lignin, pectin and sugars, may then be the most feasible method to use for the utilization of these fibers in obtaining biodesintegrables packaging. Key words: Agave atrovirens, Agave tequilana, copolymerization and delignification. ÁREA:


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INTRODUCCIÓN En la actualidad, los seres humanos hemos estado agotando las reservas de petróleo en diversas formas, como por ejemplo en la fabricación de plásticos que ha generado contaminación ambiental. Por lo cual, nace la necesidad de buscar nuevas fuentes para substituir estas reservas. Una forma lo son el uso de fuentes naturales renovables y biodegradables. Tal es el caso de las fibras naturales empleadas como compositos reforzados que han tenido una mayor demanda debido a sus propiedades mecánicas, ventajas de procesamiento, bajos costos y amplia abundancia de materia prima. Estas fibras se pueden extraer del tallo (e.g. jute, plátano, etc.), hojas (e.g. sisal, piña, etc.) y fibras de frutos (e.g. algodón, palma de aceite, etc.) (Kuruvilla, et al, 1999). Una característica importante de estas fibras utilizadas en la industria es su grado de polimerización, el cual difiere de cada tipo de fibra. Por esto, en las fibras, se encuentran los polisacáridos de celulosa, hemicelulosa y lignina. Las plantas de agave contienen estos tipos de fibras, tal es el caso del Agave tequilana y el A. atrovirens. El A. tequilana es una planta del cual se obtiene la bebida alcohólica denominada de origen “tequila”, dejando un 40% de su peso total en forma de desechos o bagazo, el cual al año es alrededor de 1.05 x 105

ton (Iñiguez Covarrubias et al., 2001). Estos desechos generalmente son utilizados en compostas, producción de papel o como parte de la alimentación animal (Idarraga et al., 1999, Iñiguez-Covarrubias et al., 2001). Por otra parte, del A. atrovirens, tradicionalmente se ha obtenido el pulque generando desechos orgánicos aunque en menor escala debido a su bajo aprovechamiento industrial. En la actualidad, se busca darle una alternativa de uso a este cultivo prehispánico, por lo cual, en el presente trabajo llevó a cabo estudios tanto fisicoquímicos y estructurales de las fibras obtenida de pencas de Agaves tequilana weber y Agave atrovirens para una posterior elaboración de películas biodesintegrables.

MATERIALES Y MÉTODOS Se obtuvieron pencas de A. tequilana weber y de A. atrovirens, las cuales fueron pesadas, lavadas y cortadas a 1 cm3

. Posteriormente, se secaron a 80°C/12 hr. en estufa de convección para caracterizar la materia prima mediante un análisis químico proximal (contenido de humedad, cenizas, extracto etéreo, proteína total por el método de Kjeldahl-Gunning-Arnold modificado y extracto libre de nitrógeno), de acuerdo a las técnicas reportadas por A.O.A.C. (1995).

Para la obtención de las fibras se probaron tres tratamientos, primero el sugerido por Singha y Rhana (2010) modificando el tiempo de extracción. El segundo tratamiento fue aplicando una temperatura de 80°C durante media hora con la finalidad de extraer compuestos solubles como calcio y azúcares, y finalmente, el tratamiento por deslignificación con HCl al 1.2%. El primer tratamiento constó de la extracción de material soluble durante 10 días de forma mecánica por triplicado el cual se inició con la muestra cruda de 1cm2

El segundo tratamiento constó de colocar las muestras secas de agave en agua a 80°C/30 min. según Meg y Jun (2006) en el cual se simula los efectos del cocinado en alimentos

de A. tequilana y A. atrovirens por separado. Se pesaron 1500 g de muestra colocándose proporcionalmente en 4 vasos de precipitado de 1 litro. Se le adicionó 500 ml de agua bidestilada y se dejó agitando, por 10 días en una cámara frigorífica. Se sacaron muestras periódicamente para realizar la cinética de eliminación del material soluble. Se sacaron la muestra inicial y final , se secaron a 80ºC por 12 horas en una estufa de convección (Precisión). Se molieron las muestras y se analizaron.

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asiáticos. Primeramente, se colocaron 30 g de muestra seca a 14% de humedad en agua a 80°C durante media hora. El tercer tratamiento constó de una deslignificación, , para lo cual se utilizó un método ácido-base y una presión en autoclave a 1.1 kg./cm2

. Para ello, se requirió eliminar la lignina del complejo lignocelulósico y depolimerizar este polímero para producir azúcares libres (Pérez et al 2001). Con la hidrólisis de la lignina se podrá obtener celulosa y hemicelulosa como lo resporta Hernández et al (2009). Posteriormente, estas muestras se sometieron a análisis fisicoquímicos de celulosa (norma TAPPI T 203 os-7) Lignina de Klason, rayos X en una unidad acoplada al microscopio electrónico de barrido, EDS (espectrómetro de energía dispersa con microoscopio electrónico de barrido marca JEOL modelo JSM-820). Se les determinó azúcares reductores totales por el método de Ting (1956), calcio por espectroscopia de absorción atómica (Pekín-Elmer modelo 4100) mediante la técnica de Halts-300 (1997) y difracción de rayos X en un difractometro (Bucke D8 advance).

Estas muestras se observaron al microscopio electrónico de barrido, con el propósito de ver los cambios estructurales al inicio y final de la extracción en los tres tratamientos. RESULTADOS Y DISCUSIÓN El contenido de proteína fue de 0.55 para el A. tequilana y 0.97 para el A. atrovirens. Iñiguez en el 2005 reportó valores similares para el A. tequilana . El extracto etéreo fue diferente para ambas muestras, teniendo el A. tequilana un contenido mayor. En el caso de cenizas también el A. tequilana mostró un mayor contenido siendo estadísticamente significativo con respecto al A. atrovirens. Montañez –Soto et al (2011) reportó valores similares en su estudio de extracción, caracterización y cuantificación de fructanos contenidos en la cabeza y pencas de A. tequilana. Con respecto al contenido de lignina y celulosa, El A. tequilana tuvo un mayor contenido de celulosa y un menor contenido de lignina con respecto al A. atrovirens (estadísticamente significativo p<0.05) Con estos resultados podremos encontrar el efecto que pueden tener la proporción de celulosa/lignina para la posible utilización de estas fibras en la obtención de un empaque biodesintegrable, ya que las fibras al natural no son útiles por si mismas hasta llevar a cabo una modificación estructural superficial de las fibras ya sea química o física para mejorar las propiedades de adhesión en una matriz de celulosa/plastificador.

Pretratamiento de las pencas de A. tequilana y A. atrovirens para su posterior copolimerización. El tratamiento de deslignificación ácido/base mostró disminuir en mayor proporción los azúcares reductores totales con respecto a los otros dos tratamientos, observándose que no existen diferencias significativas entre ambos tipos de fibras de agaves. siendo el A.atrovirens quien obtuvo 0.019 mg/g de muestra. Esto es muy probable que se deba a la acción del alcalí, ya que debilita los enlaces de lignina y favorece el rompimiento de los enlaces de hemicelulosa-celulosa, así como tambien se elimina grasa, cera y pectina.

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El tratamiento con mayor contenido de azúcares totales en la fibra fue el de 5°C/10 dias, ya que se obtuvieron 6.8 y 16.22 mg/g de muestra en A. tequilana y A. atrovirens, respectivamente no mostrando diferencias significativas entre ellos. El efecto físico del agua no es suficiente para separar los azucares contenidos en la fibra. Mientras que por efecto térmico, el tratamiento a 80°C/30 min, los valores obtenidos de azúcar reductores totales en la fibra, no mostraron diferencias significativas entre las dos fibras de agaves comparadas, quedando en 0.28 mg/g. en ambos casos. En cuanto al contenido de calcio en la fibra, el tratamiento con a 5°C/10 días, mostró poca extracción con diferencias significativas con respecto a los demás tratamientos, estando en 504.05 y 551. 20 mg/g de muestra en A. atrovirens y A. tequilana, respectivamente. Aquí el efecto físico, no fue suficiente, muy a diferencia del efecto térmico en el tratamiento a 80°C/30 minutos, los cuales no tuvieron diferencias significativas ambos tipos de agaves, quedando en 0.01 y 0.02 mg/g de calcio para el A. Atrovirens y el A. tequilana, respectivamente. El efecto térmico del oxalato y carbonato de calcio soluble permite que sea lixiviado y en consecuencia, se detecte menor proporción de calcio (Judprasog, et al, 2006). En el tratamiento de deslignificación acido-base, este mostró los valores más bajo o nulo de contenido de calcio en las fibras no teniendo diferencias significativas entre ellos y quedando en 0.0002 y 0 mg/g en el A, atrovirens y A. tequilana, respectivamente. En este tratamiento, fue una combinación de presión, ácido y álcali donde lixivio el carbonato de calcio. En cuanto al contenido de celulosa en el tratamiento a 5°C/10 días y el de 80°C/30 minutos, no mostraron tener diferencias significativas entre tipos de agave y tratamientos, ya que de 32.52 a 36.81% fue para el primer tratamiento y 12.33 a 15.49% de lignina en ambos tratamientos, ya que el agua no es capaz de romper los puentes de hidrógeno de la celulosa-lignina, ni de hidrolizar a la lignina. Sin embargo, El tratamiento de deslignificación ácido-base obtuvo contenidos de celulosa de 77.29 y 82.68% y contenido menores de lignina de 4.85 y 2.26% en A. atrovirens y A. tequilana (respectivamente), mostrando no tener diferencias significativas entre ellos. El ácido clohridrico permite romper los puentes de hidrogeno que unen a la lignina y a la hemicelulosa y el álcali es capaz de actuar a nivel de la lignina, permitiendo hidrolizarla. En la caracterización de los agaves bajo microoscopia de electrónica de barrido, se observó la estructura original de A. atrovirens y A.tequilana, encontrándose en un conjunto de fibras (celulosa, hemicelulosa, lignina y pectina) en paredes que comprenden el parénquima en empalizada constituido por fibras del esclerénquima agrupadas en forma de herradura, haces vasculares y fibras de floema (Gumeta, 2009). En el tratamiento a 5 °C/10 dias, se observó que al final de la extracción de materia soluble, las microfibras se separan formándose estructuras helicoidales que probablemente sea debido a la eliminación del material soluble como azúcares y pectina que permiten el acoplamiento en una sóla estructura (Msahli, 2007). En el tratamiento con temperatura de 80°C/30 min, en ambas fibras de tipos de agaves se observó una apertura en las cresta de la fibra, se presenta aún la estructura enlazada entre fibra. Mientras que la deslignificación ácido-base, en el Agave tequilana se logró observar que las microfibras tienden a desdoblarse de su forma helicoidal ya que originalmente se encuentra compactadas todas las fibras junto con las ceras y gomas (Vignon, et al 2004). Espectroscopia infrarroja de transformación de Fourier e Indice de Difracción de Rayos X.

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En el análisis de espectroscopia infrarroja bajo el espectro del A. tequilana, se observó una probable banda en la región 1732 cm-1 que corresponde al grupo de ester urónico y acetilo de las hemicelulosas de enlaces éster de grupos carboxílicos de los ácidos ferúlico o ρ -cumárico de lignina, esto es reportado en microfibrillas de de paredes celulares del raquis de plátano en la elaboración de nanocompositos reforzados con celulosa (Restrepo et al, 2007). También se observó una banda de absorción 3301.69 cm-1 que corresponde al alargamiento de O-H de los grupos hidroxilos, una banda asignable a la elongación del enlace C=H a 2923 cm-1. La banda de 1022.94 cm-1 es característica de los grupos funcionales éteres (C-O), ya que este aparece en la banda de 1200 y 1000 cm-1

. En cuanto a la difracción de rayos X (Ver grafica 1), la celulosa microcristalina dio picos de 22.55° y 16.15° con intensidades lineales de 770 y 226, respectivamente. La fibra que dio mayor intensidad lineal en los pretratamientos con agave atrovirens fue la del pretratamiento de 5°C/10 dias con dos picos de 15.6 y 21.9° ϴ con una intensidad lineal de 161 y 290, respectivamente. Seguido de este, el pretratamiento de deslignificación a 15% de HCl tuvo dos picos a 12.9 y 22.4° ϴ con una intensidad lineal de 161 y 461, respectivamente. Finalmente, el de menor intensidad lineal fue el pretratamiento a 80°C/30 minutos. Este tuvo dos picos a 14.9 y 21.9° ϴ con una intensidad lineal de 149 y 250, respectivamente. Mientras que en las fibras de A. tequilana, la que dio mayor intensidad lineal en los pretratamientos fue el de 5°C/10 dias con dos picos de 16.1 y 21.95° ϴ a una intensidad lineal de 219 y 371, respectivamente. Seguido de este, el pretratamiento de 80°C/30 min, tuvo dos picos a 14.9 y 21.35° ϴ con una intensidad lineal de 282 y 243, respectivamente. Finalmente, el pretratamiento con un deslignificado de 15% de HCl obtuvo dos picos a 14.95 y 24.15° ϴ con una intensidad lineal de 199 y 268, respectivamente. En cuanto al indice de cristalinidad, tiene la finalidad de dar la medición cuantitativa de la orientación de los cristales de celulosa en las fibras con respecto a eje de las fibras, de esta forma, el pretratamiento que obtuvo un mayor indice de cristalinidad cercana a la celulosa microcristalina fue el de 80°C/30 min. en fibras del Agave atrovirens con un valor de 60.48.

Grafica 1. Espectros de Difracción de Rayos X en tratamientos con A. tequilana y A. atrovirens.

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900Espectro de Difraccion de Rayos X en tratamientos con Agave tequilana.

Cont

eo lin

eal

Escala 2 Theta

celulosa microcristalina 5°C/10 dيas 80°C/30 min. Deslignificado a 1.2% HCl

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

celu

losa

micr

ocris

talin

a

Intensidad relativa

celulosa microcristalina 5°C/10 dias 80°C/30 min Deslignificado 1.2% HCl

Espectro de Difracción de Rayos X en tratamientos con A. atrovirens

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CONCLUSIÓN Se observó que el pretratamiento de deslignificación elimina la fibra de hemicelulosa y reduce el contenido de lignina, facilitando a las microfibras desdoblarse para que posteriormente se pueda copolimerizar. De esta forma, la estructura y contenido de la fibra nativa se ve transformada para ser utilizada en otro proceso. La deslignificación no solo es la purificación parcial de la celulosa de la fibra de agave, sino también el producto eliminado permite ser aprovechado para la la recuperación de los fructooligosacáridos y azúcares, El A. tequilana y el A. atrovirens presentan diferentes rendimientos en cuanto a contenido de celulosa. El proceso de deslignificación para el A. tequilana fue más efectivo ya que se logró obtener un menor contenido de lignina. REFERENCIAS A.O.A.C. 1995. Official Method of Analysis. 14ava Ed., Association of Official Analytical

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http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008621503005020�

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0008621503005020�


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ELABORACIÓN DE CERVEZAS ARTESANALES EMPLEANDO YUCA,

CASSAVA O MANDIOCA (Manihot esculenta)Y MIEL DE MAGUEY ( Agave americana L.)

Reyo Herrera, A.*(a), Manriquez,M(b)., Farrés GS. A.(b), Cruz, T. R.F.(c), Santillan, L. (c)

Facultad de Química UNAM. Departamento de Alimentos y Biotecnología Cd. Universitaria

México D.F. Coyoacán CP 04510 [email protected]

RESUMEN: Con el propósito de generar nuevas alternativas para el aprovechamiento de productos endemicos que regularmente se consumen de forma directa, en el presente proyecto se elaboraron cervezas artesanales con características “orgánicas” o especiales empleando como adjunto la yuca (cassava o mandioca) Manihot esculenta y formulaciones de miel de maguey (Agave americana L.) en una segunda fermentación. Se encontró que la concentración de etanol no aumenta significativamente si modifica la cantidad de harina de yuca utilizada como adjunto pero si esperamos que la concentración de potasio se vea incrementada en las diferentes formulaciones. Por otro lado, en los productos elaborados con miel de maguey existe un aumento en el porcentaje de etanol cuando se modifica su composición en una segunda fermentación así como la concentración de fibra dietética. Por lo tanto, se presenta al consumidor productos con mayor grado alcoholico y cualidades sensoriales y nutrimentales novedosas. Cabe destacar que hasta el momento no se cuenta con registros sobre la producción de éste tipo de cervezas que reunan las características mencionadas. ABSTRACT: In order togenerate new alternativesfor the use ofproductsthat are regularlyconsumedendemicdirectly,in thisprojectwere developedwithfeaturescraft beers"organic" or specialdeputyemployed yuca,(cassavaormanioc) Manihotesculenta as no- malt source extractable carbohydrate ( adjunct) and formulationshoneyofmaguey(Agaveamericana L.) in a second fermentation. Found thatthe ethanol concentrationis not significantly increasedby modifyingthe amount ofyuca flourused asadjunct. However, the concentration ofpotassiumis increasedinthe different formulations.On the other handthere is an increasein the percentage ofethanolwhen modifiedhoney of magueyconcentrationina second fermentationwell asdietary fiber. Sothe consumeris presentedwith a greater degreealcoholicproductsandinnovativenutritionaland sensory qualities. Note thatso farthere are norecords onthe productionof this type ofbeerthat meetthe above characteristics

.

Palabras clave:

Cerveza artesanal, yuca, miel de maguey.

ÁREA:


INTRODUCCIÓN Bebidas alcohólicasLa historia de la humanidad está ligada íntimamente a la producción de bebidas alcohólicas. Los humanos supieron fermentar caldos que contenían carbohidratos e incluso aprendió a destilar el alcohol para aumentar su concentración en las bebidas. Es probable que las primeras bebidas se elaboraran a partir de sustratos azucaradoscomo los jugos de frutas ya

.

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que solo se requiere que entren en contacto el jugo con la levadura silvestre de la propia fruta. (García et al., 2004) De los últimos datos reportados se señala que en nuestro país la producción de bebidas es 49 millones de hectolitros/año, lo que supone el 2.6% del PIB y generó unos 30,000 empleos directos. El consumo de bebidas alcohólicas se dirige al mercado interno, mientras que el resto se importa. Existe una claro predominio de la cerveza con el 95.3% del mercado, seguida por los destilados (4.45%) y los vinos (0.25%). Entre los destilados destacan el tequila, el ron y el brandy con el 80% del sector aproximadamente. Cabe destacar que la demanda de bebidas alcohólicas se concentra en el segmento de población comprendida entre los 18-34 años y debido a que alrededor del 50% de la población es menor de 24 años, se genera un gran potencial de mercado para el diseño de nuevas bebidas. (González, 2012). Cerveza artesanal La cerveza es una bebida alcohólica, no destilada, carbonatada, saborizada y aromatizada con lúpulo y elaborada principalmente con malta y de otras fuentes de carbohidratos conocidos como adjuntos. En años recientes la cerveza artesanal ha teniendo un enorme éxito en la gran mayoría de los países, en un principio los europeos, pero se ha masificado su consumo de manera trascendental en Estados Unidos y Latinoamérica. Hoy en día, se pueden fabricar un sinfín de variedades de cervezas artesanales, esto hace que los productos obtenidos sean una excelente alternativa, tanto para los bebedores habituales, como para quienes quieren probar nuevos sabores y estilos con cualidades nutrimentales novedosas.(González 2012) De acuerdo a la Brewing Association (BA) de Estados Unidos, el número de cervecerías que estaban operando a principios de los años 80 no era mayor de 90. Esta cantidad se incremento y diversificó notablemente de tal manera que para éste año se reporta un número superior a las 2,400 agrupadas de la siguiente manera: cervecerías artesanales que incluyen las brewpubs (1 124); microcervecerías (1 139); cervecerías artesanales regionales (97); cervecería industriales no artesanales (23) y otras 23 cervecerías no artesanales. (7) En nuestro país el sector también ha crecido de manera muy dinámica. La Asociación Cervecera de la Republica Mexicana confirma la tendencia al consumo de cerveza de especialidad – producto premium de sello gourmet- el cual crece a más del 50% anual desde hace casi 10 años. Sin embargo, las cervezas de especialidad todavía representan una minúscula porción del mercado local no mayor al 0.001% es decir, un litro por cada 20 000 litros que se fabrican en el país donde existe un mercado de 63 millones de consumidores. (Entrepreneur, 2013) La Yuca. Origen y distribución geográfica. Los cultivos de tubérculos se encuentran ampliamente distribuidos en el mundo, de los cuales cinco especies proporcionan casi un 99% del total estas son; papa (46%), yuca (28%), camote (18%) y ñame (6%) La yuca es originaria de la América Tropical, posiblemente del noreste de Brasil, donde se cultiva hace más de 2,500 años. Actualmente se cultiva en la mayoría de los países tropicales y subtropicales incluyendo países como Brasil, Congo, Nigeria, Tailandia, Indonesia, India, Australia y Vietnam. (Miranda,2008)

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La yuca es una planta cuya raíz provee alimento y sostén a más de 600 millones de personas en el mundo. Esta planta tolera sequías estacionales, suelos pobres y tiene la cualidad de recuperarse después que los tallos y hojas han sido afectadas por plagas y enfermedades. La yuca es un cultivo perenne con alta productividad con raíces que se utilizan como fuente de carbohidratos y follajes. Las características de este cultivo permiten su total utilización incluso sus hojas se secan para producir cierto tipo de condimentos con adecuadas propiedades nutrimentales. Tabla 1.

Valor energético(Kcal) 132.0 Agua(%) 65.2 Proteína(%) 1.0 Grasa (%) 0.4 Carbohidratos totales(%) 32.8 Fibra (%) 1.0 Cenizas (%) 0.6 Calcio (mg) 40.0

Fósforo (mg) 34.0 Hierro (mg) 1.4 Potasio(mg) 27.0 Tiamina (mg) 0.05 Riboflavina (mg) 0.04 Niacina (mg) 0.60 Ácido ascórbico (mg) 19.00 Porción no comestible (%) 32.00

Tabla 1. Valor nutrimental de la yuca base húmeda El agave y sus usos. Aunque la planta del agave es de origen mexicano, en la actualidad su cultivo se ha ampliado abarcando desde el sur de Estados Unidos hasta el norte de Venezuela y Colombia.El agave ha sido utilizada principalmente para preparar una de las bebidas más famosas a nivel internacional: el tequila. En la actualidad la miel que se produce esta planta es muy usada por su alto contenido de carbohidratos 60% (fructosa, sacarosa y glucosa) y porquepresenta un índice glicémico de 11 lo cual implica que no requiere insulina para ser digerida. El nivel fructo-oligosacáridos (5% reportado como inulina) permite además mejorar la digestión y estimular el crecimiento de la flora intestinal por lo que se puede considerar como prebiótico. No existen datos estadísticos de su producción o consumo sin embargo, diversas empresas lo comercializan envasado para consumirse de forma directa como edulcorante. (Robertfroid et al.,1998) MATERIALES Y MÉTODOS Producción de cerveza utilizando harina de yuca como adjunto. Selección materia prima.Para utilizar la yuca como adjunto se lava la materia prima con agua y jabón para eliminar tierra o basura qué pudiera afectar la calidad de la harina procesada.Una vez limpia se pela y se corta retirando la corteza externa. Posteriormente cortada la yuca es secadacon aire caliente en horno por 10 horas a 55 °C. Proteólisis. Las diferentes mezclas de malta base y harina de yuca se depositan en un recipiente con agua a pH=6 ajustado con ácido fosfórico y son sometidas a un proceso de hidrólisis a 50º C durante 30 minutos. Sacarificación simple. Cumplido el tiempo, se incrementa la temperatura hasta alcanzar los 70º C permitiendo que actúen las amilasas. El tiempo de sacarificación dependerá de que la prueba de sol.yodo/ almidón sea negativa. Incorporación del lúpulo. Eliminadas por filtración las cascarillas, el lúpulo es agregado al mosto dulce para aromatizarlo e incorporarle el sabor característico. Esto se logra mediante la extracción de los alfa ácidos (humulona y lupulona) a temperatura de ebullición durante 30 minutos.

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Primera fermentación. El mosto aromatizado se enfría hasta llegar a 17º C que es la temperatura de fermentación de levadura Saccharomyces cerevisiae (fermentación alta). El progreso de la fermentación se sigue midiendo los sólidos solubles y los azúcares reductores. Maduración. La maduración de la cerveza se consigue durante 15 días e incorporando CO2 a presión y disminuyendo la temperatura hasta -2.0o

C para que el gas se solubilice en el líquido. (Lewis & Young, 2004)

Producción de cerveza utilizando miel de maguey. Las etapas que se siguen para la elaboración de cerveza utilizando miel de maguey son en esencia las mismas para la fabricada con yuca excepto en lo siguiente: La cerveza no tiene adjuntos por lo que se elabora con 100 % de malta. La miel de maguey se incorpora en una segunda fermentación en diferentes concentraciones. Análisis fisicoquímico. La determinación de sólidos solubles se realizó con refractómetro Atago™ Hand Refractometer N-1E Brix 0-32%. El análisis de azúcares reductores por la reacción con el ácido 3,5 dinitorsalicílico (Lorenz, 1959). La concentración de etanol se determino mediante Cromatografía de Gases bajo las siguientes condiciones: Columna Omegawax 250 de 30m x 0.25 mm x 0.25 µm; T inyector 120oC; T detector 250oC; T horno 100oC; Flujo N2 7.5 mL/min; aire 40 psi; Hidrógeno 30 psi. La inulina se cuantificó mediante la técnica de turbidimetría utilizando un espectrofotómetro TermoScientific Genesys 10S UV-Vis a 600 nm. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A continuación se presentan una serie de gráficos y tablas donde se muestran los resultados y avances del proyecto. Tomando como base la producción de cerveza 100% de malta (Figura 1) se realizaron una serie de experimentos en donde se modifico por un lado la concentración de harina de yuca y la concentración de miel de maguey en una segunda fermentación.

Figura 1. Análisis fisicoquímico de cerveza base.

De acuerdo a la tabla 2 la tendencia en la desaparición de sólidos solubles sigue una misma tendencia que la formula base, por lo que se puede apreciar estadísticamente que no existe una diferencia significativa.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13

0 20 40 60 80

Porc

enta

je (g

/100

g)

tiempo (h)

%SST % Reductores % Alcohol

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Días de fermentación

100% malta

90%malta 10%yuca

80%malta 20%yuca

70% malta 30% yuca

60% malta 40% yuca

0 12.5 14 13 14 17 1 11 12 12 13 16 2 7 10 11 12 14 4 6.8 8 10 11 11 Tabla 2. Consumo de sólidos solubles fermentable de las diferentes formulaciones

Si se toma en consideración la concentración de etanol de la fórmula base (3.9 %) con los niveles de las diferentes fórmulas, tampoco existe una diferencia significativa. Lo que si se aprecia en el momento de la elaboración es un cambio en la viscosidad del mosto obtenido. Es por ello que las diferencias se deban por efectos de solubilidad y transferencia de masa aunque la formulación del 30% de harina de yuca se incremento figura 2

Figura 2. Producción de etanol de las diferentes formulaciones.

Por otro lado existe una clara tendencia a incrementarse la concentración de etanol cuando se incorporan diferentes concentraciones de miel de maguey mediante una segunda fermentación a la fórmula base de igual forma que la concentración medible de inulina como se puede apreciar en la tabla 3

[miel de agave en cerveza] m/v [g inulina /100 mL cerveza] [EtOH] (%) 0 % 0.0000 4.3 1 % 0.0450 5.3

2.5 % 0.1125 6.3 5 % 0.2250 8.1

7.5 % 0.3375 8.6 10 % 0.4500 10.6

Tabla 3. Aumento en la producción de etanol e inulina en las formulaciones. CONCLUSIONES. Uno de los aspectos más importantes de la elaboración de estos productos se refiere a su carácter multidisciplinario pues no solo se han involucrado en el proyecto alumnos del área

3.5 3.7 3.9 4.1 4.3 4.5 4.7 4.9 5.1 5.3

Porc

enta

je d

e et

anol

10 % de yuca

20% de yuca

30% de yuca

40% de yuca

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de Química de Alimentos sino también de Ingeniería Química y Químico Farmacéutico Biólogo. Mediante la elaboración de los lotes de cerveza se ha hecho hincapié en los fundamentos y metodologías relacionados con la transferencia de masa y energía, así como de los controles fisicoquímicos de materias primas y productos intermedio y terminado. De igual forma, ha sido factible poner en práctica las técnicas, habilidades y conocimientos adquiridos en cursos anteriores como: biotecnología,bioquímica,microbiología,análisis sensorial y química y análisis de alimentos. Consideramos también que implementar una alternativa o aplicación de las materias primas que regularmente se consumen de manera directa en la producción de cerveza, traerá consigo beneficios en diferentes ámbitos como científico, tecnológico, industrial, económico, social y ambiental. REFERENCIAS. Brewersassociation 2013. Estadisticas de cerveza. (online). Disponible en HYPERLINK http://www.brewersassociation.org/pages/business-tools/craft-brewing-statistics/number-of breweries Entrepreneur. Febrero 2013. Lecciones para dar pelea a los gigantes del mercado. 58-61 García G.,M.Quintero R.R. y López-Munguía C. A.( 2004) Biotecnología Alimentaria .Ed. Limusa

México D.F. (13-25) González P.P. 2012. Proceso para la obtención de una bebida alcohólica utilizando camote

(Ipomaea batatas (L). Tesis de Licenciatura Facultad de Química UNAM Lewis ,L &. Young.T. 2001 Brewing.Aspen Publishers USA (160-170) Lorenz M.,G. 1959.Use of Dinitro saIicyIic Acid Reagent for Determination of Reducing

Sugar.Analytical Chemestry 426-428 Vol. 31, No. 3 Miranda, A. 2008. Caracterización parcial de nuevos almidones obtenidos del tubérculo de camote

del cerro(Dioscopea spp) Rev Iber. Tecnología Postcosecha 9(1) 81-88 NMX-FF-110-SCFI-2008 Robertfroid M. Van Loo J, Gibson G. 1998. The bifidogenic nature of chicory inulina and its

hydrolisis products. J. Nutr. 128:11-19

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http://www.brewersassociation.org/pages/business-tools/craft-brewing-statistics/number-of�


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ALTERNATIVA DE USO DEL AGUAMIEL: BEBIDA ADICIONADA CON

PROBIÓTICOS

Aparicio L. Eloisa a, Pérez A. Beatriz b

*

a Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla. Departamento de Ciencias Biológicas. 21 sur 1103, Colonia Santiago. Puebla, Puebla, México

b

*Tel (222) 2 29 94 00 Ext. 7971. E-mail: [email protected]

Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla. Centro Interdisciplinario de Posgrado, Investigación y Consultoría 21 sur 1103, Colonia Santiago. Edificio “L”. Laboratorios de

medicina UPAEP 11 poniente # 2316. Puebla, Puebla, México.

RESUMEN: El aguamiel es el jarabe o miel proveniente del agave pulquero. Una de las principales comunidades productoras de aguamiel en México está ubicada en el Municipio de Nanacamilpa de Mariano Arista en el estado de Tlaxcala. La venta del pulque no ha sido favorable para esta comunidad por lo que el objetivo del presente trabajo fue presentar una solución para diversificar el uso de este recurso por medio del desarrollo de una bebida artesanal elaborada a base de aguamiel adicionada con probióticos. La pasteurización del aguamiel presentó buen control de calidad. Los probióticos de Yakult mostraron una reproducción acelerada bajo anaerobiosis y una buena capacidad fermentativa en el aguamiel. El producto fermentado presentó un pH de 4.83 y 10.8 °Bx, después se ajustó el pH a 3.6 y 17 °Bx. En la evaluación sensorial el producto no mostró diferencias significativas con respecto a Bonafina y Frutsi en los atributos olor y apariencia, mientras que en sabor si presentó diferencia significativa respecto a estas dos muestras.

El aguamiel es naturalmente rico en nutrientes y al adicionar un probiótico aumentará su valor alimenticio, por lo que mejorará la calidad de vida de la comunidad productora de aguamiel tanto económica como nutricionalmente.

ABSTRACT: Mead is honey syrup from agave. A major mead-producing community in Mexico is located in Nanacamilpa de Mariano Arista in the state of Tlaxcala. The sale of meal has not been favorable for this community, so the aim of this study was present a solution to diversify the use of this resource through the development of a beverage made of mead fortified with probiotics. Pasteurization of mead presented good quality control. Yakult probiotics showed accelerated playback under anaerobic conditions and good fermentative capacity. The fermented product showed a pH of 4.83 and 10.8 ° Bx, and after were necessary adjusted to pH 3.6 and 17 ° Bx. The sensory evaluation showed no significant differences regarding Bonafina and Frutsi in odor and appearance attributes, while meal’s flavor presented significant difference regarding the other samples. Mead is naturally rich in nutrients and if it is added a probiotic to increase its nutritional value, thereby improving the quality of life of the community. Palabras clave: Aguamiel, bacterias lácticas, bebida probiótica. ÁREA:


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INTRODUCCIÓN

Los agaves se encuentran entre las plantas más representativas de las zonas áridas y semiáridas de México, debido a su abundancia tienen gran importancia cultural y económica ya que se han utilizado como fuente de alimento, bebida, entre otros. Uno de los agaves que predomina es el agave pulquero. El aguamiel es el jarabe o miel proveniente del agave pulquero, es rico en vitaminas, proteínas y minerales como hierro y fósforo, estimula el crecimiento de la flora intestinal por lo que mejora el funcionamiento del sistema digestivo y la metabolización de toxinas en el organismo.

Una de las principales comunidades productoras de aguamiel está ubicada en el Municipio de Nanacamilpa de Mariano Arista en el estado de Tlaxcala, donde la mayoría del aguamiel se destina a la producción de pulque. La venta del pulque no ha sido favorable para esta comunidad, además no cuentan con una formación adecuada sobre el manejo de recursos para su autoconsumo o venta.

El objetivo del presente trabajo es presentar una solución para diversificar el uso de este recurso por medio del desarrollo de una bebida artesanal hecha a base de aguamiel adicionada con probióticos, mientras que los objetivos particulares son cuantificar la microflora nativa del aguamiel bajo diferentes condiciones de proceso, caracterizar la bebida desarrollada a través de la determinación de pH y grados Brix presentes en el aguamiel, igualar las características de la bebida de aguamiel con probióticos a la bebida comercial Yakult, realizar conteo de bacterias viables y evaluar la aceptación de la bebida por medio de evaluación sensorial con marcas comerciales ya posicionadas en el mercado.

Este producto mejorará las condiciones económicas y de alimentación debido a que naturalmente el aguamiel tiene propiedades benéficas y al adicionar un probiótico su valor nutrimental aumentará, lo cual contribuirá a la salud de la comunidad.

MATERIALES Y MÉTODOS Proceso de elaboración de la bebida probiótica

El aguamiel se obtuvo de la comunidad productora de aguamiel ubicada en el Municipio de Nanacamilpa de Mariano Arista en el estado de Tlaxcala. El aguamiel se sometió a tratamiento térmico a 60°C por 30 minutos en una olla de acero inoxidable, después fue envasado en frascos de vidrio previamente esterilizados con agua desionizada hirviendo, después de su envasado se mantuvieron en refrigeración para su mejor conservación. Se midió el pH y los grados brix del aguamiel antes y después de ser pasteurizado.

Al mismo tiempo se realizó el aislamiento de bacterias probióticas empleando Yakult, Chamyto y leche materna en agar MRS con 200 µL de cada muestra, se incubaron en anaerobiosis por 48 horas a 37 °C. De los probióticos obtenidos, se hizo resiembra para su aislamiento y purificación.

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Se realizó un inoculo semilla, constituido por 50 mL de caldo nutritivo MRS y dos azadas la cepa de Yakult (Lactobacillus casei)

, se eligió esta cepa debido a que es la más conocida comercialmente.

Se determinó la cinética de crecimiento de la cepa de Yakult bajo condiciones anaerobias, para agregar un inóculo con un D.O. de 0.8 a 1 al aguamiel. S

e prepararon 48 tubos de ensayo con medio MRS, los tubos fueron inoculados con 100 µL del inóculo semilla, posteriormente de 48 horas de crecimiento, se comenzaron a analizar las muestras con un espectrofotómetro en 14 horas distintas, con una absorbancia de 60 nm y tomando como blanco medio MRS sin ningún inóculo.

Caracterización microbiológica

Se realizó la inoculación de tres medios diferentes (PDA para hongos, MRS para probióticos y AST para bacterias), para observar si el aguamiel presentaba microorganismos bajo tres condiciones diferentes: aguamiel pasteurizada con pH de 4.20, aguamiel pasteurizada con pH de 3.5 y aguamiel sin pasteurizar con pH de 3.5. Las diluciones correspondientes se realizaron en base a la Norma Oficial Mexicana NOM-110-SSA1-1994.

Después de la inoculación se mantuvieron a diferentes condiciones según el medio, las cajas con PDA se mantuvieron a temperatura ambiente durante 5 días, las cajas con AST se incubaron a 37 °C durante 48 horas y las cajas con medio MRS se mantuvieron en anaerobiosis a 37 °C durante 48 horas. Posteriormente se realizó el conteo de placas.

Evaluaciones sensoriales

Posterior a su pasteurización, a muestras de 30 mL de aguamiel se le adicionaron diferentes concentraciones del inóculo semilla con cepa de Yakult. Las concentraciones empleadas fueron 0.5, 0.25 y 0.1%.

Cada concentración se realizó por triplicado y posterior a 48 horas en anaerobiosis a 37 °C, se analizaron las muestras donde la variable respuesta fue la evaluación sensorial. De cada muestra ya fermentada, se midió el pH y los grados Brix. Posteriormente se agregó ácido cítrico y azúcar para ajustar el pH y los grados Brix a los correspondientes a Yakult.

Se hicieron las pruebas sensoriales de cada concentración. De la concentración que presentó mejores características sensoriales, se hicieron réplicas y se le adicionaron diferentes sabores en polvo, los cuales fueron: uva, limón y naranja. De cada sabor se hicieron 4 réplicas.

Ya determinado el mejor sabor, se aplicó una evaluación sensorial a 50 jueces no entrenados elegidos al azar. La prueba se realizó en silencio y con 3 muestras codificadas, las cuales pertenecían a: Bonafina, Frutsi de naranja y el aguamiel preparado con

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saborizante en polvo de naranja. Para determinar la aceptación de la bebida, se analizaron los resultados de la prueba sensorial con el software Minitab16. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Proceso de elaboración de la bebida probiótica El aguamiel antes de ser pasteurizada presentó un pH de 6.7 y 13.8 °Bx, mientras que después del tratamiento térmico presentó un pH de 7.54 y los grados Brix se mantuvieron constantes. La cinética de crecimiento (Fig. 1) muestra un crecimiento acelerado de Lactobacillus casei, el cual presenta una fase exponencial de 14 horas.

Figura 1. Cinética de crecimiento de cepa de Yakult en medio MRS bajo condiciones de anaerobiosis

Caracterización microbiológica En la Tabla 1 se muestran las caracterizaciones microbiológicas de levaduras, bacterias probióticas y hongos bajo diferentes condiciones del aguamiel, las cuales son pruebas de control de calidad del producto.

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Tabla1. Resultados del conteo de unidades formadoras de colonia

pH AST

bacterias totales (ufc/ml)

MRS Probióticos

(ufc/ml)

PDA Hongos

Aguamiel pasteurizada

3.5 <10 <10 0

4.2 <10 <10 0

Aguamiel sin pasteurizar (Control)

3.5 <10 <10 0

El control de calidad mostró óptimos resultados según la Norma Oficial Mexicana NOM-092-SSA1-1994 debido a que se obtuvieron menos de 10 unidades formadoras de colonia por mililitro y no hubo presencia de hongos. Evaluaciones sensoriales El aguamiel fermentada mostró características sensoriales óptimas, con sabor azucarado y acidulado. El producto fermentado presentó un pH de 4.83 y 10.8 °Bx, los cuales posteriormente fueron ajustados a un pH de 3.6 y 17 °Bx. En el análisis de datos de la evaluación sensorial (Tabla 2) las tres muestras no presentaron diferencias significativas en cuando al olor, mientras que en apariencia, Bonafina presenta diferencia significativa respecto a Frutsi y a la bebida de aguamiel y en cuanto al sabor, la bebida artesanal presenta diferencias significativas con respecto a las otras muestras.

Tabla 2. Análisis de datos de la evaluación sensorial (α=0.05)

Media (n=54) Atributos

sensoriales UPAEP Bonafina Frutsi P

Olor 3.4815 a 3.5000 a 3.4444 a 0.943 Apariencia 3.6667 a 3.4630 b 3.6852 a 0.437 Sabor 3.5556 b 3.7778 a 3.7222 a 0.379

*Letras iguales no presentan diferencia significativa. Prueba de Tukey. Minitab 16

CONCLUSIONES El aguamiel es naturalmente rico en nutrientes y al adicionar un probiótico aumentará su valor alimenticio. Los probióticos de Yakult mostraron una reproducción acelerada bajo anaerobiosis y una buena capacidad fermentativa en el aguamiel. El producto fermentado presenta buen control de calidad microbiológico, lo cual indica puede salir a la venta. En el análisis de datos se concluye que se requiere mejorar el sabor de la bebida artesanal,

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mientras que en los atributos de olor y apariencia fue igualmente aceptada que Bonafina y Frutsi. El desarrollo de este proyecto mejorará la calidad de vida de la comunidad debido a que proporcionará un producto apto para su autoconsumo y venta, con lo cual la comunidad será beneficiada nutricionalmente y además propiciará la venta de este recurso. REFERENCIAS Kipping, D. (12-13 de Noviembre de 2010). Estudio integral del maguey (Agave salmiana):

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Silos Espino, H., Tovar Robles, C. L., González Cortés, N., Méndez Gallegos, S., & Rossel

200


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CAPACIDAD ANTIOXIDANTE Y CONTENIDO TOTAL DE POLIFENOLES EN

EXTRACTOS DE FRIJOL NEGRO JAMAPA (Phaseolus vulgaris L.) ENCAPSULADOS POR METODO DE GELACION IONICA

López Medellín K. a, Báez-González J.G.a, Torres-Alvarez Ca, Guzmán Díaz D.A.a, Núñez-

González Ma.Aa, Vilcanqui-Pérez F b, García-Díaz C.L.

a

a Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Alimentos, Av. Universidad s/n, Col. Cd. Universitaria, C.P. 66451, San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México. b

Universidad Nacional Micaela Bastidas de Apurimac, Facultad de Ingeniería Agroindustrial, Avenida Arenas Nº 121, Apurimac - Perú (no tenemos dirección postal)

RESUMEN: Los compuestos polifenólicos son los compuestos bioactivos antioxidantes más abundantes en la dieta. Entre ellos se encuentran los polifenoles del frijol negro (Phaseolus vulgaris L.) que se ven afectados por diversos factores como: luz, oxígeno, temperatura, entre otros. En esta investigación se realizaron extracciones con metanol y agua en diferentes relaciones 1:20 MeOH, 1:50 MeOH, 1:100 MeOH y 1:50 H2O. Se determinó la capacidad antioxidante y contenido total de polifenoles. El extracto 1:50 H2

O mostró mayor rendimiento (0.3448) en comparación con el extracto 1:20 MeOH; sin embargo, éste mostró mayor capacidad antioxidante y mayor contenido total de polifenoles. Se encapsuló el extracto1:20 MeOH, utilizándose el método de gelación iónica y se determinó el porcentaje de atrapamiento de radicales DPPH siendo F4 el que resultó con un mayor porcentaje de atrapamiento y F8 un mayor porcentaje de encapsulación.

ABSTRACT: Polyphenolic compounds are bioactive compounds abundant antioxidants in the diet. Among them are the polyphenols in black bean (Phaseolus vulgaris L.) are affected by various factors such as light, oxygen, temperature, among others. In this research extractions were performed with methanol and water in different ratios 1:20 MeOH, 1:50 MeOH, 1:100 MeOH and 1:50 H2O. Antioxidant capacity was determined and the total polyphenol content. 1:50 H2O extract showed higher yield (0.3448) compared with 1:20 MeOH extract, however, it showed a higher antioxidant capacity and higher total polyphenol content. The 1:20 MeOH extract was encapsulated using the method of ionic gelation and determined the percentage of DPPH radical trapping the F4 being turned with a higher percentage of entrapment and F8 higher percentage encapsulation

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PALABRAS CLAVE: Antioxidante, Frijol Negro Jamapa (Phaseolus vulgaris L.), Gelación iónica. ÁREA: Desarrollo de nuevos productos. INTRODUCCIÓN Existe un interés creciente en el uso y la medición de la capacidad antioxidante en la industria alimentaria y farmacéutica. Los antioxidantes de la dieta, tienen un papel protector frente al estrés oxidativo y han sido propuestos como potenciales agentes preventivos y terapéuticos frente al daño hepático (Granado, 2010). Los polifenoles son considerados antioxidantes biológicos que tienen como función la prevención de procesos degenerativos

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que conducen a enfermedades cancerígenas, circulatorias, neurológicas, cardio y cerebrovasculares. Los compuestos fenólicos se encuentran en una gran variedad de plantas comestibles y en semillas como las de leguminosas (Collado, 2011). Las legumbres son una fuente significativa de macro y micronutrientes, han desempeñado un papel importante en la dieta tradicional de gran cantidad de regiones a nivel mundial. El frijol común (Phaseolus vulgaris L.), es una de las leguminosas más importantes para la humanidad. El color de la testa del frijol se atribuye a la presencia y la cantidad de polifenoles tales como glicósidos de flavonoles, taninos condensados, y antocianinas, y su función es la de proteger la semilla contra los patógenos (Espinosa-Alonso et al., 2006). Las antocianinas son compuestos fenólicos que se encuentran en la testa del frijol negro, y dichos compuestos presentan inconvenientes relacionados a su estabilidad, ya que en solución ellas son afectadas por la luz, cambios en pH, temperatura, oxidación, presencia de otros flavonoles y metales (Harborne y Grayer, 1988). La técnica de microencapsulación, es una herramienta eficaz al incrementar la estabilidad de productos bajo condiciones ambientales adversas. La selección de diferentes tipos de materiales encapsulantes depende de las propiedades funcionales de las microcápsulas que contienen al componente activo y el proceso de encapsulación utilizado. E

l objetivo de la siguiente investigación fue realizar extractos de la testa con agua y un solvente polar, a diferentes concentraciones para comprobar su eficiencia de extracción y así determinar la capacidad antioxidante y contenido total de polifenoles, estabilizado por medio de microcápsulas basado en el método de gelación iónica entre el quitosano y la goma arábiga con cargas opuestas para posibles aplicaciones en la industria de los alimentos.

MATERIALES Y MÉTODOS Materiales Frijol negro Jamapa (Phaseolus vulgaris L.) proveniente del estado de Durango, metanol absoluto y agua destilada. Quitosano y goma arábiga liofilizados, DPPH, Reactivo Folin-Ciocalteu comprados a Sigma-Aldrich. Métodos Extracción de polifenoles Se probaron 4 métodos de extracción de polifenoles, en las siguientes proporciones de testa:solvente: 1:50 H2

O, 1:20 MeOH, 1:50 MeOH, 1:100 MeOH. Se mezclaron por 2 min, en el homogeneizador OMNI GLH 01, al término se colocaron 10 min en el sonicador SONIC RUPTOR 250. Se filtro y se evaporo el solvente por rotavapor. El extracto se colocó en la centrifuga a 6500 rpm por 15 min (2 veces). Se liofilizo el extracto por medio del equipo Telstar LyoQuest y finalmente se almaceno a temperatura de -18°C en un vial ámbar, hasta su utilización.

Método de gelación iónica para la encapsulación de polifenoles

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La encapsulación de los polifenoles por el método de gelación iónica se obtuvo al mezclar dos biopolímeros con cargas opuestas, goma arábiga (carga negativa) y quitosano (carga positiva) en las concentraciones que se muestran en la tabla 1. Inicialmente cantidades conocidas de quitosano fueron disueltas en 1.0 % de solución acuosa de ácido acético para obtener concentraciones descritas en la tabla 1. Se realizaron nueve formulaciones, como se muestra en la tabla 2, las microcápsulas fueron preparadas por la adición de solución de goma arábiga gota a gota a la solución de quitosano que contiene polifenoles (Avadi et al., 2010). Se tiene una formulación adicional (F9), donde las tres variables están en un nivel bajo, el mismo que la formulación F1, excepto que la solución de quitosano con polifenoles se añadió gota a gota a la solución de goma arábiga.

Tabla 1. Parámetros usados en la microencapsulación Factor Nivel bajo Nivel alto

X1, concentración de quitosano (mg/mL) 1 10 X2, concentración de goma arábiga(mg/mL) 1 5 X3, cantidad de polifenoles (mg) 5 10

Tabla 2 Formulaciones aplicadas para la encapsulación de polifenoles

Formulación X1(mg/mL) X2(mg/mL) X3(mg/mL)

F1 1 1 5 F2 10 1 5 F3 1 5 5 F4 1 1 10 F5 10 5 5 F6 10 1 10 F7 1 5 10 F8 10 5 10 F9 1 1 5

Determinación de capacidad antioxidante DPPH Se midió la capacidad antioxidante a los extractos libres ya los encapsulados usando el método que se basa en la estabilidad del radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH). Las lecturas se realizaron a 517 nm. Como patrón de referencia se utilizó vitamina C. El porcentaje de atrapamiento de cada extracto se calculó con la fórmula siguiente:

% Atrapamiento=𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜 − 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎 30 𝑚𝑖𝑛

𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑐𝑜X 100

Porcentaje de atrapamiento de radicales DPPH a los extractos encapsulados

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Se tomó 1 mL de la formulación dada y se aforó a 10 mL con agua destilada. Se utilizaron concentraciones de 0, 100, 300 y 500 μL y se realizó el mismo procedimiento de l apartado anterior. La lectura de las muestras se efectuó al término de 180 minutos. Determinación de polifenoles totales por el método de Folin-Ciocalteu Los fenoles totales se determinaron mediante el método espectrofotométrico de Folin-Ciocalteu usando el ácido gálico como patrón de referencia (mg/g de extracto). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Extracción de polifenoles En la Tabla 3 se muestra la diferencia de rendimiento de extracto en cada relación. En cuanto al extracto acuoso este presentó un alto contenido de almidón.

Tabla 3. Rendimiento en gramos de extractos realizados Extracto Rendimiento (g)

1:20 MeOH 0.1758 1:50 MeOH 0.4164 1:100 MeOH 0.2166

1:50 H2 0.3448 O

Cinética de atrapamiento a los extractos libres Los antioxidantes presentan diferentes tiempos de reacción con el radical libre (DPPH). La figura 1 muestra la cinética de atrapamiento para los extractos. La extracción que presentó mayor capacidad antioxidante fue la de relación 1:20 MeOH con un porcentaje de atrapamiento de 86.26% al finalizar la cinética, seguido de la relación 1:100 MeOH y 1:50 MeOH con un porcentaje de atrapamiento de 67.70 y 69.05, respectivamente, en comparación al extracto 1:50 acuoso el cual presentó un porcentaje de atrapamiento de 10%, debido al contenido de almidón y a los compuestos más polares que fueron extraídos con este método. De acuerdo con Aparicio-Fernández et al., 2005, menciona que las extracciones con metanol 100% son efectivas para identificar flavonoides en capas comunes de semilla de frijol y otras leguminosas, afirma que dicha extracción facilita la identificación y purificación de los polifenoles en la testa de frijol. Es por esto que los análisis se basaron en un extracto metanólico.

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Figura 1: Cinética de atrapamiento para los extractos. Determinación de polifenoles totales de los extractos La cuantificación de los polifenoles totales en los diferentes extractos se muestra en la figura 2. Se observar que la extracción 1:50 H2

Figura 2. Contenido total de polifenoles de los diferentes métodos de extracción.

O contiene la menor cantidad de polifenoles, mientras que la extracción metanólica en la relación 1:20 contiene la mayor cantidad de polifenoles.

Las microcápsulas fueron obtenidas utilizando el extracto de la relación 1:20 por tener la mayor cantidad de polifenoles y mayor porcentaje de atrapamiento de radicales DPPH.

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Porcentaje de atrapamiento de radicales DPPH en las microcápsulas La tabla 2, muestra las formulaciones F1 a F9, utilizando diferentes concentraciones de polifenoles, goma arábiga y quitosano. En cuanto al porcentaje de atrapamiento de radicales DPPH, la formulación F4 fue la mayor (Fig. 3) obteniendo un porcentaje de atrapamiento de 93.73. Las formulaciones F2 y F5 obtuvieron un porcentaje de atrapamiento favorable aun teniendo niveles de polifenoles bajos y niveles altos de quitosano y goma arábiga posiblemente; esto fue debido, a la mayor capacidad de formación de gel iónico que impide el movimiento de los polifenoles a la fase externa como lo menciona Avadi et al., 2010. La figura 4 muestra el porcentaje de encapsulación, la formulación F9, muestra que el porcentaje encapsulación fue ligeramente más alta que los de las otras formulaciones. Éstos resultados difieren contradictoriamente a lo que reporta el autor Avadi et al., 2010, dónde menciona que la F9 es menor que la F1 en sus diversas determinaciones debido a la difusión de polifenoles a la fase externa; quitosano con carga positiva, las microcápsulas se forman rápidamente y los polifenoles son rodeados por una red polimérica debido a la interacción entre éstos dos polímeros.

CONCLUSIONES La extracción metanólica de la relación 1:20 fue la mejor, ya que presentó la mayor capacidad antioxidante (86.26 %) y mayor contenido total de polifenoles. La cinética de atrapamiento de radicales DPPH mostró que a tiempos iguales o mayores a 120 minutos se alcanza una ligera estabilidad de atrapamiento en los extractos. La F8 fue la que obtuvo un mayor porcentaje de encapsulación, aun teniendo concentraciones altas de quitosano y goma arábiga, esto quiere decir que los polímeros utilizados favorecieron el método de gelación iónica.

Figura 3. Porcentaje de atrapamiento DPPH a las microcápsulas.

Figura 4. Porcentaje de encapsulación.

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REFERENCIAS Aparicio-Fernández, X., GG. Yousef, GF. Loarca-Piña, E. Mejía, MA Lila 2005a.

Characterization of polyphenolics in the seed coat of black Jamapa bean (Phaseolus vulgaris L.). J Agric Food Chem No. 53:4615–22.

Avadi, M., A. Mohammad, N. Mohammadpour, PharmD, S. Abedin, F. Atyabi, R. Dinarvand, M. Rafiee-Tehrani 2010. Preparation and characterization of insulin nanoparticles using chitosan and Arabic gum with ionic gelation method. Nanomedicine, Biology and Medicine 6: 58-63.

Cardador-Martínez, A., G. Loarca-Piña y B.D. Oomah 2002. Antioxidant activity in common beans (Phaseolus Vulgaris L.). J. Agric. Food Chem. No. 50(24): 6975-80.

Collado, J. 2011. Identificación de los polifenoles en zumos de frutas rojas. Tesis fin de máster, Universidad Politécnica de Cartagena.

Espinosa-Alonso, L. G., A. Lygin, J. M. Widholm, M. E. Valverde, y O. Paredes López. 2006. Polyphenols in wild and weedy mexican common beans (Phaseolus vulgaris L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry. No. 54: 4436-4444.

Granado, AB. 2010 Estudios de los mecanismos de acción molecular de polifenoles de la dieta en cultivos celulares y animales de experimentación. Tesis Doctoral Universidad Complutense de Madrid. Madrid, España.

Harborne, J. y R. Grayer 1988. The anthocyaninins. In J. B. Harborne (Ed.), The flavonoids (pp. 1–20).

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CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DEL ALMIDÓN DURANTE LA GERMINACIÓN

DE SEMILLAS DE CUATRO GENOTIPOS DE SORGO (Sorghum bicolor L. Moench)

POR EFECTO DE EXTRACTOS FOLIARES DE ORÉGANO

Gámez González Ha*, Moreno Limón Sb., Vallejo López W.Ab., Sierra Carrillo Sb.,

Soria León H.Ab., Solís Flores Vb

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a,b

San Nicolás de los Garza, Nuevo León, México.

Universidad Autónoma de Nuevo León, Facultad de Ciencias Biológicas, Departamento de Botánica. Av. Universidad s/n Cd. Universitaria, C.P. 66451.

* [email protected] RESUMEN: México es el principal exportador a nivel mundial de orégano mexicano; su alta demanda se debe al contenido de aceite esencial de calidad en la hoja. Su recolección es en zonas áridas y semiáridas. Su contenido de metabolitos secundarios se le ha relacionado con actividad biológica como biocida. Se han obtenido moléculas bioactivas en el tallo y hojas útiles para el desarrollo de bioherbicidas o bioestimulantes dependiendo de la dosis, derivados de productos naturales. Se evaluó el efecto de extractos acuosos sobre la degradación de almidón durante la germinación de semillas de sorgo. Se colocaron 10 semillas por caja petri en cuatro grupos de 15 cajas para cada tratamiento: 2.0%, 4.0% y 6.0%, y control. A los nueve días se retiraron tres repeticiones cortando por separado radícula, coleoptilo y endospermo. Los resultados para peso seco de coleoptilo y radícula mostraron diferencias significativas entre los tratamientos pero no entre los genotipos, mientras que para el peso seco del endospermo las diferencias son significativas tanto entre genotipos como entre tratamientos. A mayor concentración existe una disminución en la degradación del almidón que conlleva a menor crecimiento. Los extractos de orégano podrían funcionar como bioherbicidas, por lo que es necesario evaluarlos sobre malezas. ABSTRACT: Mexico is the largest exporter in the world of Mexican oregano, its high demand is due to the essential oil content in the leaf quality. His collection is in arid and semiarid regions. The content of secondary metabolites has been linked with biological activity as a biocide. Bioactive molecules have been obtained in the stem and leaves useful for the development of bioherbicide or bio-stimulants depending on dose, derived from natural products. The effect of aqueous extracts on starch degradation during germination of sorghum seeds was evaluated. Ten seeds were placed on petri dish into four groups of 15 cases for each treatment: 2.0%, 4.0% and 6.0%, and control. On the ninth day three repetitions were removed separately cutting radicle, coleoptile and endosperm. Results for radicle and coleoptile dry weight showed significant differences between treatments but not between genotypes, whereas the dry weight of endosperm are significant differences between genotypes and between both treatments. A higher concentration there is a decrease in starch degradation leading to slower growth. Oregano extracts bioherbicidal could function, and it is necessary to evaluate them on weeds

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Palabras clave: sorgo, orégano, extractos ÁREA:


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INTRODUCCIÓN: En los sistemas de cultivo las malezas y la resistencia de éstas a los herbicidas son limitantes y constituyen un factor importante a tener en cuenta en el empleo de métodos combinados de control. En la naturaleza, los organismos vegetales están expuestos a factores tanto abióticos como bióticos, junto con los cuales han evolucionado. La presión de selección ejercida por estos factores ha provocado el desarrollo de numerosas rutas de biosíntesis a través de las cuales los vegetales sintetizan y acumulan en sus órganos una gran variedad de metabolitos secundarios. Éstos juegan un papel muy importante en las interacciones entre organismos en los ecosistemas. Se les conoce con el nombre de aleloquímicos, mientras que el fenómeno de interacción en el que están involucradas se le llama aleloquimia o alelopatía (Rice, 1984). La alelopatía, proceso químico utilizado por las plantas para disminuir la competencia en su entorno, ofrece una herramienta natural y ambientalmente amigable para el manejo de malezas. La investigación brinda posibilidades para el control directo de malezas y para el desarrollo de nuevos bio-herbicidas (Silva-Vázquez

et al., 2008).

El orégano, es una planta originaria de México, conocida con varios nombres como orégano del cerro, O. cimarrón, O. silvestre, O. mexicano, mejorana, que recientemente ha adquirido importancia económica debido a que el 90 % de la producción de su materia seca útil es exportada a los Estados Unidos de América y en menor grado a Italia y Japón. Las sustancias como timol (Lambert et al., 2001), carvacrol, (Turgut-Dunford y Silva-Vázquez (2005) y principalmente flavonoides (González-Gϋereca et al., 2007)

que se encuentran en especies como orégano (Poliomintha longiflora A. Gray) estimulan o inhiben el crecimiento de plantas, dependiendo de la dosis, por lo que este efecto puede utilizarse para beneficio de la agricultura al ser usadas como pesticidas o estimuladores naturales.

Basado en lo anterior, el presente trabajo plantea la evaluación del posible efecto alelopático de extractos acuosos foliares de orégano (Poliomintha longiflora A. Gray) sobre la cinética de degradación de semillas de sorgo. MATERIALES Y MÉTODOS Material vegetal Se colectaron plantas de orégano (Poliomintha longiflora A. Gray) en el ejido Mina, del municipio de Mina, Nuevo León. Este material se secó a temperatura ambiente hasta peso constante y posteriormente se separaron las hojas. Por otra parte, se utilizaron semillas de sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) de cuatro genotipos (SD54126, SD36126, SD5401 y SD 5601) suministrados por el Banco de Germoplasma de la FAUANL. Preparación de extractos Los extractos fueron obtenidos a partir de hojas secas de orégano, las cuales se molieron en una licuadora Osterizer Modelo 465-015, hasta obtener un tamaño de partícula de 0.5-1 mm. Los extractos acuosos se prepararon tomando 4, 8 y 12 g de polvo y se dejaron reposar en 200 mL de agua destilada durante tres días a temperatura ambiente en recipientes envueltos en papel aluminio para evitar fotodeterioro. Posteriormente se filtraron con gasa estéril, obteniéndose soluciones en concentraciones de 2.0%, 4.0% y 6.0%.

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Cinética de degradación del almidón Se colocaron diez semillas de sorgo por caja petri en seis grupos de 18 cajas para cada tratamiento del extracto acuoso al 2.0%, 4.0% y 6.0%, utilizando el último grupo de cajas petri para la aplicación del testigo con agua destilada; por lo que se utilizaron 72 cajas petri por genotipo, siendo cuatro genotipos: Genotipo 1: SB54126, el 2: SB36126, 3: SB5401 y 4: SB 5601 los utilizados dando un total de 288 cajas para este experimento. Se aplicaron 10 mL de cada uno de los tratamientos y durante los primeros tres días se mantuvieron en oscuridad, para después ser puestos en una cámara bioclimática Biotronette Mark III marca Lab-Line a 26°C durante seis días. Posteriormente se retiraron 3 repeticiones, cortándose por separado la radícula, el coleoptilo y el endospermo colocándolos en bolsitas de papel para secarse en estufa marca Felisa a 40º C durante 48 h para obtener los pesos secos. Diseño experimental y Análisis de datos El diseño estadístico utilizado fue completamente al azar con arreglo factorial AxB siendo A= genotipos y B= concentración del extracto para analizar el sexto día. Los resultados se procesaron mediante el paquete estadístico de Diseños Experimentales FAUANL Versión 2.5 (Olivares, 1994), y se analizaron mediante un análisis de varianza y además de realizar una Comparación múltiple de Medias (Tukey) elaborándose cuadros estadísticos y figuras. RESULTADOS Y DISCUSIÓN De acuerdo a los resultados obtenidos a través del análisis de varianza se puede observar (Tabla 1) que en relación al peso seco del endospermo (PSE) existe diferencia significativa (P<0.01) entre los genotipos y entre los tratamientos pero no en su interacción. No así en el peso seco del coleoptilo (PSC), donde las diferencias significativas se presentan entre genotipos, entre tratamientos y en la interacción de ambos factores. En el peso seco de la radícula (PSR) la diferencia significativa solamente se presenta entre tratamientos. Tabla 1. Valores de F calculada en el análisis de Varianza durante la germinación de semillas de cuatro genotipos de sorgo sometidos a diferentes tratamientos. FV GL PSE PSC PSR Genotipos 3 30.3993** 3.1141* 0.7692NS Tratamientos 3 23.1638** 28.7918** 19.4577** Interacción 9 80.7957NS 2.2885* 1.5163NS Error 32

Total 47

Peso seco de endospermo (PSE). Entre los genotipos la CMM mostró la formación de tres grupos estadísticamente diferentes. En el grupo uno se presenta el genotipo Pampa SB 5611 con 0.2773g, en el grupo dos los genotipos Pampa SB 36126 y Pampa 3691 con 0.2127 y 0.2211 gramos respectivamente, y en el tercer grupo Pampa SB 5401 con 0.1511 g (Figura 1). Así mismo, podemos observar (Figura 2) que entre los tratamientos se forman también tres grupos estadísticamente diferentes presentándose, los mayores pesos en el grupo uno con los tratamientos de 4 y 6 por ciento de concentración del extracto, esto indica, que estos tratamientos inhiben la hidrólisis y degradación del almidón y por lo tanto la germinación de las semillas, lo que se traducirá en un menor crecimiento de la plántula.

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Peso seco de coleoptilo (PSC). El comportamiento de esta variable para cada uno de los genotipos, en respuesta a la aplicación de los diferentes tratamientos se presenta en la figura 3, donde podemos observar la formación de diferentes grupos estadísticamente diferentes. En los cuatro genotipos se presenta una inhibición del desarrollo del coleoptilo al aplicar los tratamientos en concentraciones de 4 y 6 por ciento, mientras que los extractos en concentraciones del 2% no muestran un efecto inhibitorio, y al contrario en el genotipo Pampa SB 36126 parece estimular el desarrollo, ya que su valor (0.0563 g) es estadísticamente diferente al presentado en el control (0.0283 g).

Figura 1. Comparación Múltiple de medias para el peso seco del endospermo de cuatro genotipos de sorgo sometidos a diferentes tratamientos durante la germinación.

Figura 2. Comparación Múltiple de medias para el peso seco del endospermo entre tratamientos aplicados en cuatro genotipos de sorgo durante la germinación.

Figura 3. CMM para la interacción entre genotipos y tratamientos, para el peso seco de coleoptilo, durante la germinación de la semilla.

Figura 4. CMM para el peso seco de radícula entre tratamientos aplicados en cuatro genotipos de sorgo durante la germinación.

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Peso seco de la radícula (PSR). En relación a este parámetro la CMM mostró la formación de dos grupos estadísticamente diferentes, siendo en el primero el control y el tratamiento de 2% y en el segundo los tratamientos de 4 y 6 % (Figura 4). La degradación del almidón ha sido estudiada en diversas especies como un parámetro para evaluar la eficiencia de la semilla en la transformación de almidón a biomasa. Jarbas et al., (citados por Gámez et al., 2007), estimaron la degradación del endospermo de café (Coffea arabica L.) durante 90 días obteniendo como resultado un decremento en el peso seco de endospermo entre los días 10 y 50 cuando las semillas se mantuvieron en condiciones de oscuridad. Por su parte, Tofiño (2007) menciona que hay diversos factores que pueden afectar la degradación del almidón en las semillas, tales como la luz, que es un factor determinante en la activación y regulación del metabolismo del almidón, pero también menciona que hormonas como las giberelinas y citoquininas pueden afectar el mecanismo de degradación del almidón. Así mismo, los extractos acuosos utilizados en este trabajo mostraron que tienen un efecto inhibitorio en la degradación del almidón al impedir su movilización óptima al coleoptilo y radícula de la plántula. Estos resultados concuerdan con lo reportado por Campos (2009), Cueto (2010) y Gámez et al., (2007). CONCLUSIONES: En relación al peso seco del endospermo (PSE) existe diferencia significativa (P<0.01) entre los genotipos y entre los tratamientos pero no en su interacción. No así en el peso seco del coleoptilo (PSC), donde las diferencias significativas se presentan entre genotipos, entre tratamientos y en la interacción de ambos factores. Finalmente en el peso seco de la radícula (PSR) la diferencia significativa solamente se presenta entre tratamientos. Se observó que a mayor concentración del extracto existe una disminución en la degradación del almidón y que por lo tanto se traduce en un menor crecimiento de la plántula. Estos resultados revelan que los extractos de orégano podrían funcionar como bioherbicidas, por lo que sería recomendado evaluarlos sobre malezas para probar su efecto. REFERENCIAS: Campos García J. 2009. Potencial alelopático de extractos foliares de barreta, coyotillo y

gobernadora sobre algunos procesos fisiológicos en semillas de seis genotipos de sorgo. Tesis de Licenciatura, Facultad de Ciencias Biológicas, UANL.

Cueto Wong MC. 2010. Determinación del efecto inhibitorio del aceite esencial y diferentes extractos de orégano (Lippia berlandieri Schauer) sobre el crecimiento de Fusarium oxysporum tanto in vitro como en plántula de tomate. Tesis Doctoral. Facultad de Ciencias Biológicas, UANL.

Gámez G.H., Moreno. L.S., S. Ruiz G.A.E. 2007. Efectos alelopáticos de Larrea tridentata, Karwinskia humboldtiana y Helietta parvifolia sobre la germinación de cultivos de importancia económica. Memorias del IX Congreso de Ciencias de Alimentos y V Foro de Ciencia y Tecnología de Alimentos y en la Revista Salud Pública y Nutrición (RESPYN): No. 16:432-438. ISSN 1870-0160. Disponible en: http://www.respyn.uanl.mx/especiales/2008/ee-08-2008/documentos/A040.pdf

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http://www.respyn.uanl.mx/especiales/2008/ee-08-2008/documentos/A040.pdf�


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González Güereca MC., Soto Hernández M., Kite G., Martínez Vázquez M. 2007. Actividad antioxidante de flavonoides del tallo de orégano mexicano (Lippia graveolens HBK var. berlandieri Schauer). Rev. Fitotec. Mex. 30(1): 43-49.

Lambert, R. J. W., Skandamis, P. N., Coote, P. J., Nychas, G.-J. E. (2001). A study of minimum inhibitory concentration and mode of action of oregano essential oil, thymol and carvacrol. Journal of applied microbiology. 91, 453-462. Rice E.L. 1984. Allelopathy. Second Edition. Academic Press; Orlando Florida.

Silva-Vázquez, R., Gastélum-Franco, M.G., Torres-Muñoz, J.V., Nevárez-Moorillón, G.V. (2008). Las especies de orégano en México, pp 136-153. En C. N. Aguilar (ed.), Fitoquímicos Sobresalientes del Semidesierto Mexicano: de la planta a los químicos naturales y a la biotecnología. ISBN 978-968-6628-760. 57p. Tofiño A., Romero H.M., Ceballos H. 2007. Efecto del estrés abiótico sobre la síntesis de degradación de almidón. Una revisión. Fisiología de cultivos: publicación de Agronomía Colombiana, Bogotá, Colombia [en línea], 25(2):245-254.

Turgut-Dunford, N., Silva-Vazquez, R. (2005). Effect of water stress on plant growth and timol and carvacrol concentrations in mexican oregano grown under controlled conditions. Journal of Applied Horticulture 7(1), 20-22.

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DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE GLICÉMICO Y CARGA GLICÉMICA DE UN POSTRE LÁCTEO DESTINADO A DIABÉTICOS

Moreno Hernández M. a, Navarro Cruz A. R. a *, Ávila Sosa-Sánchez R. a , Vera López O. a, Dávila

Márquez R. M. a

, Lazcano Hernández M.

a

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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica-Alimentos Ciudad Universitaria, Edificio 105E, CP 72570, Puebla, Pue., México

[email protected].

RESUMEN: La cantidad y tipo de carbohidratos son los principales determinantes de la glicemia, parámetro crítico a controlar en los pacientes diabéticos. El índice glicémico es reconocido como un parámetro para determinar el impacto agudo de los carbohidratos de un alimento en la glicemia. Así, alimentos de alto índice glicémico promueven un aumento de la glicemia, y lo opuesto sucede con los de bajo índice glicémico. Este estudio evaluó el índice glicémico de un postre tipo dulce de leche sin azúcar adicionado para diabéticos en 9 sujetos controles. En ellos, la ingestión de 50g de carbohidratos disponibles a partir del postre lácteo, indujo una menor respuesta glicémica comparado con 50g de glucosa. El índice glicémico del alimento fue de 19.56. Asimismo, fue determinada la carga glicémica, ya que en el manejo dietético de diabéticos tipo 2 es necesario considerar a la carga glicémica como un índice más apropiado para estimar la respuesta glicémica, dado que combina el índice glicémico con la cantidad de carbohidratos del alimento, obteniendo un valor de 9.78, el cual es un valor bajo. Se concluye que el postre lácteo tipo dulce de leche es apropiado para el consumo de pacientes diabéticos. ABSTRACT: The amount and type of carbohydrates are the main determinants of glycemia, critical parameter to control in diabetic patients. The glycemic index is recognized as a parameter to determine the acute impact of carbohydrate foods on blood sugar levels. Thus, high glycemic foods promote increased blood sugar, and the opposite occurs with low glycemic index. This study evaluated the glycemic index of a caramel type dessert without added sugar for diabetics in 9 control subjects. In them, the ingestion of 50g of available carbohydrate from dairy dessert induced a lower glycemic response compared to 50g of glucose. The glycemic index of the food was 19.56. It was also determined the glycemic load, since in the dietary management of type 2 diabetes is necessary to consider the glycemic load as a more appropriate index to estimate the glycemic response, since it combines the glycemic index carbohydrates with the amount of food, obtaining a value of 9.78, which is a low value. We conclude that dairy milk dessert caramel type is suitable for consumption by diabetics Palabras clave:

Índice glicémico, carga glicémica, postre lácteo

ÁREA:


INTRODUCCIÓN El dramático crecimiento de la incidencia de diabetes tipo 2 representa uno de los problemas de salud globales más importantes del siglo XXI, lo cual ha promovido investigaciones en la prevención y el tratamiento de esta enfermedad devastadora (Deville-Almond y col; 2011).

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La mayor parte de la energía que se necesita para poder moverse, llevar a cabo el trabajo o simplemente para vivir proviene, esencialmente, de los carbohidratos (CH). Los CH son liberados hacia las células principalmente en forma de glucosa, y diversos mecanismos u hormonas se encargan de mantener constantes los niveles de glucosa en sangre de 70 a 100 mg/dL bajo condiciones de ayuno. Sin embargo, el exceso de estos nutrimentos se convierte en glucógeno o en su defecto en ácidos grasos que son almacenados como triglicéridos (TG) en el tejido adiposo representando un problema para la salud de la población (Johnson, 2002). En la década de los 80’s se comenzaron a estudiar los efectos biológicos de los CH sobre la salud humana a nivel poblacional y en grupos con requerimientos especiales como en los pacientes con diabetes mellitus tipo 2, obesidad y dislipidemias (Arteaga, 2006).

El “Conteo de Carbohidratos” (o “Intercambio de Carbohidratos”), es un concepto que fue introducido en 1950 con el fin de lograr consumos consistentes de CH que llevaran presumiblemente a una glucosa post-prandial en sangre que fuese predecible (Mitchell y col; 1990). Además, la presunción realizada fue que el consumo de CH complejos provoca incrementos muy pequeños de la concentración de glucosa en sangre, más que los CH simples, carbohidratos rápidamente absorbibles. El concepto sugiere que los CH complejos en porciones iguales producen el mismo efecto en las concentraciones de glucosa en sangre (Frost y col; 1994). En 1981 este concepto fue desafiado con la introducción del índice glicémico (IG) el cuál demostró que, a pesar de cualquier cantidad equitativa de carbohidratos, los alimentos van a resultar en respuestas de glucosa en sangre postprandial muy diferentes entre sí (Jenkins y col; 1981).

El IG permite la clasificación de los alimentos que contengan CH basado en la respuesta glicémica que éstos proporcionan al ser consumidos (Axelsen y col; 1999). El IG de un alimento es determinado por la respuesta glicémica relativa a un alimento estándar tal como el pan blanco o simplemente glucosa. Esta valoración se realiza de manera similar a un examen oral de tolerancia a la glucosa, donde esta es medida en intervalos regulares sobre un periodo de 2 a 4 horas después de su consumo (Jenkins y col; 1981).

MATERIALES Y MÉTODOS Glucómetro Accucheck Performa. Lancetas Accucheck. Tiras reactivas Accucheck Performa para medición de Glucosa. Báscula Tanita Scale Plus. Body Fat Monitor BI – 682 Tallímetro Portátil Tanita

Cinta métrica circular Tanita

Para este estudio se requería la participación de al menos 7 pacientes para que el valor de IG fuera estadísticamente válido. El proyecto contó con la participación de 9 pacientes a los cuáles desde un principio se les dio a conocer la información necesaria del proyecto, además de que se obtuvo su autorización por medio de un consentimiento informado, donde confirmaron su participación y compromiso durante el proceso del estudio. Se requirieron de 8 días seguidos para realizar las pruebas de glucosa correspondientes con cada alimento, tanto la glucosa anhidra (alimento estándar) como el dulce de leche sin azúcar (alimento de estudio).

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Para esto cada alimento era evaluado tal y como se hace en una prueba de tolerancia a la glucosa, por lo cual debía de haber 3 días de dieta previos con un consumo de al menos 300 CH/día. Con el fin de evitar una sensación de hambre y de que el consumo de los alimentos fuera gradual, se elaboró un horario en el cuál debían asistir al laboratorio y consumir los alimentos correspondientes del día. Debido a que resultaba complicado e incómodo para los participantes estar todo el transcurso del día visitando el laboratorio para consumir los alimentos se decidió entregarles los últimos dos alimentos del día a la hora de la comida, con el fin de que fueran prácticos y fáciles de transportar y de comer. Se les hizo énfasis en que no debían consumir otro alimento extraño a la dieta que se les estableció. Los primeros tres alimentos del día, fueron proporcionados y consumidos dentro del laboratorio, al inicio de cada día se le pedía a los participantes evidencia de que habían consumido los alimentos que se les entregaron para el consumo en casa, la mayoría decidió entregar las envolturas de los productos consumidos. Cada uno de los alimentos que conformaban los menús fue consultado en las tablas de valores nutrimentales propias de estos, además se usó el Sistema Mexicano de Alimentos Equivalentes para tener un conteo aproximado de la cantidad de carbohidratos proporcionados por cada alimento. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

La convocatoria para participar en el estudio fue a estudiantes de la BUAP sin atender un área particular con la finalidad de asegurar que los participantes pudieran asistir a horas marcadas en el itinerario del proyecto; el día que acudieron a la primera cita se les interrogó sobre su estado de salud, fueron pesados y se midió su estatura, se les mostró el horario en que se desarrollaría el proyecto. Al término de la entrevista se contó con 9 voluntarios.

Los 9 participantes fueron sometidos a las pruebas de glucosa programadas dentro de los días marcados en el proyecto, cada una de las pruebas fue determinada después de 3 días de dieta alta en CH. Ninguno de ellos reportó molestias ocasionadas por la ingestión de la glucosa anhidra o el dulce de leche sin azúcar, o alguna otra que le impidiera continuar con el estudio. Los datos de los participantes son presentados en la tabla 1.

Paciente Tabla 1. Características de los participantes en el proyecto.

Sexo Edad Peso (kg) Estatura (m) IMC (kg/m2) 1 Femenino 22 50.0 1.54 21.08 2 Femenino 22 51.5 1.57 20.89 3 Masculino 24 66.2 1.85 19.34 4 Femenino 25 63.2 1.64 23.49 5 Femenino 24 50.4 1.48 23 6 Masculino 21 51.1 1.62 19.47 7 Femenino 22 53.9 1.52 23.32 8 Masculino 21 61.7 1.66 22.39 9 Femenino 20 54.6 1.64 20.3 X±DE 22.33±1.65 55.84±6.18 1.61±0.10 21.47±1.62 A los voluntarios que tenían un IMC cercano al límite de personas no obesas se les hicieron un par de pruebas extras como la medición de la presión arterial y el índice de grasa

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corporal y así dejar fuera cualquier posible enfermedad crónica. Diversos estudios han comprobado que en los valores de IG tanto el sexo, como la edad, así como la raza, no son significativamente importantes en la variabilidad de estos (Forbes y col., 2009; O’Sullivan y col., 2009).

El perfil glicémico posterior a la ingesta de la glucosa anhidra y del dulce de leche sin azúcar se interpretó en un gráfico, donde se abarca un periodo de 15 a 120 minutos. La concentración de glucosa en sangre está dada en mg/dL. Al integrar todos los datos de glucosa en sangre tanto del alimento estándar como el de prueba, fue notoria la diferencia entre ambos alimentos, quedando el dulce de leche sin azúcar considerablemente debajo de los valores que se obtuvieron con la glucosa anhidra (ver figura 1).

Figura 1. Concentración de glucosa en sangre contra tiempo. El valor del incremento del área bajo la curva (IABC) fue calculado usando el método del trapezoide. Los valores de ambos alimentos son considerablemente diferentes siendo el valor del alimento estándar aproximadamente 5 veces mayor que el del alimento de prueba, como se puede ver en la tabla 2.

Tabla 2. Valores de IABC de los alimentos evaluados. IABC Glucosa anhidra IABC Dulce de leche sin azúcar

3812 745.6 Al sustituir cada uno de los valores de IABC correspondientes se obtuvo el valor de IG del dulce de leche sin azúcar el cuál es de: 19.56. Con el cual se comprueba que es un alimento con un valor de IG bajo.

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Con este resultado de IG es posible calcular el valor de carga glicémica (CG) del dulce de leche sin azúcar; debido a que se sabe que el alimento proporciona 50 gramos de CH disponibles, se obtuvo un valor de CG de 9.78. Aunque el índice glicémico aporta la información necesaria, no tiene en cuenta el efecto que tiene sobre la glucemia ese alimento cuando se consume en cantidades habituales en una comida. Para subsanar este problema y con el fin de mejorar la posibilidad de predecir la respuesta glicémica con una dieta determinada se sugirió el concepto de carga glicémica (Tébar y Escobar, 2009). La carga glicémica (CG) relaciona el IG de un alimento con su contenido de CH como un indicador de la respuesta en glucosa e insulina de una porción habitual del alimento. De acuerdo a lo anterior, los alimentos pueden tener una CG baja (<10) o CG alta (>20) (Salmeron y col., 1997). La carga glicémica indica cuanto estimulará la secreción de insulina un determinado alimento, esto implica que valores de IG y CG no tienen obligatoriamente una correlación directa, por lo que un alimento con bajo IG puede tener una CG alta o baja CG dependiendo del contenido bruto de carbohidratos, en el caso del dulce de leche formulado la CG calculada por porción también fue baja, de 9.78, considerando que la porción fuese de 50 g, en el caso del presente estudio, el postre lácteo sin adición de azúcar presentó tanto IG bajo como una baja CG. CONCLUSIONES

El desarrollo y la adaptación de productos de bajo índice glicémico a la dieta común son de gran beneficio para la sociedad ya que estos pueden ayudar a un control glicémico.

El conocer el valor de IG del dulce de leche sin azúcar, es una invitación a considerar una alimentación más saludable sin dejar de disfrutar alimentos dulces y difíciles de eliminar de nuestras vidas.

El crear nuevas alternativas de alimentación y el determinar el valor de IG de los principales alimentos consumidos en México podría ser benéfico para dar un curso diferente a la tendencia global de la obesidad y las enfermedades crónicas.

REFERENCIAS Arteaga L. (2006) El índice glucémico. Una controversia actual. Nutr Hosp 21: 55-60. Axelsen M, Arvidsson-Lenner R, Lonnroth P, Smith U. (1999) Breakfast glycaemic

response in patients with type 2 diabetes: effects of bedtime dietary carbohydrates. Eur J Clin Nutr 53(9):706-710.

Deville-Almond J, Tahrani A, Grant J, Gray M, Thomas G, Taheri S. (2011) Awareness of obesity and diabetes: a survey of a subset of British male drivers. Am J Men’s Health 5(1):30–37.

Forbes L, Storey K, Fraser S, Spence J, Plotnikoff R, Raine K, Hanning R, McCargar L. (2009) Dietary patterns associated with glycemic index and glycemic load among Alberta adolescents. Appl. Physiol Nutr. Metab 34(4):648-658.

Frost G, Wilding J, Beecham J. (1994) Dietary advice based on the glycaemic index improves dietary profile and metabolic control in type 2 diabetic patients. Diabet Med 11(4):397-401.

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Johnson R. (2002) Energía en: Nutrición y dietoterapia de Krause. 10ª edición. Mc Graw Hill Interamericana. México. pp: 20-32.

O’Sullivan TA, Bremner AP, Cedaro PC, O’Neill S, Lyons-Wall P. (2009) Glycaemic index and glycaemic load intake patterns in older Australian women. Nutrition and Dietetics 66(3):138-144.

Salmeron J, Manson J, Stampfer M, Colditz G, Wing A, Willett W. (1997) Dietary fiber, glycemic load, and risk of non-insulin-dependent diabetes mellitus in women. JAMA 277(6):472-477.

Tébar M, Escobar J. (2009) La diabetes mellitus en la práctica clínica. Editorial Médica Panamericana, México. Cap. 11: 88.

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PAN TIPO SEMA DE HARINA DE TRIGO CON CHILE JALAPEÑO Y SERRANO

Serrano-Elizondo, G.*, Rincón-Lara, V.H., Andrade-Silva, C., Rangel-Martínez, N.C. Madrigal-Ambriz, L.V.

Universidad de Colima, Facultad de Ciencias Químicas, km 9, Carretera Colima-Coquimatlán, C.P. 28400 Coquimatlán, Colima, México

* [email protected]

RESUMEN: En México el consumo de chile constituye una tradición cultural, por lo cual se realizó la adición a un producto de amplia aceptación y consumo, como lo es el pan. En este trabajo se desarrolló un nuevo producto,

un pan tipo sema elaborado con 95% de harina de trigo y 5% de harina de chile jalapeño y chile serrano, con el método directo. En el pan, se evaluaron las propiedades fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales. Para analizar los resultados de las variables de respuesta se realizó una comparación de medias usando la prueba t de Student. Se concluyó que la utilización de harina de chiles es una buena opción para su incorporación en la elaboración de productos de panificación sensorialmente mejorados.

ABSTRACT: In Mexico chili pepper consumption is a cultural tradition, for this reason was added to a product of wide acceptance and consumption, as is the bread. In this work we developed a new product made with 95% wheat flour and 5% jalapeno and serrano chili pepper flour. In bread, we evaluated the physicochemical, microbiological and sensory properties. To analyze the results we compared means using Student's T test. With this work it was concluded that the use of jalapeno and serrano chili pepper flour is a good choice in the development of improved sensory bakery products. Palabras clave:

Chile jalapeño, Chile serrano, Pan

ÁREA:


INTRODUCCIÓN La aceptación de un alimento depende de muchos factores, entre los que destacan sus propiedades sensoriales como el color, el aspecto, el sabor, el aroma, la textura y hasta el sonido que genera durante la masticación. Los componentes responsables del aroma y del sabor son los constituyentes que están a menor concentración, pero tienen un efecto fundamental en la calidad y aceptación de los alimentos. Los hábitos alimentarios de un pueblo están determinados en gran medida por el aroma y sabor de los productos que consumen y permiten su desarrollo y sobrevivencia. Se ha demostrado que la selección de alimentos e incluso la percepción agradable o desagradable de los mismos dependen de los factores sociales y culturales, pero que las necesidades nutricionales y el estado de salud del ser humano tienen un mayor impacto en el momento de la ingesta.

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Los cambios en el patrón de consumo tradicional, así como el avance en el conocimiento de la generación de aromas y sabores, han hecho posible el desarrollo de nuevos alimentos. Si bien, el mercado de nuevos productos se basa en grandes campañas de mercadotecnia y publicidad, los consumidores aceptarán o rechazarán los productos primordialmente en función de sus características de aroma y sabor, independientemente de la calidad nutricional, toxicológica o de las ventajas del nuevo alimento. Por esta razón, para desarrollar nuevos productos en necesario conocer los factores involucrados en la generación y estabilidad de aroma y sabor; así como de la correcta adición de aromatizantes y saborizantes empleados para restituir y conservar las características sensoriales que tienen en su forma natural, con lo que se garantiza su consumo y aceptación (Badui-Dergal 2006). El consumo de chile es una tradición histórica y cultural en diversos países latinoamericanos, particularmente en México. Perteneciente a la familia de las solanáceas, el fruto comestible de la planta es originario de las planicies próximas del sur del Brasil, oeste de Bolivia y norte de Paraguay y Argentina. Las evidencias más antiguas de su consumo humano se remontan a 7 000 años a.C., y se localizaron en dos zonas pertenecientes a los actuales estados de Tamaulipas y Puebla, en la República Mexicana. De acuerdo con la antigüedad del hallazgo, el del chile podría ser el primer cultivo humano en Mesoamérica. (López-Carrillo et al.1995). Es factible producir harina a partir de chiles, la cual pudiera tener aplicaciones en panificación mediante su combinación con harina de trigo, aunque es posible que las pro-piedades reológicas de la harina para panificación (harina de trigo con contenido proteico mayor al 11%), pudieran ser afectadas. La calidad panificable de una harina se determina evaluando sus propiedades reológicas, capacidad de absorción de agua, además de sus propiedades físicas y comportamiento tecnológico durante el proceso de panificación (Menkovska et al. 2002). Generalmente al aumentar gradualmente el nivel de harina de sustitución de la harina de trigo con otro tipo de harinas se ven afectadas las propiedades reológicas, considerando que puede recomendarse una sustitución de hasta 10%. (Hernández & Jova 2001). MATERIALES Y MÉTODOS

La harina de trigo utilizada fue especial para panificación. Los chiles serrano, jalapeño, sal, azúcar blanca granulada, levadura de panificación (Safmex), mejorante de panificación (Pluspan), leche en polvo, , gluten y grasa vegetal (Inca) se adquirieron en un centro comercial de la ciudad de Colima. La harina de chiles y el pan fueron elaborados en los laboratorios de Alimentos de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad de Colima.

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Proceso de elaboración de la harina de chiles. Se establecieron las condiciones para el escaldado en un tiempo de 5 minutos a una temperatura de 85 ºC, para mantener el color verde brillante característico de los chiles frescos y de igual manera la textura. (Figuras 1). Se sumergieron en agua fría, se escurrieron y llevaron a deshidratar en un secador de charolas con recirculación de aire (Figura 2), una temperatura de 65 ºC por un tiempo de 5 horas.

Figura 1. Proceso de escaldado de los chiles serrano y jalapeños

Figura 2. Secado de los chiles serrano y jalapeño Figura 3.Harina de chile serrano y jalapeño

Transcurrido el tiempo de secado se molieron en molino de cuchillas con malla 0.5 mm, en una proporción de 50:50, chile serrano y jalapeño. (Figura 3)

La proporción de harina de trigo: harina de chile fue seleccionada a través de una evaluación sensorial con dos concentraciones de harina de chiles: (A) HT: HC (90% de

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harina de trigo y 10% de harina de chiles; (B) HT: HC (95% de harina de trigo y 5% de harina de chiles. (Tabla 1).

Tabla 1. Formulaciones para elaboración del pan tipo sema con diferente concentració de harina de chiles

INGREDIENTE FORMULACIÓN A (g)

FORMULACIÓN B (g)

Harina de trigo 900 950 Harina de chile 100 50 Azúcar blanca granulada 100 100 Grasa 50 50 Leche en polvo 30 30 Gluten 20 20 Sal 20 20 Mejorante Pluspan 20 20 Levadura seca activa Safmex 12 12

Análisis fisicoquímicos. Fueron: humedad, cenizas, proteínas, grasa, fibra cruda y pH (AOAC, 1990). Las muestras fueron evaluadas dentro de un periodo máximo de 24 h después de su elaboración

Análisis microbiológico. En producto terminado se cuantificaron: hongos y levaduras, coliformes totales y mesofilicos aerobios. (NOM-247-SSA1-2008).

Prueba sensorial (Medición de nivel de agrado). La prueba para medir el grado de satisfacción realizada fue la prueba afectiva de nivel de agrado. En la prueba participaron jueces no entrenados (n = 10) que declararon ser consumidores regulares de pan. Los panelistas seleccionados fueron alumnos de la Facultad de Ciencias Químicas, con edad mínima de 20 años. En la prueba se les proporcionó a los panelistas un poco de agua purificada para enjuagarse la boca. En la sesión se les explicó a los jueces el procedimiento para probar las muestras y reportar su calificación. Los consumidores expresaron su respuesta de acuerdo con una escala hedónica de 9 puntos, con valores extremos de referencia “me disgusta muchisimo” = 1, y “me gusta muchisimo” = 9. Las muestras fueron evaluadas dentro de un periodo máximo de 24 hrs después de su elaboración.

Las muestras fueron evaluadas dentro de un periodo máximo de 24 h después de su elaboración.

Análisis estadístico se realizó mediante una prueba t de student para muestras indepen-dientes con un nivel de significancia del 0.05. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Los resultados obtenidos del análisis fisicoquímico realizado al pan tipo sema, se muestran en la tabla 2. Dichos datos cumplen con las especificaciones de la NOM-247-SSA1-2008.

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Tabla 2. Composición química del pan tipo sema con harina de chile

ANÁLISIS CONTENIDO (g/100 g)

Humedad 35.73 Cenizas 2.24 Proteína 8.23 Grasa 3.45

Fibra cruda 0.31 E.L.N. 50.04

Análisis microbiológico. Los resultados obtenidos del análisis microbiológico realizado al pan tipo sema, fueron 255 UFC/g para la cuenta de mesofilicos aerobios y de 10 UFC/g para hongos y levaduras, cumpliendo con los parámetros establecidos en la NOM-247-SSA1-2008.

Evaluación sensorial. La figura 5

muestra el nivel de agrado del pan tipo sema con harina de chile. Con una mayor aceptación por la concentración al 5%.

Figura 5. Aceptación del pan tipo sema con harina de chile por el panel de evaluadores

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CONCLUSIÓN La proporción de harina de chiles empleada en este trabajo (95% harina de trigo y 5% harina de chiles) no afectó las propiedades fisicoquímicas, mientras que el color del pan dio un resultando ligeramente verde y de menor volumen. Sin embargo, el nivel de agrado del pan con harina de chiles fue satisfactorio, resultando un pan con alto nivel de agrado para los jueces consumidores. Se concluye que la utilización de harina de chiles para la elaboración de pan es una buena opción para la obtención de productos de panificación de buena aceptación del público consumidor. REFERENCIAS Aguilar, V. J, Esparza, R.J.R., Meza, V.J.A., Candelas, C.M.G. & Aguilera, O.M.2011. Effect of

lentil (lens culinaris) flour over rheological and baking properties of wheat flour. Ciencia @UAQ. 4,4-9.

AOAC. 1990. Official Methods of Analysis. Association of Official Analytical Chemists. 15th

Badui-Dergal, S. 2006. Química de los Alimentos. México Cuarta edición. Ed. Pearson.

Ed. USA.

Hernández, L. L.M. & S.M. Jova. 2001. Estudio de las propiedades fisicoquímicas y reológicas de las mezclas de harina trigo/sorgo. Revista de Tecnología e Higiene de los Alimentos.321, 97-102.

López-Carrillo,L., Fernández-Ortega, M. C., Costa-Dias,R. & Marina,J.F. 1995. Creencias sobre el consumo de chile y la salud en la ciudad de México. Salud Pública Méx; 37, 339-343.

Menkovska, M., Knezevic, D., & Ivanoski, M. 2002. Protein allelic composition, dough characteristics of flour mill streams from wheat cultivars with known and varied baking qualities, Cereal Chem. 79, 720-725 doi.org/10.1094/CCHEM.2002.79.5.720

NOM-247-SSA1-2008.

Productos y servicios. Cereales y sus productos. Cereales, harinas de cereales, sémolas o semolinas. Alimentos a base de: cereales, semillas comestibles, de harinas, sémolas o semolinas o sus mezclas. Productos de panificación. Disposiciones y especificaciones sanitarias y nutrimentales. Métodos de prueba

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DULCE TIPO NATILLA ELABORADO A BASE DE CREMA DE COCO

NATURAL

(Cocos nucifera L.)

Barajas Díaz, E.S., Barragán Mares, O. Camargo Villegas, N.P., Regalado Medina, J.O.

González Martínez, R.C., Madrigal-Ambriz, L.V.

[email protected]

Universidad de Colima, Facultad de Ciencias Químicas, km 9, Carretera Colima-Coquimatlán, C.P. 28400 Coquimatlán, Colima, México

RESUMEN: El desarrollo de un dulce tipo natilla a partir de derivados del coco, con características similares a otros dulces que se encuentran actualmente en el mercado, se plantea para aprovechar el coco que se cultiva y procesa en el estado de Colima. Se elaboraron dos formulaciones: (1) con crema de coco, y (2) con 50% coco rallado y 50% crema de coco, de las cuales se seleccionó la formulación 2 que tuvo mayor aceptación por el panel de evaluadores. El producto obtenido fue de color blanco, consistencia firme untable estilo nutella y sabor característico de coco, con alto contenido calórico y por su gran cantidad de carbohidratos se considera como un producto energético para deportistas. ABSTRACT: The development of a sweet custard type emerged with the intention to use the coconut cream because of the availability of the same in the region of Colima. Two formulations were prepared (100% coconut cream, and grated coconut 50% -50% coconut cream), of which, only one formulation was selected because it was the one that had greater acceptance. According to AQP, it has a great amount of carbohydrate and shows high-caloric content for this reason it is considered suitable for athletes. Palabras clave:

Coco, Crema de Coco, Dulce.

ÁREA:


INTRODUCCIÓN En el estado de Colima el cultivo del cocotero ha sido uno de los cultivos tradicionales de esta región, actualmente con una producción aproximada de 21 mil 454 toneladas anuales, ocupando el segundo lugar a nivel nacional después de Guerrero (Secretaría de Desarrollo Rural, SEDER), pues dicho estado posee un clima cálido sin grandes variaciones de temperatura además de una humedad óptima para el adecuado crecimiento del cocotero. Es por ello que el estado de Colima tiene un importante potencial para el desarrollo de productos derivados del coco (SIAP, 2010). El cocotero entero puede ser utilizado, sin embargo los principales productos son obtenidos de la fruta: aceite, ácido láurico, leche de coco, agua de coco, crema de coco, coco rallado, saborizante y fibra entre otros. Además de ser usado en innumerables aplicaciones como detergentes y cosméticos (Santana et al, 2011). El coco (Cocos nucifera L.) está constituido mayoritariamente de agua, la cual es nutritiva ya que contiene vitamina B, específicamente acido nicótico B3 (0.64 µg/mL), ácido

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pantotenico B5

(0.52 µg/mL), biotin (0.02 µg/mL), rivoflabina (<0.01 µg/mL) y ácido fólico (0.003 µg/mL); contiene además, azúcares, vitamina C, ácido fólico, aminoácidos libres y fitohormonas (DebMandal, 2011).

El componente principal de la pulpa de coco son los carbohidratos pero su composición química varía dependiendo del grado de madurez del coco (Santana et al, 2011). La crema de coco es la emulsión extraída del endospermo maduro de los cocos con o sin la adición del agua de coco, presenta un contenido de humedad de 75%, y un contenido de grasa de 20% (Codex Alimentarius, 2003). El coco es un precursor de diversos productos comercializados, dulces (cocadas), crema de coco, agua, leche, aceite y tuba, entre otros. Sin embargo no se encuentra en el mercado algún producto tipo postre elaborado a partir de la crema obtenida del coco. Con base en lo anterior y para diversificar el uso de los derivados de coco producidos en la región de Colima, se desarrolló un producto utilizando como materia prima la crema de coco natural, con las características deseables de una crema untable para acompañar distintos alimentos como: galletas, panes, pasteles, postres o frutas. MATERIALES Y MÉTODOS

La materia prima (crema de coco y coco fresco molido) se obtuvieron de la empresa Deicoco, localizada en el municipio de Tecomán, Colima La leche entera en polvo, sacarosa refinada, almidón de maíz, sabor coco y dióxido de titanio (E171) se obtuvieron de una empresa comercial de Colima

Se realizaron dos formulaciones que se muestran en la tabla 1, la diferencia de la formulación 2 es que se incorporó coco molido para dar una textura diferente.

Proceso. Se mezclaron la crema de coco y la leche líquida, se llevó a ebullición por 5-8 minutos con agitación constante (Mezcla a). Aparte se mezclaron el almidón de maíz, dióxido de titanio, leche en polvo, sal y azúcar en 50 ml de agua purificada a temperatura de 25o

C (Mezcla b). Se adicionó la mezcla b a la mezcla a y se mantuvo el calentamiento y agitación constantes, durante 30 min hasta observar una consistencia cremosa tipo pasta. Se retiró del fuego en el momento en que el producto llegó a 46°Brix. Se dejó enfriar hasta 45°C para adicionar 0.05% de sabor coco. Se procedió a envasar en frascos de 250g previamente esterilizados. Se almacenaron los frascos en un lugar fresco y seco a temperatura ambiente, hasta su análisis.

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Tabla 1. Formulación con 100% crema de coco

Ingredientes Formulación 1 Formulación 2 Crema de coco natural 100 g 50 g Coco molido fresco - 50 g Sacarosa refinada 65 g 65 g Leche en polvo 29 g 29 g Almidón de maíz 10 g 10 g Dióxido de titanio 1.2 g 1.2 g Sal 0.15 g 0.15 g Leche líquida 175 mL 175 mL Agua 50 mL 50 mL Saborizante de coco 1.0 mL 1.0 mL

Figura1. Formulación 1 Figura 2. Formulación 2

De los productos desarrollados se realizó un análisis sensorial para optar por una de las dos formulaciones resultando la formulación 1 la más aceptada.

Para predecir la aceptación del producto se realizó un estudio de mercado aplicando un total de 384 encuestas en 3 de los municipios del estado: Comala (27), Colima (200) y Villa de Álvarez (157).

Análisis Realizados en el dulce elaborado: Análisis químico proximal (AOAC, 1999). Microbiológicos (NOM-243-SSA1-2010)

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la tabla 2 se presentan los datos obtenidos en el análisis químico proximal realizado al producto dulce tipo natilla a base de crema de coco. En los análisis microbiológicos realizados se observó ausencia de crecimiento de microorganismos patógenos tales como: Salmonella spp. y Staphylococcus aureus. Los hongos y levaduras, y coliformes por vaciado en placa y por el NMP estuvieron ausentes; la cuenta de mesófilos aerobios tuvo valores dentro del parámetro de la norma NOM-243-SSA1-2010.

Tabla 2. Composición química de dulce de coco Determinación

(g/100 g muestra) Base húmeda

Humedad 2.59 Ceniza 1.72 Fibra 2.16 Grasa 19.35 Proteína cruda 9.74 ELN (Por diferencia) 64.44 Energía (Kcal) 470.1 Kcal

El estudio de mercado mostró que un 90% de la población encuestada consume coco, que un 76% conocen los dulces tipo nutella con el que se asocia al dulce desarrollado en este trabajo y que un 79% consumiría el producto si saliera al mercado. CONCLUSION De acuerdo con su composición química el dulce aporta un alto contenido calórico por el tipo de ingredientes utilizados, al igual que elevado contenido de grasa ya que el coco es un alimento que contiene cantidades considerables de esta misma. Se considera que el producto desarrollado es aceptado pues cumple con las características deseadas de un producto dulce tipo natilla (nutella) elaborado a base de crema de coco (consistencia firme, untabilidad, sabor fuerte a coco, coloración blanca, aroma intenso y agradable a coco natural, gusto dulce).

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REFERENCIAS AOAC. 1990. Official Methods of Analysis. Association of Official Analytical Chemists. 15th Ed.

USA CODEX STAN 240-2003. Codex standard for aqueous coconut products – Coconut Milk and

Coconut Cream NOM-243-SSA1-2010. NORMA Oficial Mexicana, Productos y servicios. Leche, fórmula

láctea, producto lácteo combinado y derivados lácteos. Disposiciones y especificaciones sanitarias. Métodos de prueba.

Santana, I. A., Ribeiro, E. P., & Iguti, A. M. (2011). Evaluation of green coconut (Cocos nucifera L.) pulp for use as milk, fat and emulsifier replace in ice cream. Procedia Food Science, 1, 1447-1453.

DebMandal, M., & Mandal, S. (2011). Coconut (Cocos nucifera L. : Arecaceae): In health promotion and disease prevention. Asian Pacific Journal Of Tropical Medicine, 1, 241-247.

SIAP. 2010. Servicio de informacion agroalimentaria y pesquera. Sitio web: http://www.siap.gob.mx/index.php?option=com_content&view=article&id=156&Itemid=85

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ELABORACIÓN DE UN POSTRE TIPO NATILLA A BASE DE SOYA (GLYCINE MAX) E INULINA

Caballero Álvarez F. J. a, Navarro Cruz A. R. a *, Vargas Castro S. A. a, Vera López O. a, Dávila Márquez R. M. a, Ávila Sosa-Sánchez R.

a

a

*


[email protected].

RESUMEN: Se estima que en los próximos años, México podría ocupar el séptimo lugar de países con diabetes, lo que representaría a una población de casi 12 millones de mexicanos. Sin embargo, esta enfermedad, puede prevenirse si se llevan a cabo ajustes en el estilo de vida, los cuales deben incluir una alimentación adecuada. Por lo que se propuso la elaboración de una natilla sin azúcar adicionado, como una opción de postre saludable, pero con las mismas características sensoriales que una natilla comercial. Una vez desarrollada la formulación adecuada, se realizó una evaluación sensorial, con 50 panelistas no entrenados y una escala hedónica de 5 puntos, obteniéndose calificaciones cercanas a 4 (me gusta) en olor, apariencia, sabor, color y textura. La consistencia de la natilla se logró con la adición de pectina, yema de huevo e inulina, incorporando aire a través del batido. Los resultados del análisis microbiológico mostraron buenas prácticas de manufactura. En cuanto a los análisis fisicoquímicos, el porcentaje de proteína fue de 2.37% (similar a una natilla convencional), grasa 2.25% y se resalta su contenido de fibra del 11.5%. Se concluye que además de ser un producto bajo en calorías podría considerarse funcional. ABSTRACT: It is estimated that in the coming years, Mexico could occupy seventh place in countries with diabetes, representing a population of nearly 12 million Mexicans, this disease could be prevented if adjustments are performed in lifestyle, which must include adequate food, so it is proposed to develop a custard without sugar added, as a healthy dessert option, but with the same sensory features of the commercial custard. Once developed the appropriate formulation, sensory evaluation was performed with 50 untrained panelists and a 5-point hedonic scale, yielding ratings close to 4 (like me) in smell, appearance, taste, color and texture. The consistency of custard was obtained with the addition of pectin, inulin and egg yolks, incorporating air through whipping. The results of microbiological analysis showed good manufacturing practices. About physicochemical analysis, the protein content was 2.37% (similar to a conventional custard), 2.25% fat and highlights their fiber content of 11.5%. It is concluded that besides being a low-calorie product may be considered functional. Palabras clave:

Postre, bajo en calorías, soya

ÁREA:


INTRODUCCIÓN En el decenio de 1970, México fue uno de los primeros países latinoamericanos que desarrolló diferentes productos con soya y donde se ha utilizado la proteína de soya (PS) en un porcentaje de 20 a 30% para enriquecer o sustituir a la proteínas de origen animal de varios productos y hacerlos de esta manera más económicos (Torres y Tovar, 2009). La

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soya es una importante fuente de proteínas y aceite y, por lo tanto, un alimento con alto valor nutricional. Posee proteínas de alta calidad, en comparación con otros alimentos de origen vegetal. (Ridner, 2006).

La leche de soya, se obtiene de las semillas de soya empapadas en agua, cocidas y, posteriormente, molidas y coladas. El líquido resultante es la leche de soya y la parte sólida que queda tras el proceso de colado es la okara. Puede sustituir a la leche de la vaca en pacientes con intolerancia a la lactosa. No contiene colesterol, aporta calcio, hierro y vitaminas del grupo B. (Calvo, 2003). Para eliminar el resabio a legumbre y los componentes antinutricionales propios de la soya, se requiere de un calentamiento de al menos 30 minutos a ebullición Actualmente, las técnicas de procesado han mejorado y permiten eliminar la mayor parte del sabor a “vaina/legumbre”. (Roisinblit y col., 2003).

Debido al aumento de la expectativa de vida, este siglo se caracteriza por el incremento en las Enfermedades Crónicas No Transmisibles, y en este contexto muchas de las afecciones propias de las sociedades occidentales son dependientes de la alimentación y del estilo de vida. A través de diferentes estudios epidemiológicos, se ha establecido una estrecha asociación entre la alta ingesta de alimentos de origen vegetal y la baja incidencia de enfermedades crónicas. En la práctica, no siempre pueden identificarse los nutrientes que faltan para que el organismo funcione de manera óptima, pero sí se puede demostrar el beneficio de una alimentación saludable y equilibrada (Córdova y col., 2010).

La proteína de soya se ha utilizado en algunos países latinoamericanos, incluido México, en diversos programas de alimentación; con el propósito de mejorar el estado nutricional de la población debido a su elevado valor nutricio y el costo relativamente bajo que mantuvo por algún tiempo. Por otro lado, el uso de la inulina para cumplir funciones tecnológicas, simultáneamente aporta beneficios a la salud, el primero de ellos es su función de fibra dietética, con los respectivos efectos fisiológicos, como son la disminución de los niveles lipídicos y glucosa en sangre y la acción laxante. Otro beneficio comprobado ligado al anterior, es la capacidad de la inulina de modular la flora intestinal, gracias a su efecto prebiótico (Zahn y col., 2010).

Por todo lo anterior en este trabajo se elaborará una natilla a base de leche de soya e inulina, con la finalidad de desarrollar un postre, que debido a las características de la materia prima utilizada, sea beneficioso para la salud del consumidor.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materias primas básicas: Frijol de soya, Huevo, Inulina, Pectina y Edulcorante de bajo valor calórico.

Material y equipo: Termobalanza Ohaus modelo MB45, Mufla Lindbergh modelo SM, Equipo de extracción Soxhlet Kimax modelo 24005, Equipo Kjeldahl Labconco modelo KC24800

, Licuadora Oster Clásica de 4 velocidades.

Metodología: Inicialmente se remojaron los frijoles de soya durante toda la noche, hasta duplicar su volumen. Posteriormente se descascaró, se molió en una licuadora convencional con un volumen de agua equivalente al doble del volumen de la soya, a continuación se filtró a través de una coladera de malla fina y la solución obtenida se pasteurizó calentando la

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solución (leche de soya) a 60°C durante 30 minutos, con la finalidad de destruir los factores antinutricionales propios de la soya y eliminar el resabio a hierba. Para la elaboración de la natilla con la leche así obtenida, se disolvieron en agua fría las gomas, junto con la inulina, con ayuda de un batidor de globo y se diluyó con agua, con la finalidad de obtener diferentes niveles de concentración de soya en el producto final. Se adicionaron las gomas y la inulina, a las diluciones obtenidas de la leche de soya y las yemas de huevo, previamente batidas con ayuda de un batidor de globo. El producto se sometió a cocción hasta que alcanzó la consistencia característica de una natilla. Finalmente, se adicionó el edulcorante, asegurando la correcta integración del mismo en el producto, a través de un batido ligero. La concentración de soya, inulina, huevo; así como el tipo y concentración de edulcorantes y gomas fueron los parámetros variables en el desarrollo de la formulación del producto final. Para el desarrollo de la formulación final se partió de la formulación original mostrada en la tabla 1, sustituyendo la leche por leche de soya y el azúcar por un edulcorante bajo en calorías. Además se adicionaron inulina y pectina, para reducir la cantidad de huevo utilizado.

Tabla 1. Formulación original para elaborar natilla Ingredientes Cantidad Unidad Leche 200 ml Yema de Huevo 62 g Azúcar 57 g

Fuente: Lagarriga, 2004 Una vez obtenido un producto similar a la natilla convencional, se sometió a una evaluación sensorial, con 50 panelistas no entrenados y una escala hedónica de 5 puntos. Posteriormente, el producto fue sometido a análisis proximal y microbiológico. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Tal como fue descrito, se realizaron diversas formulaciones, como se observa en la tabla 2. La consistencia untuosa de la natilla elaborada, se deriva principalmente de las propiedades gelificantes del huevo, la pectina y la inulina. En cuanto a la pectina, no es fácil formar geles de pectina, ya que se requiere un delicado equilibrio de pectina, agua, azúcar y ácido, y en este caso el producto es prácticamente neutro y sin azúcar, sin embargo justamente se requería que el producto fuese ligero y no formara un gel demasiado firme, característico de la pectina. En este sentido, en el presente trabajo se empleó pectina LM (bajo metoxilo), ya que ésta no requiere de condiciones especiales de azúcar y acidez, aunque sí la presencia de iones calcio, no obstante, debido a que no se requería de un gel demasiado firme, el bajo contenido de calcio de la leche de soya (aproximadamente 30mg/l) es suficiente para formar un gel suave (Pasquel, 2001).

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Tabla 2. Formulaciones para elaborar natilla a base de soya e inulina Ingredientes

Formulación

Leche de soya (ml)

Agua (ml)

Yema de Huevo

(unidad)

Inulina (g)

Edulco-rante

(g)

Goma (g)

Color amarillo

huevo (g)

1 50 100 1 0 18.4 sacarosa

0 0

2 100 200 2 27g 0 0 0 3 25 75 0 27g 0 1

xantana 0

4 25 100 0 1g 0 1 xantana

0.1

5 50 150 0 2g 4 Stevia 2 xantana

0.1

6 50 100 0 2g 4.2 Stevia

2 xantana

0.01

7 50 100 0 1.5g 1.6 Stevia

0.75 grenetina

0.75 xantana

0.01

8 50 100 0 1g 1.6 Stevia

1 xantana

0.01

9 13 39 0 5g 0.8 Stevia

0.25 xantana

0.003

10 13 39 0 5g 0.5 Splenda

0.25 xantana

0.003

11 50 150 1 15g 0.8 Stevia

1 Pectina 0

En relación al huevo, la yema de huevo se emplea comúnmente en la formulación de una amplia variedad de productos de confitería y panadería, tales como mayonesas, salsas, cremas, tortillas, natillas, etc. El motivo fundamental de su uso se debe a las características sensoriales particulares que la yema de huevo proporciona a los alimentos, a lo que se une su excelente funcionalidad, en la que las proteínas juegan un papel esencial. La tendencia de las proteínas de la yema para formar entramados estructurales al someterse a tratamientos térmicos, es básica en el desarrollo de texturas untuosas. (Carmona y col., 2007). La temperatura a que debe calentarse una natilla para espesar (o gelarse) está influenciada por una serie de factores: Entre mayor sea la proporción de huevo a leche, menor será la temperatura a la que la natilla endurece, en este caso se empleó una sola yema de huevo por cada 200ml de leche razón por la cual se tuvo que realizar la preparación a temperaturas entre 70 y 100o

C. (Carmona y col., 2007).

Finalmente, en cuanto a la adición de inulina, además de aportar fibra soluble, confiere cierta viscosidad. La viscosidad de la inulina a 10ºC en solución acuosa al 5% p/p, es la menor de los fructanos y es una característica clave para la formación de geles y su uso como un sustituto de grasas. La inulina también mejora la estabilidad de emulsiones y espumas, por lo que se usa como estabilizante en diversos productos alimenticios (helados,

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salsas, untables, postres cremosos, etc.), proporciona además cierto sabor dulce y contribuye a las características reológicas del producto final. (Madrigal y Sangronis, 2007)

Con relación a otro espesante, se decidió descartar las formulaciones con Xantana, ya que aunque se hidrata muy bien y sus geles resisten muy bien a amplios intervalos de temperatura y pH, sus geles son muy estables y duros, en la figura 1 se muestra el producto final obtenido y mejor aceptado por los panelistas, en la tabla 3 se muestran los resultados del análisis proximal de la natilla.

Figura 1. Natilla de mayor aceptación por parte de los panelistas Comparando los resultados obtenidos de los análisis fisicoquímicos con los valores de una natilla convencional a base de leche, se observa que desde el punto de vista nutricional el postre tipo natilla elaborado en el laboratorio destaca por su contenido proteico –procedente de la leche de soya y el huevo empleados en su elaboración-, esto sin detrimento de la calidad nutricional de la proteína, ya que se considera a la proteína de soya como una de las de más alta calidad nutricional dentro de las proteínas vegetales por contener todos los aminoácidos esenciales.

Tabla 3. Resultados de los análisis fisicoquímicos DETERMINACION % PROMEDIO Natilla comercial1 Humedad 75.48 71.5 Cenizas 3.90 3.0 Proteína 4.37 3.7 Grasa (Extracto etéreo) 2.25 4.2 Fibra 11.50 0.2

1

Fuente: Palma, 2008

Es importante resaltar que el contenido lipídico es menor (casi 50%) que el comercial debido a la sustitución de la leche por leche de soya y a la disminución de la cantidad de yema adicionada.

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CONCLUSIONES

La elaboración de postres saludables, es una buena alternativa para contrarrestar las enfermedades crónicas no transmisibles, brindándole al consumidor alimentos con características sensoriales muy similares a los convencionales, pero que aporten algo benéfico para su salud, y lejos de contribuir a los malos hábitos de consumo, contribuyan a mejorar la calidad de vida de la población en general, a través de una alimentación saludable. La sustitución de la leche de vaca, que aporta grasa y colesterol, por leche de soya, permitió obtener un producto bajo en grasas saturadas y colesterol, así como más alto en proteína y con mínima cantidad de azúcares sencillos.

REFERENCIAS Calvo, D. (2003). La soya: valor dietético y nutricional. Disponible en:

http://www.diodora.com/documentos/nutricion_soya.pdf Fecha y hora de consulta: 12/02/2012; 22 hrs

Carmona, J:A., Cordobés, F., Guerrero, A., Martínez, I., Partal, P. (2007). Influencia del pH y de la fuerza iónica sobre la gelificación térmica de proteínas de la yema de huevo. Grasas y aceites 58 (3):289-296.

Córdova, J.A., Barriguete, J.A., Rivera, M.E., Lee, G., Mancha, C. (2010). Sobrepeso y obesidad. Situación actual y perspectivas. Acta Médica Grupo Ángeles 8 (4):202-207.

Madrigal, L., Sangronis, E. (2007). La inulina y derivados como ingredientes claves en alimentos funcionales. Archivos Latinoamericanos de Nutrición. 57:4. 387-396.

Pasquel, A. (2001). Gomas: una aproximación a la industria de alimentos. Revista Amazónica de Investigación Alimentaria, 1(1):1-8.

Ridner, E. (2006). Soya, propiedades nutricionales y su impacto en la salud. Grupo Q S.A.: Sociedad Argentina de Nutrición. p.p. 15-22;37-48;79-82.

Roisinblit, D.A, Gonzalez, B. (2003). Consideraciones sobre la soya en la alimentación. Consejo Nacional de Coordinación de Políticas Sociales. Buenos Aires, Argentina. pp. 6-10.

Torres, N. y Tovar, A. (2009). La historia del uso de la soya en México su valor nutricional y su efecto en la salud. Salud pública de México. 51:3. pp.2-10.

Zahn, S., Pepke, F., Rohm, H. (2010). Effect of inulin as a fat replacer on texture and sensory properties of muffins. International Journal of Food Science and Technology 45: 2531–2537.

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ELABORACIÓN DE MERMELADA BASE FRUTA-HORTALIZA Varillas Torres J.M.*, Navarro Cruz A.R.a, Dávila Márquez R. M. a, A. Ronquillo Télleza, Lazcano

Hernández M.a. a Facultad de Ciencias Químicas, Edificio 105 E, Ciudad Universitaria. Benemérita Universidad

Autónoma de Puebla. C.P.72570. Puebla, Puebla, México. [email protected]

RESUMEN Las frutas y hortalizas ofrecen una amplia variedad de alimentos, además de desempeñar un papel muy importante en la dieta humana, pues constituyen la fuente principal de vitamina, minerales y fibra. Para aprovechar estos productos a largo plazo, es necesario transformarlos mediante el empleo de diferentes métodos de conservación. Se evaluó la posibilidad de elaborar una mermelada a partir de la combinación de miel-zanahoria-durazno, para ello se propuso 3 formulas diferentes a las cuales se les realizó una evaluación sensorial con 51 panelistas no entrenados para determinar el grado de aceptación. En base a los resultados obtenidos en esta prueba se realizó una caracterización física y química a la mermelada mejor aceptada, los resultados obtenidos son los siguientes: ph=4; °Brix=67,24; cenizas= 0.3%, humedad=21%. La mermelada analizada cumple con los requisitos exigidos por las Normas Mexicanas para este tipo de productos en cuanto a °Brix y humedad pero no así con los límites establecidos para pH ya que según la Norma Mexicana establece un valor máximo de 3.5 de pH para una mermelada de durazno. Las poblaciones de mohos y levaduras fueron inferiores a 10 UFC/g, las cuales se encuentran por debajo del límite mínimo establecido por la NOM-111-SSA1-1994. ABSTRACT. Fruits and vegetables provide a wide variety of foods, in addition to playing an important role in the human diet, as they are the main source of vitamin, minerals and fiber. To take advantage of these products in the long term, it is necessary to transform them by using different methods of conservation. We evaluated the possibility of a jam from the combination of honey-carrot-peach, for it was proposed three different formulas which underwent sensory evaluation with 51 untrained panelists to determine the degree of acceptance. Based on the results obtained in this test was carried out physical and chemical characterization jam better accepted, the results are as follows: pH = 4; ° Brix = 67.24; ashes = 0.3% Moisture = 21%. The jam analyzed meets the requirements of the Mexican Standards for these products in terms of ° Brix and moisture but not with the limits for pH since according to the Mexican standard sets a maximum value of 3.5 of pH for a jam peach. Populations of molds and yeasts were below 10 CFU / g, which is below the minimum limit set by the NOM-111-SSA1-1994. Palabras clave: Mermelada, Miel, Zanahoria, Durazno. ÁREA: Desarrollo de Nuevos Productos INTRODUCCIÓN. En 2008 se exportaron 30,886 toneladas de miel, de las 55,271 toneladas producidas en el país con un valor de 83.8 millones de dólares, cifra récord en los últimos 15 años, siendo sus principales destinos Alemania, Gran Bretaña, Arabia Saudita, Suiza, Estados Unidos y Japón. De esta manera la miel mexicana cotizada a nivel mundial por su alta calidad, se ocupa entre los tres primeros lugares del subsector pecuario como generadora de divisas

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por concepto de exportación (SAGARPA, 2009). De acuerdo a la información disponible por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, 139 países reportan producción de miel de abeja, ofertando en su conjunto, en 2008, 1.5 millones de toneladas. La tasa media de crecimiento anual de la producción mundial de este alimento entre 2000 y 2008 fue por 2.3%. Las mayores tasas de crecimiento a nivel país se ubican en el Continente Asiático, donde sobresale China con 24.5 %, lo que le permite mantenerse como el principal productor mundial; Turquía con 5.4 % con lo cual se ha consolidado en el segundo escaño al igual que Argentina y Ucrania con 5.0 %, gracias a lo cual ascendió en forma importante en el concierto mundial, se ubica como el cuarto productor. Otras naciones que han mostrado un importante desarrollo son Etiopía con 6.3 % de crecimiento anual, con lo que se ubica como el 9º productor (Claridades agropecuarias, 2010). En el 2009 Puebla tuvo una producción de tres mil toneladas, ocupando el séptimo lugar a nivel nacional en la producción de miel. Este producto cumple con estándares de calidad exigidos a nivel internacional como el aspecto visual, olfativo, gustativo, y táctil (consistencia y cristalización); características que le han permitido insertarse en el mercado exterior. Siendo México un país que produce miel de alta calidad pero donde el consumo de la misma es menor a 350 gramos al año por persona, contra más de 1kg al año en Europa. Zanahoria (Daucus carota). La zanahoria pertenece a la familia de las umbelíferas, que producen una raíz cónica de color generalmente naranja, riquísima en provitamina A y D. Prefiere terrenos de medio empaste, hasta ligeramente arcillosos, pero no fuertes y compactos, ni arenosos y sueltos.

Durazno (Prunus persica). El durazno tiene su origen en la antigua China. Aunque fue debido a los persas que a través de las rutas comerciales de las montañas fueron difundidos, de ahí su nombre persica. Fruto globoso amarillento con tonalidades rojizas en la parte expuesta al sol. El árbol es de altura moderada, hay variedades que producen frutos de hueso fácil de separar y pegado a la pulpa. (Ordoñez, 1988).

Es una planta bastante rústica, aunque tiene preferencia por los climas templados. El elemento constitutivo más importante de las zanahorias es el caroteno que en el cuerpo humano se transforma en vitamina A. Ninguna otra hortaliza o fruta contiene cantidades comparables de esta vitamina que, entre otras virtudes, mejora la vista. Al tratarse de una raíz, absorbe los nutrientes y los asimila en forma de azucares también tiene alto contenido de fibra y azúcar. La zanahoria en México presenta un gran potencial, tanto en el mercado nacional que consume cerca de 80% de la producción en fresco, como en el de exportación, qué se fundamenta en la calidad del producto, así como en las ventajas geográficas y climáticas (Seymour, 1980).

La zanahoria es una de las hortalizas con mayor demanda en México y el mundo; en nuestro país ha crecido significativamente en los ultimos años manteniendose como segundo mejor a nivel mundial. La producción de zanahoria en el estado de Puebla ocupa el tercer lugar a nivel nacional, y el consumo es de 2.49 kg/por habitante. En tanto que del durazno se producen anualmente 170 000 toneladas, ocupando el séptimo lugar a nivel nacional siendo el consumo per cápita de 2.4 kg anual.

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Una posible utilización de durazno y zanahoria será la obtención de una mermelada mediante la sustitución de azúcar por miel, lo cual ofrecería una alternativa al consumo de estos productos cuya ingesta es baja dentro de la población. MATERIALES Y MÉTODOS. Para el desarrollo de las formulaciones se consideraron las siguientes variables: a) uso de una dilución de miel/agua, b) diferente agente gelificante c) utilización de azúcar o miel. Una vez obtenidas las tres formulaciones propuestas, se evaluaron las características sensoriales. Se establece previamente la relación en solución de miel-agua con el fin de conocer la variabilidad en grados Brix. Las variables que se consideraron para el desarrollo de formulación de mermelada fueron las siguientes: 1) Goma Xantana como agente gelificante, jarabe de miel y una cantidad de azúcar (X). 2) Pectina como gelificante, jarabe de miel y una proporción de azúcar (P). 3) Pectina como agente gelificante y azúcar como edulcorante (PA). Materia prima. Se utilizó durazno criollo (Prunus persica) adquirido de la central de abastos de la ciudad de Puebla, Puebla. La zanahoria se adquirió en la central de abastos de la ciudad de Puebla, y la miel de la cosecha de Otoño-Invierno 2010 procedente de la comunidad de Xalizintla, Puebla. Zanahoria: se seleccionó la verdura separando la que este en mal estado, golpeada o putrefacta, acto seguido se lavó y pesó el producto. Se procedió al corte del cuello para separar la raíz del tallo, ya que se ha hecho esta selección se puso a hervir la raíz en agua durante 20 minutos, ya que ha hervido la zanahoria se separó del agua y se cortó en pequeños trozos, se machaca en mortero y se obtiene la pulpa. Durazno

Preparación de mermelada: una vez que se tiene la pulpa de durazno y zanahoria, ambas se sometieron a cocción en la solución de miel/agua hasta alcanzar 85ºC durante 10 minutos, luego se adicionó el azúcar, el ácido cítrico y el conservador previamente pesados manteniendo esta temperatura durante 10 minutos, después de este tiempo se agregó el agente gelificante, (xantana o pectina), se continuó con la cocción durante 5 minutos y se midieron los grados Brix. Se envasó la mermelada a temperatura de 85ºC en frascos de vidrio.

: se seleccionó la fruta bajo el mismo criterio de la zanahoria, se lavó y pesó el durazno. Se procedió a escaldar y pelar en una solución NaOH al 5% en agua caliente a 80°C, en una cacerola de acero inoxidable, colocándolos en una red de plástico durante 1 a 2 minutos así la piel se desprendió sola, después se lavó con agua para eliminar los residuos y se retiró el hueso, se mezcló y agito con cuchara hasta una homogeneización y así obtener la pulpa.

Para la formulación PA, la pulpa de durazno-zanahoria se sometieron a cocción con agua y el 50% de azúcar hasta alcanzar 85ºC durante 10 minutos, después se agregó la cantidad restante de azúcar al mismo tiempo que el ácido cítrico y el conservador previamente pesados manteniendo la temperatura 10 minutos más, finalmente se adicionó el agente

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gelificante (pectina) y continuó con la cocción durante 5 minutos más, finalmente se midieron los grados Brix. La formulación mejor aceptada posee sacarosa 130g., Ácido Cítrico 3 g., Miel 120 ml., Pectina 6 g., durazno 320 g., Zanahoria 320 g., Benzoato de sodio 1g., Agua Purificada 100 ml, se descartó la xantana por que la mermelada presentaba características de dureza. Se le determino análisis fisicoquímico y microbiológico, así como al producto terminado la evaluación sensorial y de costos siguiendo los métodos que a continuación se mencionaran.

Tabla 1. Análisis Fisicoquímico y microbiológico.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN. Para el análisis microbiológico se observó que la mermelada elaborada con miel-zanahoria-durazno presenta menos de 10 UFC para hongos y levaduras, este valor es menor al que establece la NMX-F-130-1982 de 20 UFC para mermelada de durazno.

Tabla 2. Análisis Microbiológico de mermelada de miel-zanahoria-durazno.

*NOM-111-SSA1-1994, método para la cuenta de mohos y levaduras en alimentos. Lo que muestra que este producto fue elaborado bajo condiciones sanitarias adecuadas, que es seguro y no presenta algún riesgo sanitario para el consumidor.

Tabla 3. Análisis Químico proximal.

DETERMINACIÓN. MÉTODO REFERENCIA Humedad Termobalanza NOM-116-SSA1-1994 Grados Brix Refractometría NMX-F-103-1982 Cenizas calcinación NMX-F-607-NORMEX-2002 pH Potenciometría NMX-F-317-S-1978 Hongos y levaduras Vertido en placa NOM-111-SSA1-1994

Determinación Resultado Referencia* Cuenta de hongos filamentosos UFC/g < 10 Max. 100 UFC/g Cuenta de hongos levaduriformes UFC/g < 10 Max. 100 UFC/g

Determinación Resultado Referencia Humedad % 21 38 Cenizas % 0.3 0.1

Mínimo Máximo Valor de pH (NMX-F-130-1982)

4.0 3.0 3.5

Sólidos solubles º Brix (NMX-F-130-1982

62 64 -

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No existe una Norma Oficial Mexicana que establezca valores de referencia en cuanto a humedad (21%) y cenizas (0.3%) para mermelada obtenida, por lo que se tomó la referencia a las reportadas cuyo valor es menores afectándole el tratamiento térmico utilizado al elaborar el producto, la cantidad de cenizas demuestra la cantidad de pulpa de proporcionada por la fruta y la hortaliza (Muñoz y Ledesma, 2002). Se compara la Norma para mermelada de durazno con los obtenidos pH (4.0) presenta ligero aumento debido a reducción en los niveles de azúcar y sólidos solubles (62%) cuyos valores obtenidos son bajos por una probable interacción de lo sólidos del durazno con la fibra dietética de zanahoria, otra consecuencia es que aumenta la probabilidad de crecimiento de microorganismos por lo que se hace uso de conservadores para garantizar la seguridad del producto (Paladi and Tatarov, 2008). Tabla 4. Resultado de Análisis sensorial de mermelada de Miel-Zanahoria-Durazno a,b letras diferentes presenta diferencia significativa (p<0.5%) Sensorialmente al analizarse con panelistas no entrenados, ambos sexos y utilizando una escala Bipolar, estructurada de 5 puntos. Se establece una comparación con las variantes de xantana(X), solo pectina (P) y pectina-azúcar (PA), no existiendo diferencia significativa (p< 0,05) en color, olor y sabor en muestras X, P pero si denotando que en olor, color y sabor la muestra PA sensorialmente se detecta como una formulación diferente que agrada más al panelista. La apariencia general indica que X y P existe diferencia, la muestra PA con la muestra X no presenta diferencia, mientras que la muestra P con la muestra PA si existe diferencia, demostrando que si se percibe la existencia de una mermelada con xantana, con pectina y con pectina azúcar. El análisis de costo nos señala que tendría un precio público de $40.00 Pesos el kilo de mermelada de miel-durazno-zanahoria demostrando su viabilidad comercial, así como tener en cuenta que se tendría una depreciación del costo si la producción fuera en cantidades mayores, además se recomienda la elaboración de mermelada en temporada de cosecha de durazno, así como comprar directamente con proveedores ya que ofrecen precios de mayoreo.

Muestra Color Olor Sabor Apariencia G. X 5.43 a, b 5.71 a, b 5.61 a, b 5.45 a, b

P 5.35 a 5.39 a 5.67 a 5.82 a

PA 5.22 a, b 5.35 a, b 4.80 a, b 5.41 a, b

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CONCLUSION. La Formulación P de mermelada a base miel-zanahoria-durazno, obtuvo resultados que cumplen con las especificaciones exigidas para una mermelada y microbiológicamente cumple con los valores establecidos en la Norma Mexicana para mermelada de durazno además tiene una buena aceptación sensorial. Es factible la producción de mermelada de miel-zanahoria-durazno, como producto se encuentra dentro de los costos promedios del mercado. REFERENCIAS. Codex Alimentarius Commission. CODEX STAN 12-1981. Revised Codex Standard for Honey;

1987. Disponible en: http://www.codexalimentarius.net/web/standard_list.jsp. Consulta 01/10/2011.

Paladi D. and Tatarov P. 2008. Physical-chemical characteristics of the taste of jam type products. The Annals of the University Dunarea de Jos of Galati. Fascicle VI. Food Technology, New Series Year II (XXXI), Pag. 66-70

Dutsman J. 1993; Honey, quality and its control. (9): 648-651 Echazarreta M. y Col. 1997, Beekeeping in the Yucatan peninsula: development and current status.

Bee World; 73:3 115 – 127. Negrete y Villagómez, 2004. Industrialización de frutas y hortalizas, Secretaría de la Reforma

Agraria. Disponible en: www.sra.gob.mx/internet/infomación_general/programas/fondo_tierras/manuales/Indust_de_frutas_y_Hortalizas.pdf

Rangel R. 2004.Productos de la colmena recolectados y procesados por la abeja: Miel, polen y propóleo Apiterapia y Bioactividad. Revista del Instituto nacional de higiene Departamento de Ciencia de los Alimentos, Facultad de Farmacia y Bioanálisis, Universidad de los Andes, Mérida. INHR 35:2. Disponible en http://www.scielo.org.ve/scielo.phppid

Sancho M. y Col. 1992, Aging of honey. J Agric Food Chem; 40:134-138 Youshimatz, 2006. Control de costos de alimentos y bebidas Primera Edición, México, Trillas.

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ELABORACIÓN DE UNA GOLOSINA TIPO GOMITA ADICIONADA CON FIBRA Y BAJA EN AZÚCARES.

Moreno Hernández M. a, Zúñiga Molina B. E. a, Navarro Cruz A. R. a *, Vera López O. a, Aguilar

Alonso P. a, Melgoza Palma N.

a

a

*


[email protected].

RESUMEN: Disfrutar del dulce placer de un confite, mermelada, chocolate, o cualquier otro dulce, sin tener que preocuparse por el elevado nivel de azúcar que dejará en la sangre, es un alivio para quienes padecen diabetes. Así mismo, este tipo de dulces apoya el consumo saludable de un creciente número de personas, más conscientes de los cuidados en su salud. Es por esto que en éste trabajo se planteó la realización de un producto que pueda consumirse como una golosina pero sin azúcar añadido. La consistencia de la golosina tipo gomita fue considerada muy similar a la de una gomita simple de dulce, que se logró con una serie de combinaciones entre diferentes gomas, logrando la consistencia deseada, con una combinación de pectina, grenetina e inulina. Se realizó una evaluación sensorial con 50 panelistas no entrenados y una escala hedónica de 5 puntos, obteniéndose calificaciones en general cercanas a 4 (me gusta). Los resultados del análisis físico químico y microbiológico demostraron buenas prácticas de manufactura y se resalta su contenido de fibra (8%) que determinaría que el producto sea no solo bajo en calorías sino funcional. ABSTRACT: To enjoy the sweet pleasure of a confection, jam, chocolate, or other sweet, without having to worry about high level of sugar in blood, is a relief for those with diabetes. Furthermore, this kind of candy supports healthy consumption of a growing number of people, more aware of their health care. This is why in this paper we decided to carry out a product that can be consumed as a candy but without added sugar. Consistency gummy candy type was considered very similar to a common jelly candy, which was obtained with a series of combinations of different gums, achieving the desired consistency, with a combination of pectin, gelatin and inulin. Sensory evaluation was performed with 50 untrained panelists, and a 5-point hedonic scale, yielding overall scores close to 4 (I like). The results of the physical chemical and microbiological analysis showed good manufacturing practices and highlights their fiber content (8%) to determine that the product is not only low in calories but functional. Palabras clave:

Gomitas de dulce, bajo en calorías, funcional

ÁREA:


INTRODUCCIÓN Disfrutar del dulce placer de un confite, mermelada, chocolate, o cualquier otro dulce, sin tener que preocuparse por el elevado nivel de azúcar que dejará en la sangre, es un alivio para quienes padecen diabetes o subidas de azúcar. Es por ello que los dulces bajos en azucares apoya el consumo saludable de un creciente número de personas, más conscientes

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de los cuidados en su salud. Una cualidad del mercado que comienza a ser muy atractiva para los productores (Salgado, 2011).

En los últimos años ha aumentado la preocupación acerca del rol que las golosinas juegan en la alimentación infantil. Se entiende por golosinas aquellos alimentos industriales, nutricionalmente desbalanceados y con un alto contenido de hidratos de carbono, grasas o sal. El desbalance de estos alimentos hace que entren a una categoría de “comida chatarra” concepto que, además, los relaciona con una categoría de alimentos percibidos socialmente como no saludables (Jackson, 2004). Los consumidores actuales son exigentes y valoran significativamente los productos que se ajustan a sus necesidades además de superar sus expectativas. Es por ello que cada día hay un mayor número de productos de esta categoría, con diferentes atributos, dirigidos a públicos específicos. A la vez, se han creado subcategorías como chocolates y confites saludables, estacionales o por temporada, para adultos, para niños, entre otras (Salgado, 2011).

MATERIALES Y MÉTODOS

Materias primas básicas: Xantana, Grenetina, Inulina, Pectina, Sucralosa, esencias y colorantes naturales, ácido cítrico. Medios de cultivo para determinación de mesofílicos aerobios, hongos y levaduras.

Material y equipo: Termobalanza Ohaus modelo MB45, Mufla Lindbergh modelo SM

, Potenciómetro Conductronic modelo pH1, Equipo de extracción Soxhlet Kimax modelo 24005, Estufa de incubación BG modelo E-41, Autoclave Cisa modelo AS-26, Contador de colonias manual Relasca modelo VRD-18.

Metodología: Para la elaboración de las gomitas se siguió la técnica reportada por la PROFECO y se procedió a elaborar las golosinas sin modificaciones para establecer las características sensoriales a las cuales se deseaba llegar. Después se realizaron diversas modificaciones en la formulación base, probando diferentes niveles de adición y combinaciones con distintas gomas de uso alimenticio así como diferentes edulcorantes no calóricos. Las diferentes formulaciones fueron evaluadas sensorialmente por medio de una escala hedónica de 5 puntos y con panelistas no entrenados, la formulación de mayor aceptación fue seleccionada para realizar los análisis microbiológicos y físico-químicos pertinentes. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Inicialmente se trabajó con Xantana, preparando mezclas con grenetina al 22% (ésta no se modificó de la formulación original, debido a que proporciona mejor cuerpo y claridad al producto. Las concentraciones utilizadas de Xantana fueron 2, 3 y 5%. Sin embargo como se puede observar en la figura 1, con cualquier % resultó un producto muy grumoso y no gelificó como se deseaba, por lo que se descartó su utilización. Como segunda opción se decidió utilizar la pectina en concentraciones de 2, 3 y 5%. En éste caso se obtuvo una golosina de una mejor textura que la anterior, y fue el 5 el porcentaje que se consideró que daba mejor resultado, sin embargo cabe indicar que la consistencia era un poco débil y pegajosa, como se observa en la figura 2.

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2% 3% 5%

Figura 1. Formulación con Xantana al 2, 3 y 5%, con base de grenetina al 22%.

2% 3% 5%

Figura 2. Formulación con Pectina al 2, 3 y 5%, con base de grenetina al 22%.

Como última opción, se seleccionó una combinación de pectina y grenetina, pues como menciona Rodríguez (2006), la pectina y la grenetina poseen sinergismo: la pectina imparte estabilidad a las gomitas elaboradas con grenetina, y la grenetina reduce la pegajosidad de las gomitas hechas de pectina. Se realizaron diferentes combinaciones de porcentajes entre estas dos gomas, obteniendo diferentes texturas (figura 3), y se seleccionó la formulación con 9% de pectina y 2% de grenetina. En este grupo de pruebas se empezó a incorporarla inulina en 3, 5 y 6% para observar su comportamiento con las gomas de la formulación, pues de acuerdo con Madrigal y Sangronis (2007) una de las principales características de la inulina es su sinergismo con agentes gelificantes, y su adición no tuvo efecto adverso sobre la textura de la golosina La principal característica de estos tres componentes de la mezcla final es su hidrofilia, la pectina por contener gran número de hidroxilos polares le permite tener la característica de atrapar grandes cantidades de agua, y por lo tanto realizar una gelificación en productos de confitería, al igual que le grenetina que es fácilmente disuelta en agua fría, lo cual le permite la rápida gelificación; o en agua caliente, que le permite mezclarse con otras sustancias, además de que ésta tiene la característica de brindarle transparencia al producto.

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En cuanto a la inulina, además de brindar al producto un porcentaje de fibra dietética considerable, también debido a su estructura con hidroxilos disponibles, la hacen ser una sustancia sumamente soluble lo cual facilita la combinación con otras gomas y lograr un sinergismo.

9-9% 9-4.5% 9-2%

Figura 3. Formulación con combinaciones de Grenetina-Pectina. Después de obtener la textura deseada, se procedió a endulzar con un edulcorante no calórico, haciendo uso de la Stevia como primer edulcorante bajo en calorías, pues se consideró una buena alternativa al ser un producto natural y hasta 300 veces más dulce que el azúcar, sin dejar amargor utilizándose en pequeñas cantidades. En el producto se utilizó un 1.6% y 0.8% sin embargo, no se obtuvieron buenos resultados, pues el sabor conferido a la golosina fue desagradable y dejaba un sabor amargo. Después se procedió a utilizar la Sucralosa, determinando el 4% como el que dejaba mayor dulzor en la golosina. Este edulcorante le confirió un agradable sabor dulce el cual, como menciona Binns (2003) es 600 veces más dulce que el azúcar normal, además de ser estable ante diferentes grados de pH y temperaturas elevadas (Barndt y Jackson, 1990). Se adicionó ácido cítrico al 1%, para brindarle al producto un sabor más fresco, ya que funge como potenciador de sabor y para ayudar a la pectina a realizar su función de agente gelificante pues ésta requiere de un medio ácido y azúcares para gelificar, y se adicionaron con colorantes de uso alimenticio y esencias naturales. En la tabla 1 se muestra la formulación seleccionada como de mayor aceptación, las cuales fueron sometidas a la evaluación sensorial:

Tabla 1. Formulación final Ingredientes (por 100 ml) %

Grenetina 9% Pectina 2% Inulina 6% Sucralosa (Splenda) 4% Ácido Cítrico 1% Esencia natural y colorante

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Finalmente, se procedió a realizar dos evaluaciones sensoriales con dos grupos de 51 y 53 panelistas no entrenados. Primeramente se realizó la evaluación sensorial con un grupo al cual solo se le mencionó que estaba evaluado una gomita dulce, este grupo arrojó resultados promedio en cada atributo de 3 (ni me gusta ni me disgusta), como se puede observar en la tabla 2, y se procedió a realizar nuevamente la evaluación sensorial pero ésta vez mencionando al nuevo grupo de panelistas que estaba evaluando una golosina baja en calorías, los resultados arrojados por éste grupo fueron más aceptables en cada atributo, llegando hasta una puntuación superior a 4 (me gusta ligeramente) (tabla 2).

Tabla 2. Evaluación sensorial de las gomitas sin azúcar con dos tipos de población

Apariencia Sabor Color Olor Textura Población sin conocimiento de la muestra n=51

3.57±0.78 3.12±1.12a 3.92±0.84 a 2.75±0.84 4.02±0.81a a

Población con conocimiento de la muestra n=53

4.32±0.70 4.00±0.83 4.26±0.86 3.04±0.88 4.34±0.76

a

Como se puede observar en los resultados emitidos por la evaluación sensorial, existe una diferencia notable entre los dos grupos de panelistas en atributos como apariencia, olor, sabor y textura, lo que significa que el grupo de panelistas que tenía información del producto es influenciado al mencionar que es un producto bajo en calorías, tendiendo a verlo de una manera más benigna cuando es para un régimen especial.

, existe diferencia significativa, p< 0.05

Finalmente, se realizaron los análisis fisicoquímicos y microbiológicos correspondientes. Los resultados promedio obtenidos de cada prueba fisicoquímica se indican en la tabla 3.

Tabla 3. Resultados promedio de las determinaciones fisicoquímicas Determinación Promedio

Humedad (%) 80.9 pH 3.2 Cenizas (%) 0.12 Fibra dietética (%) 8.0

El pH promedio obtenido fue inferior a 4, lo cual a la vez de proteger al producto del crecimiento microbiano, colabora en una sensación de frescura aceptable entre los panelistas, no se reporta en la norma valor límite para el pH, pero debido a que se trata de una golosina ácido-dulce, el pH conferido sería aceptable.

En cuanto a la cantidad de fibra obtenida en el estudio (8%), se considera adecuada, ya que cubre aproximadamente la tercera parte de la ingesta diaria recomendada de 30g, como menciona Madrigal y Sangronis (2007), la presencia de inulina en un producto es

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condición suficiente para considerar a este producto como “alimento funcional”, que es aquel que contiene un componente con actividad selectiva beneficiosa.

En cuanto a el análisis microbiológico, aunque en México no existe una norma que indique especificaciones sanitarias para las gomitas, se optó por tomar como referencia algunas especificaciones internacionales, las cuales indican que en cuanto a hongos y levaduras, que es permisible un máximo de 3 x102

UFC/gr, y el resultado arrojado en este estudio estuvo dentro de estas especificaciones.

CONCLUSIONES

La elaboración de confites saludables como una golosina tipo gomita adicionada con Inulina como fibra y baja en azúcares, es una buena alternativa para contrarrestar problemas de obesidad en niños, también es una buena opción para la población diabética, pues al ser endulzado con un edulcorante diferente al azúcar, les proporciona mayor seguridad y tranquilidad al momento de consumir éste producto.

Se logró la obtención de la consistencia deseada en el producto, llevándolo a la mayor similitud de una goma normal de dulce, lo que fue determinante en su aceptación como una golosina tipo gomita. Los resultados arrojados por la evaluación sensorial mostraron que el producto podría comercializarse, pues fue aceptado en todas sus características, principalmente el sabor, que es una de las características más difíciles de llevar al agrado de la población.

REFERENCIAS Barndt, R. L. y Jackson, G. (1990). Stability of sucralose in baked goods. Food Technology

44(1):62-6. Binns, N. M. (2003). Sucralose: Alt sweeteners and light. Nutrition bulletin/BNF / British Nutrition

Foundation 29(1):53-8. Jackson, P., Romo, M., Castillo, M. y Castillo-Duran, C. (2004). Las golosinas en la alimentación

infantil. Análisis antropológico nutricional. Revista Médica de Chile 132:1235-1242. Madrigal, L. y Sangronis, E. (2007). La inulina y derivados como ingredientes claves en alimentos

funcionales. Archivos Latinoamericanos de Nutrición 57:4:387-396. Rodríguez, V. (2006). Las gomas: excelencia en funcionalidad. Industria Alimentaria 43-45. Salgado, C. (2011). Sabores, texturas e innovación. Revista Alimentos 2:5:18-20.

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GEL DE SÁBILA (ALOE VERA) Y MIEL DE AGAVE SPP. COMO

MEJORADORES DE LA TEXTURA Y SABOR DEL “PAN ESPAÑOL” BAJO EN GRASA.

*Bautista Justo M.a, Ramírez Porras E.C.a, Camarena Aguilar E.A.a, León Galvan M.F.a,

Martínez Soto Ga

.

a

Ex Hacienda El Copal k.m. 9 carretera Irapuato-Silao, C.P. 36500, Guanajuato, Gto, México. Universidad de Guanajuato, Campus Irapuato-Salamanca, División Ciencias de la Vida.

* [email protected]

RESUMEN: Se desarrollaron 4 formulaciones de pan español sustituyendo la grasa por gel de sábila y el azúcar por miel de agave en diferentes proporciones. Se llevó a cabo la evaluación sensorial de los mismos, siendo los de mayor agrado el pan que contiene en su formulación sábila y el que contiene sábila y miel de agave. Se realizó el análisis químico de estos panes y además se realizó la determinación de la capacidad antioxidante. Paralelo a lo anterior, se evalúo un pan comercial. Los resultados revelaron una reducción importante en el contenido de materia grasa (de 2.82 y 3.17 g/100g materia seca respecto al pan testigo de 9.29% y el pan comercial de 19.6%). El contenido de proteína se aumentó ligeramente en comparación con el pan comercial (de 12.21 g/100g materia seca a 13.6 g/100g materia seca). Los niveles de fibra dietética total se incrementaron de 6.42 a 14.41 g/100g materia seca. Se concluye que las muestras que contienen gel de sábila y miel de agave en su formulación mejoraron su calidad nutrimental, debido a que se aumento su contenido en fibra y se redujo el contenido de grasa y azúcar, siendo una opción saludable para los consumidores. ABSTRACT: Four formulations were developed “Spanish bread” substituting fat for aloe vera gel and agave nectar for sugar in different proportions. Was conducted sensory evaluation thereof, being the most liked the bread that contains in its formulation aloe vera and the bread that contains aloe and agave nectar. Chemical analysis was performed of these breads are made, and also the determination of antioxidant capacity. Parallel to this, we evaluated commercial bread. The results revealed a significant reduction in the fat content (2.82 and 3.17 g/100g dry matter relative to control bread of 9.29% and 19.6% commercial bread). The protein content was increased slightly compared with the commercial bread (dry matter 12.21 13.6 g/100g g/100g dry matter). The total dietary fiber levels increased from 6.42 to 14.41 g/100g dry matter. It is concluded that the samples containing aloe vera gel and agave nectar in its formulation improved nutritional quality, because they increase their fiber content and reduced the fat and sugar content, being a healthy choice for consumers. Palabras clave:

Pan español, sábila, agave

ÁREA:


INTRODUCCIÓN En la actualidad, la panadería funcional está alcanzando una gran popularidad debido principalmente al tipo de productos más saludables que ahora se ofertan como: panes libres

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de ácidos grasos Trans, sin colesterol, bajos en grasas, con cero azúcar, altos en fibra dietética, entre otros; cada día estos productos tienen una mayor demanda por el incremento en los índices de obesidad y enfermedades cardiovasculares tanto en la población adulta como infantil. Existen ingredientes como substitutos de grasa o azúcar que se utilizan para superar precisamente los problemas tecnológicos en la elaboración del pan, considerando también el aspecto sensorial que es la base de la aceptación de este tipo de productos especialmente formulados (Bakers Federation, 2009). El pan español es blanco, salado, con pocos ingredientes, dentro de los cuales se encuentran la manteca vegetal y el azúcar refinado, ambos perjudiciales para la salud. A pesar de que las bondades del pan integral se conocen muy bien, la gente prefiere todavía el pan blanco, es por ello que este trabajo se enfoca en el desarrollo de un “pan español” bajo en grasa y azúcar substituyendo la grasa por el gel de sábila (Aloe vera) y el azúcar por miel de Agave mapisaga. De esta forma se conservará como pan blanco pero con fibras benéficas a la salud. La miel de agave es un edulcorante natural obtenido de la extracción de los azúcares del agave. Se puede obtener por evaporación del aguamiel, el cual tiene en su composición 2.48g de fructooligosacáridos/100mL de aguamiel de Agave atrovirens Karw. Los fructanos se consideran ingredientes funcionales debido a que reducen el riesgo de enfermedades como la diabetes estimulando el sistema inmunológico corporal, en el colon disminuyen los niveles de bacterias patógenas, previenen el estreñimiento y reducen el riesgo de cáncer colorectal. La miel de agave presenta diversas ventajas: Es 1.4 veces más dulce que el azúcar de mesa, resalta los sabores naturales de los alimentos, no se cristaliza en bajas temperaturas, es 100% soluble en cualquier alimento o bebida, conservación hasta por 1 año (Martínez et al, 2006). Con el objeto de substituir a los antioxidantes sintéticos en años recientes se han estudiado una gran variedad de antioxidantes naturales que se encuentran en el té verde, frutas, hierbas y el aloe vera (Grindalay and Reynolds, 1985). La mayor parte de la hoja de Aloe vera es un gel, que es aproximadamente 99% agua. El otro 1% contiene más de 75 nutrientes conocidos, incluyendo 20 minerales, 12 vitaminas, 18 aminoácidos, 200 compuestos llamados fitonutrientes en un plan activo, las enzimas y, por supuesto, agua (Group III, 2010). El gel de sábila funciona como un hidrocoloide, esto puede influir positivamente en la textura del pan, aumentando la viscosidad de las mezclas, contribuyendo a la estabilidad de la emulsión durante el procesamiento y primeras etapas de cocción. MATERIALES Y MÉTODOS Panificación. La fórmula básica para el pan testigo fue la siguiente: 100 g de harina, 1.65g de sal, 10 g de azúcar, 1.25g de levadura, 1g de mejorante, 10g de grasa y 56 mL de agua. A partir de la

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fórmula básica, se desarrollaron 4 formulaciones de pan español: F2: 50% menos azúcar y grasa; F3: 50% menos azúcar y grasa y 20g de gel de sábila; F4: 75% menos grasa, 100% menos azúcar y 10g de miel de agave; F4: 75% menos grasa, 100% menos azúcar, 20g de gel de sábila y 10g de miel de agave. Procedimiento. Primero se preparó la masa madre mezclando de 70g de harina y 1.4g de levadura, se mezclaron con agua y se dejó reposar una noche. Posteriormente se pesaron los demás ingredientes y se mezclaron junto con la masa madre, a excepción de la sal, que se agregó una vez homogeneizados los demás. Se dejó reposar toda la noche. Después se batió nuevamente la masa a velocidad 2 por aproximadamente 10 minutos hasta formar la red de gluten. Se pesaron porciones de aprox. 50g de masa, se bolearon y se colocaron en charolas ligeramente engrasadas. Se fermentaron las piezas a 35°, durante 60 minutos. Se hornearon las piezas a 300°C de 20 a 30 minutos. Se dejaron enfriar para realizar el análisis sensorial. Parte de las muestras se secaron en un horno con aire a 100ºC, se molieron en un mortero y se almacenaron en bolsas cerradas a temperatura ambiente, para su posterior análisis. Análisis sensorial Se hizo una prueba sensorial afectiva con 60 jueces no entrenados, alumnos y profesores de la carrera de Ingeniería en alimentos. Se pidió a los evaluadores que calificaran las muestras de acuerdo con la siguiente escala hedónica: 9.Me gusta muchísimo, 8.Me gusta mucho, 7.Me gusta moderadamente, 6.Me gusta poco, 5.No me gusta ni me disgusta, 4.Me disgusta poco, 3.Me disgusta moderadamente, 2.Me disgusta mucho y 1.Me disgusta muchísimo. A las 2 formulaciones con mayor aceptación y al pan testigo se les realizaron los análisis químicos correspondientes (Sancho et al., 1999) Análisis químico El análisis químico se realizó empleando las técnicas de la AOAC (AOAC, 1990), se determinó la humedad (método 935.29), contenido de proteína (Nx6.25) (método 978.04), lípidos (método 920.39), fibra cruda (método 962.09), cenizas (método 923.03), los carbohidratos se calcularon por diferencia, fibra dietética total (método 985.29). Partiendo del análisis químico proximal, se calculó el contenido energético multiplicando el contenido de proteínas e hidratos de carbono x 4 y los lípidos x 9. Paralelo a lo anterior, se realizaron los análisis a un pan comercial. Determinación de la capacidad antioxidante. Este análisis se realizó por el método de Reacción de Compuestos Fenólicos en el Radical Estable 2,2-difenil-1-picril hidracilo (DPPH) usado como radical libre (Brand et al., 1995). Procesamiento de datos. Se hizo un diseño completamente aleatorio para 4 tratamientos (Testigo, Pan de panadería y las dos formulaciones con mayor aceptación), con 3 repeticiones. Las variables estudiadas fueron: cada una de las determinaciones del análisis proximal y sensorial. Se hizo un

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análisis de varianza y la diferencia entre medias se estableció aplicando la prueba de Tukey con un nivel de confianza del 95 %. Para ello se empleó el programa Statgraphics Plus Versión 5.1. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Evaluación sensorial de los panes. En la Tabla 1 se muestran los resultados de la evaluación sensorial. Se observa que en la textura se presentó una ligera mejora entre los tratamientos. La grasa es el principal responsable de la textura en el pan, por lo que reducir este ingrediente provocará migas menos suaves; no obstante, al agregar miel de agave a las formulaciones, la textura se mantuvo ya que actúo como suavizante resultando ser un buen sustituto de la grasa. Así mismo se agregó gel de sábila con el propósito de tener una mayor retención de agua, esta activa las proteínas de la harina para que la masa adquiera textura blanda y moldeable. En el sabor, se presentaron diferencias significativas entre las formulaciones F2 y F4 con respecto a F5. El sabor del pan procede de multitud de elementos intervinientes de forma conjunta en la masa, desarrollando procesos enzimáticos y no enzimáticos (como puede ser la reacción de Maillard), por lo que quitar cierta cantidad de azúcar o grasa y añadir miel de agave o sábila, provocan cambios en el sabor debido a las diferencias en su composición. Los panes con mayor aceptación fueron las formulaciones F3 (Sábila) y F5 (Sábila/miel de agave), por lo que se procedió a realizar los análisis correspondientes. Tabla 1. Análisis estadístico de las pruebas sensoriales de los panes experimentales

Testigo Media ± σ

F2 Media ± σ

F3 Media ± σ

F4 Media ± σ

F5 Media ± σ

Color 6.82 ± 1.21 6.00 ± 1.18a 7.05 ± 1.11b 6.63 ± 1.07acd 7.13 ± 0.95ad acde

Olor 6.82 ± 1.32 6.90 ± 1.07a 6.98 ± 1.29a 6.87 ± 1.14a 7.47 ± 1.17a

Textura b

6.90 ± 1.24 6.88 ± 1.04a 6.92 ± 1.00a 6.77 ± 1.34a 7.20 ± 1.22a

Sabor a

6.70 ± 1.55 6.43 ± 1.36a 6.80 ± 1.13ab 6.30 ± 1.58ab 7.18 ± 1.27abc

Aceptabilidad general

ad

6.73 ± 1.35 6.53 ± 1.11a 6.73 ± 1.01ab 6.50 ± 1.48ab 7.17 ± 1.26abc ad

*Superíndices distintos en la fila indican diferencia significativa entre los tratamientos (p<0.05). Análisis químicos. En la figura 1 se muestran los principales resultados de los análisis químicos. El contenido de proteínas fue menor en el pan comercial (12.21%) en comparación con los demás. Esto debido a que los panes experimentales se elaboraron con una harina para todos los usos que se adquirió en un supermercado y es de mayor calidad que la que se usa en las panaderías. Esta harina se caracteriza por tener un mayor contenido de gluten. En tanto al contenido de lípidos, las muestras con menor porcentaje en grasa fueron, la F3 con un porcentaje de 2.82% y la F5 con un porcentaje de 3.17%, con lo cual se cumple uno

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de los objetivos que es reducir el contenido de materia grasa. En comparación con el pan comercial que contiene 19.60% de los lípidos, los panes experimentales presentaron una reducción de grasa de 83.82 a 85.61%, lo cual es muy significativo para la salud. En cuanto a la fibra dietética total, se puede apreciar que la muestra con mayor valor fue la F3 con 14.41%. Las fuentes de fibra dietética de estos panes son la sábila, la miel de agave y la harina, se han informado contenidos de fibra dietética de 3.3% en harina de trigo refinada y 7.8% en la harina de 84% de extracción (Wenzel and Layolo, 2000). Los valores encontrados en este trabajo indican que la mayor parte de la fibra es soluble, estos polisacáridos provocan y aceleran la secreción de ácidos biliares y de colesterol; estos se unen a la fibra y se eliminan en las heces reduciendo la posibilidad de su reabsorción (Brand et al., 1995). El valor de la fibra dietética de estos panes es como un ingrediente que mejora la textura y sustituye a la grasa, más que por sus características fisiológicas debido al bajo contenido y demás constituyentes de los panes. Figura 1. Análisis químico g/100g materia seca Adicional a lo anterior, el contenido de cenizas se incrementó de 1.65% (pan comercial) y 1.67% (Testigo) a 2.40 y 2.10% para las formulaciones F3 y F5 respectivamente. Esto debido a que el gel se sábila es rico en minerales. El contenido energético por pieza de pan (50g) fueron los siguientes: Pan comercial 186.49 kcal., Testigo 166.66 kcal., F3 (Sábila) 133.57 kcal. y F5 (Sábila/Miel de agave) 148.6 kcal. Capacidad antioxidante. En la tabla 2 se muestran los resultados correspondientes en la capacidad antioxidante. Se puede observar que existen diferencias significativas en todas las muestras. Es importante destacar que los panes de la muestra F3 y F5 obtuvieron un porcentaje mayor en esta variable con un 66.78% y 62.64% respectivamente, aportado principalmente por el gel de sábila. Así mismo, la muestra testigo y el pan comercial presentó un cierto porcentaje de

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esta capacidad antioxidante, debida a que el mejorante empleado contiene dentro de sus ingredientes ácido ascórbico. Tabla 2. Capacidad antioxidante (g/100g peso seco)

Testigo Pan Comercial

F3 (Sábila) F5 (Sábila/Miel de agave)

Capacidad antioxidante

21 ± 1.781

13.35 ± 1.60a 66.78 ± 2.72b 62.64 ± 2.13c d

*Superíndices distintos en la fila indican diferencia significativa entre los tratamientos (p<0.05). 1. Extracto acuoso. CONCLUSIONES Los panes con gel de sábila y miel de agave mejoraron sus características sensoriales y su calidad nutrimental, debido a que se aumento el contenido de fibra dietética y se redujo el contenido de grasa y, por lo tanto, el contenido energético. Aunque presentaron una ligera capacidad antioxidante, no se podrían considerar fuente de estos compuestos como los vegetales, pero sí los antioxidantes de la sábila podrían contribuir a alargar su vida de anaquel. Siendo el pan uno de los productos preferidos por los mexicanos, se considera que ofrecer opciones saludables es muy importante, dado el grave problema de enfermedades crónicas no transmisibles que actualmente aqueja al país y que se debe principalmente a la dieta. REFERENCIAS Bakers Federation. 2009. The role of bread in the british diet. [Consultado en internet].

www.bakersfederation.org.uk Brand W., Cuvellier, M. E. y C. Berse. 1995. Use of the free radical method to evaluate antioxidant

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http://www.bakersfederation.org.uk/�

http://www.oxypowder.net/�


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OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO PARA ELABORAR PASTA DE HARINA DE PLÁTANO

Hernández-Aguirre M.A.*, Osorio-Díaz P., Gutiérrez-Meráz F., Bello-Pérez L.A.

a Instituto Politécnico Nacional, Centro de Desarrollo de Productos Bióticos,Desarrollo Tecnológico. Carretera Yautepec-Jojutla, Km. 6, calle CEPROBI No. 8, Col. San Isidro, C.P.

62731, Apartado Postal 24 Yautepec, Morelos, México. *[email protected]

RESUMEN: El objetivo del trabajo fue optimizar el proceso para elaborar pasta sin gluten utilizando harina de plátano verde (Musa paradisiaca L.), empleando dos métodos: laminado y extrusión. Se usó un diseño central compuesto y análisis de superficie de respuesta. Con el método de laminado, se analizó la concentración de carboximetil celulosa (0.5 a 2.0 %) y humedad (70 a 90%) sobre las pérdidas por cocción de la pasta. Para el proceso por extrusión se analizó como variables independientes: humedad (35 al 55%), velocidad de tornillo (55 a 75 rpm) y temperatura de inicio del extrusor (70 a 86°C), sobre las pérdidas por cocción. Se utilizó un diseño central con 20 experimentos. El resultado para la optimización de los espaguetis laminados fueron: 1.25% de carboximetil celulosa y 80% de humedad, con pérdidas por cocción de 11.58 %. Por otra parte, la variables óptimas para el proceso de extrusión fueron: temperatura de inicio del extrusor, 82°C, velocidad de tornillo, 71 rpm, y 39% de humedad, con 14.49 % de pérdidas por cocción. Se validaron los modelos elaborando las formulaciones óptimas, y se obtuvieron 11.66 y 14.99%, respectivamente. ABSTRACT: The objective of the study was to optimize the process to made gluten-free pasta, with unripe banana flour (Musa paradisiaca L.). Two methods (rolling and extrusion) and a central composite design and response surface analysis, were used. In the rolling method, the concentration of carboxymethyl cellulose (0.5 to 2.0%) and humidity (70 to 90%) were analyzed on the cooking losses of the pasta. In the extrusion process, the independent variables such as humidity (35 to 55%), screw speed (55 to 75 rpm) and onset temperature of the extruder (70 to 86 °C), were evaluated on the cooking losses of the pasta. The results for optimization of the rolled spaghetti were 1.25% carboxymethyl cellulose and 80% humidity, with cooking loss of 11.58%. Moreover, the optimal variables for the extrusion process were: onset temperature of the extruder, 82 °C, screw speed, 71 rpm and 39% humidity, with 14.49% of cooking loss. The theorical models were validated, and yielded 11.66 and 14.99

% of cooking loss, respectively.

Palabras clave:

Pasta, plátano, extrusión.

ÁREA:


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mailto:*[email protected]�


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INTRODUCCIÓN El gluten (conjunto de proteínas) es fundamental para la producción de una gran variedad de alimentos, incluyendo las pastas, los cuales son elaborados a partir de trigo. Las proteínas del trigo se caracterizan por un comportamiento viscoelástico típico que permite la creación de redes, lo que permite la formación de la masa óptima durante el proceso de extrusión, y es responsable de los atributos de la calidad de la pasta cocida. La sustitución de la red de gluten, para producir productos de libres del mismo, es un desafío tecnológico importante. El gluten son proteínas esenciales para la estructura de las pastas; por lo tanto, las sustancias que imitan las propiedades viscoelásticas del gluten, tal como los hidrocoloides, son siempre necesarias en los productos libres de este (Mariotti et al.,2011). Por otro lado, Ovando-Martínez et al. (2009) demostraron que en la elaboración de espaguetis sustituyendo hasta 40 % de harina de trigo por harina de plátano, estos presentaron valores mayores de almidón resistente y un incremento de la capacidad antioxidante. Se ha demostrado que la harina de plátano en estado inmaduro contienen una gran cantidad de almidón resistente atribuyéndose a la estructura granular del almidón nativo (Osorio-Díaz et al., 2008). El almidón resistente es importante, ya que numerosos estudios han demostrado que tienen funciones fisiológicas similares a las de la fibra dietética (Slavin et al., 2013). Por otro lado, elaborar productos sin gluten tiene importancia comercial y de salud, dado que es la única alternativa para personas con la enfermedad celiaca. La enfermedad celíaca es una inflamación del intestino delgado, que se desencadena y se mantiene principalmente por la ingesta de gluten de trigo y cereales afines. Se caracteriza por una respuesta autoinmune, en individuos genéticamente susceptibles, que resultan en pequeños daños en la mucosa intestinal (Matthias et al., 2001). Se ha demostrado que la enfermedad celiaca puede afectar de 0.5% a 3% de la población mestiza en México (Remes-Troche et al.,2008). El tratamiento de esta enfermedad consiste en la exclusión completa y definitiva del trigo, la avena, la cebada y el centeno de la dieta (Casellas I Jordà, 2006). MATERIALES Y MÉTODOS Se elaboraron pastas a partir de harina de plátano, usando dos métodos: laminado y extrusión. Obtención de la harina de plátano Para obtener la harina de plátano se utilizó plátano macho (Musa paradisiaca L.) en estado inmaduro, que se compró en la Central de abastos de la ciudad de Cuautla, Morelos. Los plátanos se lavaron, pelaron y cortaron en rodajas de 0.5 cm de grosor, se sumergieron en una solución de ácido cítrico (3 gL-1), posteriormente se secaron a 45°C por 48 horas, y finalmente fueron molidas y tamizadas (Malla 50, 0.280 mm), para ser almacenadas en recipientes de plástico a temperatura ambiente.

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Diseño central compuesto para pastas elaboradas por el método laminado Para encontrar los parámetros óptimos para obtener la pasta por el método laminado, se analizó el efecto de la concentración de carboximetilcelulosa (CMC) y el porcentaje de humedad (variables independientes), sobre las pérdidas por cocción en las pastas (variables de respuesta), ya que estas se consideran como un parámetro de calidad en las pastas. Se ha reportado que para considerarse una pasta de buena calidad, las pérdidas por cocción deben ser menores al 12%. Se utilizó un diseño central compuesto, que corresponde a un arreglo factorial 22

, con 5 repeticiones en el punto central, 4 puntos axiales o estrellas, 4 puntos intermedios, acumulando un total de 13 experimentos. Para la concentración de CMC se probaron porcentajes de 0.5 a 2.0 % como limites, y para la humedad de la harina se consideró de 70 al 90 %, en base a 100 g de harina en base seca. Para obtener el gráfico de análisis de superficie de respuesta, se planteó un modelo de regresión que se ajustará al diseño experimental. Se obtuvieron los coeficientes de la ecuación que describen el comportamiento de las variables dependientes durante el experimento. Una vez que se obtuvieron los parámetros teóricos el modelo fue validado.

Diseño central compuesto para pastas elaboradas por el método de extrusión Para encontrar los parámetros óptimos para elaborar la pasta por el método de extrusión, se analizó el efecto del contenido de humedad de la harina, la velocidad de tornillo y la temperatura de inicio en el extrusor (variables independientes). La concentración de CMC se mantuvo igual a la empleada en el método de laminado, eliminando esta variable del diseño. Se estudió el efecto sobre las pérdidas por cocción en la pasta (variable de respuesta). Se utilizó un diseño central compuesto que corresponde a un arreglo factorial 23

, con 6 repeticiones en el punto central, 6 puntos axiales o estrellas, 8 puntos intermedios, acumulando un total de 20 experimentos. Los intervalos de los parámetros utilizados fueron: para la humedad del 35 al 55 %, la velocidad de tornillo de 55 a 75 rpm y la temperatura de inicio de 70 al 85 °C, el contenido de la humedad de las harinas se calculó en base seca. Para obtener el gráfico de análisis de superficie de respuesta se planteó un modelo de regresión que se ajustara al diseño experimental. Se determinaron los parámetros o coeficientes de la ecuación que describen el comportamiento de las variables dependientes durante el proceso. Una vez que se obtuvieron los parámetros teóricos el modelo fue validado.

Elaboración de la pasta por el método laminado El método laminado, también conocido como tradicional o manual, es empleado para la elaboración de pastas, en el cual la harina se mezcla con diversos componentes, como huevo, sal, espinacas, etc., para después ser laminada y cortada con un rodillo para darle forma a la pasta (espagueti, tallarín, etc.). Se adicionó la CMC a la harina y se mezclaron con agua, conforme a lo reportado por Ovando-Martínez et al. (2008). Se mezclaron con una batidora (Kitchen Aid, modelo KPRA, St. Joseph, MI. USA) por 5 min, a velocidad 2, para obtener una pasta homogénea. La pasta se laminó con un rodillo de madera y se cortó con un rodillo cortador (Kitchen Aid, modelo KPRA, St. Joseph, MI. USA), para obtener la forma de espagueti. Finalmente, las pastas se secaron durante 16 h, a 40°C. Las pastas

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obtenidas se almacenaran en bolsas de polietileno, a temperatura ambiente. A través de un diseño central compuesto se obtuvo la formulación óptima de las pastas, en cuanto a concentración de CMC y humedad de las harinas. Elaboración de la pasta por el método de extrusión Para este método se utilizó un extrusor de tornillo simple. Los componentes (harina de plátano y CMC) se mezclaron con agua en una batidora (Kitchen Aid, modelo KPRA, St. Joseph, MI. USA), por 5 min, a velocidad 2, para obtener una mezcla homogénea. La mezcla fue extrudida a través de un dado con abertura circular de 3.0 mm. Las pastas se cortaron a 90 cm de longitud, a medida que salieron de la boquilla del extrusor. Después se secaron durante 16 horas a 40°C. Los espaguetis obtenidos se almacenaron en bolsas de polietileno, a temperatura ambiente. A través de un diseño central compuesto se obtuvieron los parámetros para preparar las pastas de forma extrudida. Pérdidas por cocción Se midieron con el método 66-50 de la AACC (2000). El agua de cocción de las pastas se colectó, después de cada tiempo óptimo de cocción y se evaporaron en una estufa a 105 ± 1 °C. El residuo se pesó y se reporta como el porcentaje de sólidos totales perdidos en el agua de cocción. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Diseño central compuesto y análisis de superficie de respuesta para pastas laminadas La gráfica de superficie de respuesta para las pastas elaboradas con harina de plátano por el método de laminado se muestra en la Figura 1; el máximo valor de pérdidas por cocción se encontró a bajas concentraciones de humedad y bajas concentraciones de CMC.

0.72

0.98

1.25

1.52

1.7872.93 76.46

80.00 83.54

87.07

10.5

11

11.5

12

12.5

pérdid

as por c

occión

A: humedad

B: CMC

Figura 1. Superficie de respuesta para pastas elaboradas con harina de plátano, por el método laminado. Eje de las abscisas A: humedad; B: concentración de CMC; eje de las ordenadas: % de pérdidas por cocción.

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Se muestran las ecuaciones obtenidas para la predicción del modelo de la gráfica de superficie de respuesta. Para ajustar el modelo los valores de respuesta fueron codificados aplicando logaritmo natural. Siendo la Ec. 1 para los factores codificados y Ec. 2 para los factores no codificados. El porcentaje de variación fue C.V. % =3.54 y R2

=0.6186.

[Ec.1]

[Ec.2] Los valores para el proceso teórico óptimo fueron: 80% de humedad de la harina, y 1.25% de CMC, lo cual corresponde a 11.58% de pérdidas por cocción. Una vez obtenidas las condiciones óptimas, para validar los datos, se elaboró la pasta y se encontró 11.66% de pérdidas por cocción. Diseño central compuesto y análisis de superficie de respuesta para pastas extrudidas La gráfica de superficie de respuesta para las pastas, de harina de plátano elaboradas por el método de extrusión, se muestra en la Figura 2. Las mayores pérdidas por cocción se encontraron a baja concentración de humedad y baja velocidad de tornillo.

59.05 60.75

62.45 64.15

65.85 67.55

69.25 70.9539.05

40.75

42.45

44.15

45.85

47.55

49.25

50.95

16

18

20

22

24

Pérdid

as por c

occión

A: humedad

B: velocidad tornillo Figura 2. Superficie de respuesta para pastas elaboradas con harina de plátano, por el método de extrusión. Eje de las abscisas A: humedad; B: velocidad del tornillo; eje de las ordenadas: % de pérdidas por cocción. Las ecuaciones del modelo para predecir las pérdidas por cocción se presentan en Ec. 3, para los factores codificados y Ec. 4 los no codificados. El porcentaje de variación fue C.V. %=9.93% y R2

=0.8782.

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[Ec.3]

[Ec.4]

Las condiciones teóricas óptimas del proceso se presentaron con 40% de humedad, 82°C de temperatura de inicio y 71 rpm como velocidad de tornillo, con lo cual se predijo 14.49% de pérdidas por cocción. Una vez obtenidas las condiciones óptimas, se validó el modelo, encontrándose pérdidas por cocción de 14.99%. CONCLUSIONES El diseño central compuesto fue adecuado para la optimización del proceso para elaborar espaguetis a partir solamente de harina de plátano en estado inmaduro. Las condiciones óptimas fueron las más cercanas al porcentaje de pérdidas por cocción recomendado; ya que éste es un parámetro para considerar una pasta como de buena calidad. REFERENCIAS AACC. 2000. Approved methods of the American association of cereal chemists (10th Ed). St.

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ESTUDIO DE LA FACTIBILIDAD DE ELABORAR UN PRODUCTO TIPO

MERMELADA HIPOCALÓRICA DE SANDÍA (Citrullus lanatus)

Dávila Márquez R. Ma.a*, Varillas Torres J. M.a, Navarro Cruz A. R.a, Melgoza Palma N.a, Ávila Sosa-Sánchez Ra, Lazcano Hernández M.A.

a

a

Departamento de Bioquímica-Alimentos, Facultad de Ciencias Químicas, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Ciudad Universitaria, C.P. 72550, Puebla, Pue., México

*[email protected]

RESUMEN: El problema de obesidad y la emergencia de enfermedades como la Diabetes Mellitus tipo 2 hace necesaria la búsqueda de alternativas alimentarias que permitan al consumidor disfrutar de productos que no contribuyan a los problemas antes mencionados. En el presente trabajo se elaboró un producto tipo mermelada hipocalórica de sandía empleando hidrocoloides como agentes espesantes y edulcorantes bajos en calorías o no calóricos, no se encontró en el mercado mermelada de sandía. La aceptación por jueces no entrenados fue del 100%. Palabras Clave: Mermelada, hipocalórica, hidrocoloides ABSTRACT The problem of obesity and the emergence of diseases such as type 2 diabetes require the search for food alternatives that allow consumers to enjoy products that do not contribute to the above problems. In this paper we developed a product type hypocaloric watermelon jam using hydrocolloids as thickeners and low calorie sweeteners or non-caloric, not found in the market watermelon jam. Acceptance by untrained judges was 100% Keywords: Jam, hypocaloric,

hydrocolloids

ÁREA: Desarrollo de nuevos productos INTRODUCCIÓN Se define a la mermelada de frutas como un producto de consistencia pastosa o gelatinosa, obtenida por cocción y concentración de frutas sanas, adecuadamente preparadas, con adición de sacarosa y pectinas, con o sin adición de agua o ácido. La fruta puede ir entera, en trozos tiras o partículas finas y deben estar dispersas uniformemente en todo el producto; así una mermelada se caracteriza por ser dulce, viscosa y alta en calorías. Una verdadera mermelada debe presentar un color brillante y atractivo, reflejando el color propio de la fruta. Además debe aparecer bien gelificada sin demasiada rigidez, de forma tal que pueda extenderse perfectamente. (Coronado and Rosaldo, 2011)

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Para que un producto sea considerado bajo en calorías debe contener 40% o menos calorías por porción que el alimento de referencia, si la porción es 30g o menos, ó 2 cucharadas o menos, por 50g del alimento (FDA 2004). Los edulcorantes son aquellas sustancias químicas capaces de proporcionar sabor dulce al alimento que la contiene. Las moléculas dotadas de poder edulcorante son muy numerosas (Astiasarán and Martínez, 1999). En general, no son metabolizados; por lo que no producen las calorías que generan los tradicionales hidratos de carbono; además debido a que son mucho más dulces, se usan en menor cantidad y ésta, a su vez, está limitada por las legislaciones de cada país (Badui, 1994). La sustitución de sacarosa por los edulcorantes sintéticos no siempre es sencilla, ya que este azúcar no sólo desempeña un papel como saborizante, sino que, en muchos casos, también actúa como conservador y para conferir al producto una textura y una consistencia adecuadas; esto se observa en las mermeladas y en alimentos semejantes en los que el alto contenido de sacarosa reduce la actividad acuosa a menos de 0.8 para evitar crecimiento de hongos y levaduras (Badui, 1994). Los polisacáridos son polímeros de monosacáridos formados por más de diez monómeros, son no reductores que después de ser hidrolizados resultan en un número y tipo variable de monosacáridos. La funcionalidad de los polisacáridos (propiedad, nutricional o no, que intervenga en su uso alimentario), depende de sus componentes moleculares (hexosas, pentosas), de los grupos funcionales que posean (tipo, localización y grado de sustitución), de su estructura (enlaces, grado de ramificación, grado de polimerización) y de su conformación (helicoidal, micelar, red). Para que se expresen las propiedades funcionales de polisacáridos son determinantes los enlaces no covalentes, puentes de hidrógeno, enlaces no iónicos y formación de complejos con lípidos. Entre las propiedades de los polisacáridos se puede citar: hidratación, viscosidad, y formación de geles; estas propiedades se han aprovechado en la industria de los alimentos para: retener humedad, actuar como agentes espesantes o como emulsificantes por citar algunos ejemplos (Doublier and Cuvelier, 2006) La sandia es una fruta accesible durante todo el año que aporta por cada 100g de futa consumida Ca (4mg), K (70mg), Vitaminas A, B1, Niacina y C (54µg, 0.02mg, 0.1mg y 3mg respectivamente) y cuyo contenido de agua oscila entre 96 y 97% (Vollmer et al, 1999) Estamos en una etapa de transición epidemiológica donde coinciden enfermedades transmisibles y enfermedades no transmisibles o crónicas, lo que aunado a la transición demográfica en la que existe un envejecimiento acelerado de la pirámide poblacional, hace necesario reconocer la importancia de invertir en acciones de salud y educación, a fin de

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que los grupos en edad productiva se mantengan con un mejor nivel de salud. (Córdova-Villalobos, 2006-2012) Existen variaciones significativas en la prevalencia de obesidad, sobrepeso, dislipidemias, hipertensión arterial y síndrome metabólico, en el periodo comprendido por las Encuestas Nacionales de Salud (1994-2006). El porcentaje de la población con peso mayor al deseable (índice de masa corporal mayor a 25) aumentó 13 % en el periodo de 1994 a 2000, y el cambio fue mayor (33.5 %) entre 2000 y 2006. La misma tendencia creciente se observó en el síndrome metabólico, concepto que identifica los casos con mayor riesgo de desarrollar diabetes o enfermedad cardiovascular a mediano plazo. El porcentaje de los adultos con síndrome metabólico (definido por los criterios del Programa Nacional de Educación en Colesterol) se incrementó 27.8 % entre 1994 y 2000 y 39.7 % de los casos correspondió a menores de 40 años. Estos datos sugieren que la contribución de las enfermedades crónicas no transmisibles a la mortalidad aumentará a mediano plazo (Córdova-Villalobos, 2009). Con este marco de referencia, es pertinente proponer la elaboración de alimentos que no contribuyan al aumento de obesidad de la población y que al mismo tiempo permitan saborear una agradable presentación alimenticia, con esta finalidad se propone la elaboración de una mermelada hipocalórica que no existe en el mercado MATERIALES Y MÉTODOS Obtención de la materia prima La sandía se adquirió en el mercado Hidalgo de la Cd. De Puebla, se seleccionó con color externo característico homogéneo, sin magulladuras o signos de contaminación. Los hidrocoloides probados fueron Xantana y Alginato, ambos grado alimenticio. Los edulcorantes fueron Canderel® (contiene dextrosa con maltodextrina y sucralosa) y Super Life® (contiene stevia) adquiridos en un centro comercial. Elección del hidrocoloide Se determinó la capacidad de adsorción y retención de agua de los hidrocoloides adicionando en un tubo de ensaye previamente pesado, 0.5g de goma y 5ml de agua, se mezcló, decantó y pesó, a continuación se centrifugó y pesó, posteriormente se decantó el agua y volvió a pesar para determinar si la xantana o el alginato sería el hidrocoloide empleado dada el contenido de agua de la fruta. Formulación del producto La sandía se lavó con una solución de hipoclorito de sodio, se rebanó y la pulpa obtenida se sometió a calentamiento a 90°C hasta contar con 9°Bx, posteriormente se adicionó el hidrocoloide, se enfrió a 50°C, adicionó el edulcorante y benzoato de sodio como conservador, se envasó y dejó reposar un día antes de hacer la evaluación sensorial

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Análisis Sensorial Se realizó una prueba de aceptación-rechazo con jueces no entrenados RESULTADOS Y DISCUSIÓN La pectina es un polisacárido presente en plantas y tiene importancia nutricional y tecnológica por su habilidad de formar geles (Andersson et al. 2006). El gel se forma cuando la mezcla alcanza los 65º Brix (65% de azúcar), una acidez de 1% y un contenido total de pectina del 1%. En caso de materias primas poco ácidas y de bajo contenido de pectinas es necesario adicionar ácido y pectina exógenos (Coronado and Rosaldo, 2011) Al eliminar la sacarosa de la formulación de la mermelada hipocalórica de sandia fue necesario también cambiar el agente gelificante, por esta razón se evaluaron la goma xantana y el alginato para conocer su capacidad de retención de agua obteniéndose los resultados presentados en la tabla 1 y la decisión de emplear xantana en la elaboración del producto.

Tabla 1 Adsorción y retención de agua por Xantana y Alginato Hidrocoloide Adsorción de agua Retención de agua Xantana 0.3mg/ml 188mg/ml Alginato 144mg/ml 15.6mg/ml

La goma xantana imparte una viscosidad elevada (en reposo) con pequeñas concentraciones del orden del 1%, y presenta además un comportamiento pseudoplastico muy marcado. Esta característica la hace ideal para estabilizar y dar viscosidad a productos que, deben tener un comportamiento semejante a un gel en reposo (cuando están sobre el alimento) pero fluir casi libremente cuando se agita el envase para sacarlo de él. Su independencia del pH, incluso hasta pH inferior a 2, hace que se pueda utilizar para alimentos muy ácidos, como salsas para ensalada por esta razón la elección de este hidrocoloide es ideal para un producto cuya formación depende de la formación de un gel. Las mermeladas deben contener preferentemente 50% de pulpa razón por la cual se procedió a concentrar la sandía lográndose pasar de 7 a 9°Brix que aunque bajo, permitió una buena gelación con la xantana adicionada al 3%. De los edulcorantes probados se decidió emplear para la formulación final el Canderel® ya que no dejaba resabios amargos en el producto

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Una vez adicionados el edulcorante y la goma se volvió a concentrar el producto presentando 11% de sólidos solubles. El análisis sensorial por aceptación-rechazo realizado por veinte jueces no entrenados arrojó la aceptación en un 100% con la formulación que aparece en la tabla 2

Tabla 2 Formulación de la mermelada de sandía Sandía 100g Xantana 3g Canderel 6g Benzoato de sodio 0.1%

CONCLUSIONES Es posible elaborar un producto tipo mermelada sin tener que usar azúcar y pectina, sin que se afecte el sabor, apariencia y consistencia que debe tener una mermelada. Es necesario realizar la caracterización reológica del producto, la evaluación sensorial por un mayor número de jueces empleando una escala hedónica, así como los análisis fisicoquímicos y microbiológicos que aseguren su calidad nutricional e inocuidad. Este producto beneficiará a personas que acostumbradas a consumir mermelada no pueden hacerlo por afectar a su salud. REFERENCIAS Anzaldua-Morales, A. 1994. La Evaluación Sensorial de los Alimentos en la Teoría y la Práctica.

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DESARROLLO DE UN ADEREZO A PARTIR DE RESIDUOS DE BRÓCOLI OBTENIDO DE UNA INDUSTRIA DE VEGETALES CONGELADOS

Mercado-Flores J.a*, López-Orozco M.a; Martínez-Soto G.a, Bautista-Justo M.a, Abraham-Juárez

M.R.a

,

a

*

Universidad de Guanajuato, Campus Irapuato-Salamanca, División Ciencias de la Vida; Departamento de Alimentos, ExHacienda “El Copal” s/n, Km 9 Carr. Irapuato-Silao, Apartadp

Postal 311, C.P. 36500, Irapuato, Guanajuato, México. [email protected]

RESUMEN: Se desarrolló la formulación de un aderezo a partir de residuos de brócoli (perlas de brócoli), procedentes de una industria congeladora de vegetales de la región. Tales residuos son los generados en la etapa final del proceso de congelación, por no cumplir con las especificaciones en cuanto a tamaño del corte como producto congelado final deseado. Para la optimización de la formulación del aderezo, se aplicó un diseño pentagonal rotable considerando como variables dos aditivos: ácido ascórbico y goma xantana, manteniendo constantes el resto de los ingredientes básicos para la elaboración del aderezo (aceite vegetal, condimentos y conservadores). Para la evaluación del aderezo se aplicó una evaluación sensorial (escala hedónica de 1 a 9 puntos) y algunos análisis fisicoquímicos y textura. Los resultados demostraron que se obtiene la formulación del aderezo de mayor evaluación sensorial de 7.26 al utilizar 5.5g de ácido ascórbico por Kg de aderezo y 0.829g de goma xantana por Kg de aderezo. Además se obtuvo la ecuación de regresión: (evaluación sensorial)=7.12483+0.0571187*(ácido ascórbico, en g/Kg)2 +0.286089*(goma xantana en g/Kg)2

-0.392184*(ácido ascórbico en g/Kg)*(goma xantana en g/Kg)

ABSTRACT: Formulation was developed from a waste dressing broccoli (broccoli beads), from freezing vegetable industry in the region. Such residues are those generated in the final stage of the freezing process, for not attending with the specifications as to size of the cut as a frozen product desired end. For optimization of the formulation of the dressing, was applied a design pentagonal rotable considering for variables two additives: ascorbic acid and xanthan gum, holding constant the rest of the basic ingredients for the elaboration of the dressing (vegetable oil, condiments and conservatives). For the evaluation of the dressing was applied a sensory evaluation (scale hedonic of 1-9 points) and some physicochemical analysis and texture. The results obtained demonstrated that the largest dressing formulation 7.26 sensory evaluation using 5.5g of ascorbic acid per kg of dressing and 0.829g of xanthan gum per Kg of dressing. Besides obtaining the regression equation (sensory evaluation) +0.0571187 = 7.12483 * (ascorbic acid, g / Kg) 2 +0.286089 * (xanthan gum in g / kg) 2-0.392184 * (ascorbic acid in g / Kg) * (xanthan gum in g / Kg). Palabras clave:

Aderezo, brócoli, residuos.

ÁREA:


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INTRODUCCIÓN El brócoli (Brassica oleracea L. var. italica) es una planta de la familia de las Brassicaceae cuyas cabezas florales, color verde, se consumen habitualmente hervidas, aunque se pueden hacer preparaciones en crudo. En los últimos años, la demanda de esta hortaliza se ha incrementado debido a que se tornó en un componente común de la dieta humana por su elevado valor nutricional (Leja y colaboradores, 2001). El contenido de proteínas (3g/100g) es alto para una hortaliza fresca. Posee un aporte energético del orden de 25 Kcal/g y el contenido de fibras, principalmente insolubles (celulosa y hemicelulosa), es abundante (3g/100g) (Aprifel, 2008). El aporte vitamínico del brócoli es remarcable. Es una excelente fuente de vitamina C, aporta β-caroteno o pro-vitamina A y α-tocoferol o vitamina E (Jagdish Singh y colaboradores, 2007). Dentro del grupo de las vitaminas B, se destaca el tenor de vitamina B9 (ácido fólico) y además aporta vitamina K. Contiene minerales como potasio, calcio, fósforo y magnesio (Aprifel, 2008). El brócoli ha sido reconocido como una fuente de compuestos biológicamente activos (fitoquímicos) (Gawlik-Dziki, 2007). Al igual que otras Brassicaceae, es rico en compuestos promotores de la salud tales como isotiocianatos (Kris-Etherton y colaboradores, 2002) y flavonoides (Gawlik-Dziki, 2007; Podsedek, 2007). A estos grupos de compuestos se unen las vitaminas antioxidantes mencionadas anteriormente (ácido ascórbico, carotenoides y tocoferol). La importancia de la incorporación de esta hortaliza en la dieta radica en el marcado rol que poseen estos compuestos en la prevención de enfermedades cardiovasculares y ciertos tipos de cáncer (Vallejo y colaboradores, 2003). Se han desarrollado diversos aderezos a base de frutas o vegetales, entre ellos utilizando, tamarindo, mango y Jamaica con el fin de ampliar la gama de sabores en el mercado mexicano principalmente en la industria restaurantera, donde su aplicación es variada partiendo de las clásicas ensaladas hasta platillos fuertes (Carrillo y col., 2010). En otros trabajos de investigación se ha utilizado como materia prima principal la berenjena, la cual es altamente consumida y cultivada en el departamento de Córdoba (Colombia) con el fin de aprovecharla en la elaboración de nuevos productos, dada su alta producción anual (Simanca y col., 2007). Sin duda, la elaboración de estos aderezos, al igual que en el caso del brócoli o coliflor, pudieran ser elaborados a partir de residuos obtenidos de algunas operaciones implicadas en diversas tecnologías de procesamiento de los mismos, (operaciones de selección, clasificación y corte de los vegetales en fresco así como de producto terminado).

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Dentro de los aderezos se incluyen la mayonesa, los aderezos de ensalada y las condimentadas como la cátsup, la salsa barbecue, la salsa de espagueti, entre otros. Son muy variados en su composición, textura y sabor. La mayoría de estos aderezos son de composición aceite en agua, y muchos productos son definidos en base a su contenido de aceite. Los aderezos contienen entre 30-80% de aceite, este porcentaje puede variar dependiendo del tipo de aderezo, como el aderezo francés que puede contener una menor cantidad de aceite y en algunos casos gomas. Conforme a las definiciones de un aderezo mencionadas anteriormente, es posible obtener diversas texturas definidas por la composición utilizada en su elaboración, los cuales pueden ser, entre líquidos viscosos hasta texturas pastosas. MATERIALES Y MÉTODOS Materias Primas: Perlas de brócoli, aceite vegetal comestible, condimentos, cloruro de sodio. Reactivos: Ácido acético, goma xantana, ácido ascórbico, sorbato de potasio. Equipos: Texturómetro TA-XT2, Colorímetro Color Flex EZ Estándar, Agua Lab modelo serie 3, Licuadora, Báscula digital OHAUS, Báscula analítica SCIENTECH, Estufa modelo ECN30.32.40, Congelador marca NIETO, Utensilios de cocina, Probeta 50 ml, Vasos de precipitados de 250 ml, Mufla marca HERAEUS HANEU modelo KR170, Termómetro digital, Mortero con pistilo, Charolas, Pinzas, Envases de vidrio, Potenciómetro CORNING modelo 5, Vacuómetro. Métodología

1. Recolectar las muestras en la empresa congeladora utilizando un recipiente hermético aislado.

2. Almacenar las muestras bajo condiciones de congelación a -28°C. 3. Aplicar diseño experimental pentagonal rotable con dos variables (goma xantana y

ácido ascórbico). 4. Obtener las formulaciones a partir del diseño experimental. 5. Desarrollo de las formulaciones a nivel laboratorio.

a) Molienda en seco de los condimentos. b) Sofreír el brócoli y los condimentos secos. c) Molienda húmeda de los dos pasos anteriores adicionando agua, aceite, vinagre,

goma, ácido ascórbico y sorbato de potasio. d) Elevar la temperatura a 85°C. e) Envasar. f) Pasteurizar a 85°C durante 30 minutos.

6. Aplicar análisis sensorial utilizando una escala estructurada de 1 a 9, siendo el 9 el nivel máximo de aceptación, en los que se puntualiza la característica de grado (Pedrero y Pangborn, 1997).

7. Análisis de los datos utilizando el paquete estadístico Statgraphics, para obtener el modelo de regresión que mejor se ajuste a los datos y obtener una ecuación que

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exprese el valor de la evaluación sensorial en función de las variables estudiadas: concentración de ácido ascórbico (g ácido ascórbico/Kg de aderezo) y concentración de goma xantana (g goma xantana/Kg de aderezo).

8. Obtener la formulación más aceptable. 9. Determinar Actividad de Agua, utilizando el Aqua Lab Modelo Serie 3. 10. Medir pH con un potenciómetro digital marca CORNING modelo 5; aplicando el

método oficial (AOAC, 1990). 11. Medir Humedad (fracción), en estufa con ventilación a 60°C durante 24 horas

(AOAC, 1990). 12. Medir Vacío, usando un vacuómetro AMETEK. U.S. Gauge Division, reportando

los resultados en pulgadas de mercurio de vacío. 13. Medir Textura, aplicando el ensayo del análisis de perfil de textura, el cual incluye:

resortividad, cohesividad, masticabilidad, gomosidad, adhesividad y dureza, usando un equipo de análisis de textura marca Stable Micro System modelo TA-XT2.

14. Medir Color, con un colorímetro Color Flex EZ Estándar Box Hunter Lab., usando el sistema L (espacio luminosidad-obscuridad), a (espacio rojo-verde), y b (espacio amarillo-azul)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

FÓRMULA

Tabla 1. Concentraciones en g de aditivos alimentarios por Kg de aderezo, utilizadas en los experimentos.

ASCÓRBICO GOMA SORBATO 1 7.3 1.4 0.7 2 5.5 1.97 0.7 3 2.6 1.7 0.7 4 2.6 1.04 0.7 5 5.5 0.829 0.7 6 5 1.4 0.7 7 5 1.4 0.7 8 5 1.4 0.7

PROMEDIO 4.8125 1.392375 0.7 DESV. EST. 1.559704642 0.35255716 0

FÓRMULA Tabla 2. Resultados de algunas propiedades físicoquímicas

pH Aw HUMEDAD VACÍO 1 4 0.979 0.8301 15 2 4.1 0.979 0.801 14.5 3 4.4 0.979 0.804 15 4 4.4 0.983 0.8251 15 5 4.1 0.98 0.807 16 6 4.2 0.977 0.8079 13 7 4.2 0.981 0.845 15 8 4.2 0.983 0.8207 8

PROMEDIO 4.2 0.980125 0.8176 13.9375 DESV. EST. 0.14142136 0.00210017 0.01530565 2.541617876

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Se observa de la tabla 2 un promedio de pH de 4.2; un promedio de actividad de agua de 0.98; un promedio de humedad de 0.82 y un promedio de vacío de 13.9 pulgadas de mercurio.

FÓRMULA Tabla 3. Resultados de la medición del color.

L a b 1 52.51 -2.19 23.87 2 48.83 -1.43 25.22 3 47.14 -1.66 23.76 4 50.74 -1.71 24.92 5 46.59 -1.38 25.18 6 51.06 -2.08 24.39 7 48.68 -1.56 25.97 8 46.23 0.1 25.15

PROMEDIO 48.9725 -1.48875 24.8075 DESV. EST. 2.288391512 0.703469717 0.75030946

De la tabla 3 se observa un promedio de luminosidad de 48.97; un promedio del parámetro a de -1.49 es decir es ligeramente verde y un promedio del parámtero b de 24.8 es decir un componente amarillo. En promedio los aderezos tienen un color amarillo verdoso.

FÓRMULA

Tabla 4. Resultados del análisis de perfil de textura. RESORTIVIDAD COHESIVIDAD MASTICABILIDAD

(N) GOMOSIDAD

(N) ADHESIVIDAD

(J) DUREZA

(N) 1 0.6205 0.726 0.1165 0.1845 -0.673 0.254 2 0.695 0.768 0.1485 0.2025 -0.8405 0.263 3 0.485 0.543 0.058 0.118 -0.2175 0.2215 4 0.221 0.344 0.011 0.0505 -0.2025 0.1475 5 0.669 0.597 0.1445 0.213 -0.4675 0.3555 6 0.376 0.571 0.0605 0.1615 -0.2665 0.2815 7 0.899 0.88 0.2275 0.2515 -0.519 0.286 8 0.492 0.53 0.051 0.101 -0.32 0.1895

PROMEDIO 0.5571875 0.619875 0.1021875 0.1603125 -0.4383125 0.24981 DESV.EST. 0.209642542 0.166422386 0.070172205 0.066358839 0.230551658 0.0639

Se observa de la tabla 4 que los promedios de los atributos que describen la textura son: Resortividad 0.56; Cohesividad 0.62; Masticabilidad 0.10 Newtons; Gomosidad 0.16 Newtons; Adhesividad 0.44 Joules y Dureza de 0.25 Newtons. Se observa por los valores de la desviación estándar que los atributos que pueden diferenciar más la textura de los aderezos son la resortividad, cohesividad y adhesividad.

FÓRMULA Tabla 5. Resultados de la evaluación sensorial

ASCÓRBICO GOMA E. SENSORIAL 1 7.3 1.4 6.72129948 2 5.5 1.97 5.71363984 3 2.6 1.7 6.60429634 4 2.6 1.04 6.75992074

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5 5.5 0.829 7.26111982 6 5 1.4 6.36824394 7 5 1.4 6.36824394 8 5 1.4 6.36824394

Se observa de los resultados de la evaluación sensorial que la fórmula 5 es la de mayor agrado por los consumidores, usando 5.5g de ácido ascórbico por Kg de aderezo y 0.829 g de goma xantana por Kg de aderezo.

Se obtuvo la ecuación de regresión: E. S. =7.12483+0.0571187*(ascórbico)2+0.286089*(goma)2

-0.392184*(ascórbico)*(goma)

CONCLUSIONES Se realizaron varias formulaciones de aderezos a partir de los residuos congelados de brócoli generados por la industria de congelados. Se determinaron algunas características fisicoquímicas y de textura de los aderezos. Se seleccionó la mejor formulación de aderezo de brócoli a través de un estudio de evaluación sensorial. REFERENCIAS AOAC: 1984. Official Methods of Analysis. 14 th ed. Association of Official Analytical Chemist.

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