Alimentos 2006 by Criss Frutos

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r La Revista AUMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA es una publicación semestral de artículos técnicos deTesisde Grado y Trabajos de Investigación realizados en la FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS de la Universidad Técnica de Ambato, así como contribuciones de otras Universidades e Instituciones con las cuales \a facultad mantiene convenios'de cooperación mediante el intercambio científico y cultural. Las contribuciones a la presente publicación son responsabilidad absoluta de los autores.

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO RECTOR: VICERECTOR ACADÉMICO: VICERECTOR ADMINISTRATIVO: DECANO FCIAL: SUBDECANA FCIAL: ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS Y REVISIÓN: DISEÑO Y DIGIAGRAMACION: ISSN 1 39O-2 1 SO

Ing. Luis Amoroso M. M. Se. Dr. Galo Naranjo M. Se. Dr. Remigio /mediría M. Se. Ing. Danilo Morales C. M. Se. Ing. Gladys Navas M. M. Mgr.

Ing. Gladys Navas M. M. Mgr. Ing. Jorge Velez G.

ALIMENTOS

PRESENTACIÓN

CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15-2006

La ciencia y la tecnología han contribuido notablemente a la configuración de nuestro mundo moderno. Frederick Seitz, ex presidente de la Academia Nacional de Ciencias Estadounidense, dijo a este respecto: "La ciencia que inició su andadura como aventura de la mente humana, se ha ido convirtiendo en uno de los principales pilares de nuestro estilo de vida". En consecuencia, la investigación científica ha pasado a ser sinónimo de progreso. Quien se atreva a cuestionar los últimos logros de la ciencia corre el riesgo de que lo llamen "retrogrado". Después de todo, para muchas personas el progreso científico es lo que distingue al mundo civilizado del incivilizado. Para el siglo XIX las universidades se hallaban intencionalmente comprometidas con la investigación científica y en años posteriores sus laboratorios hicieron descubrimientos importantes. A comienzos del siglo XX, las empresas comerciales también empezaron a establecer sus propios centros de investigación, la creación de estos laboratorios y equipos de investigación marcó una tendencia a la investigación organizada a diferencia del investigador solitario. Basándose en los logros científicos del siglo pasado, muchas personas creen sinceramente que la ciencia puede afrontar cualquier reto que el siglo XXI pueda plantear. En países altamente desarrollados, la industria de los alimentos ocupa un lugar destacado en su economía ya que mantienen niveles de investigación científica y tecnologías superiores que permiten encontrar soluciones para problemas relacionados con la estructura y composición de los alimentos, entregando productos alimenticios de calidad de acuerdo a los requerimientos y necesidades del cliente del tercer milenio. En el Ecuador el sector alimentario ocupa un lugar importante en la economía y en este sentido en la Universidad técnica de Ambato, de manera específica en la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos, en la carrera de Ingeniería en Alimentos se forma, profesionales Ingenieros en Alimentos, que aplican, con propiedad sus conocimientos de: Fenómenos de Transporte, Ingeniería de Procesos, Tecnologías, Microbiología, Bioingeniería, Proyectos Industriales, que los caracteriza precisamente como Ingenieros y ha cubierto está necesidad con profesionales capacitados para desenvolverse en el marco de los procesos y tecnologías propias de la gran diversidad de Industrias Alimentarias del Ecuador. En la presente revista: ALIMENTOS, Ciencia e Ingeniería 15 (1) se encontrarán trabajos direccionados a técnicas y procesos tradicionales como aportes de investigación para desarrollar nuevos productos alimenticios.

Ing, DANILO MORALES C. M.Sc DECANO

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006

EDITORIAL

En el transcurso de estos últimos años, hemos venido trabajando por una universidad con desarrollo sostenible, impulsando con el apoyo de todos una universidad diferente. Diferente, porque estamos conscientes de que depende en mucho que el trabajo en equipo oriente más fácilmente la permanente búsqueda de la calidad. Todos tenemos la obligación de conducir a la juventud por los caminos de una excelente formación académica y ética, lo que permitirá aportar en la solución de los problemas latentes en el país. Entre los problemas más serios que nos toca enfrentar es la INVESTIGACIÓN por eso venimos impulsando la investigación formativa y generativa a través del aprendizaje problémico en el primer caso y al apoyo decidido a las investigaciones con financiamiento interno y externo. Para que se produzca investigación generativa es importante formar investigadores durante todo el proceso académico de la Universidad Técnica de Ambato, convirtiendo la cátedra en un espacio vital de aprendizaje. Durante este período se han realizado varios seminarios - talleres de investigación con formatos FUNDACYT Y CONESUP, convocatorias y motivación en las distintas facultades para la presentación de proyectos de investigación. Por lo señalado y con el convencimiento de que la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos ha aportado siempre con investigaciones que han dado lustre a nuestra universidad, es nuestro deber seguir apoyando para el desarrollo de la ciencia y la investigación, a la vez que en forma periódica publicar las actividades desarrolladas que permitirán incentivar y continuar con esta noble tarea.

Ing. Luis Amoroso Mora RECTOR

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

ÍNDICE

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA PAPA (Solanum tuberosum Lin), variedades Semi-chola, Cecilia y Catalina" Pablo Hidalgo*

Diego Mora*

Oswaldo Larrea*

DISEÑO DE UN PROGRAMA DE BPM Y POES EN LA LINEA DE PASTEURIZACIÓN DE LECHE EN LA EMPRESA "SAN PABLO" PILLARO - TUNGURAHUA Juan Lana G.*

Franco Narváez R.*

Mario Maniarrez L.

EXTRACCIÓN DE PECTINA DE BAJO METOXILO A PARTIR DE CORTEZAS DE LIMÓN VARIEDAD MEYER ( Citrus meyerí Tanaka) Sandra Espín *

Diana Noboa*

Freddy Del Pozo

RommeIRivera

César Vásconez *

EVALUACIÓN MICRO BIOLÓGICA DE PRODUCTOS MARINOS COMERCIALIZADOS EN LA CIUDAD DE AMBATO Diego Ortiz M.* Milton Ramos M.s INFLUENCIA DE CARRAGENINA EN LA ELABORACIÓN DE JAMÓN OCIDO DE PIERNA DE CERDO Sebastián Corella P.* Daniela Gómez De La Torre* Danilo Morales C.** "DESARROLLO DE UNA BEBIDA ISOTÓNICA A PARTIR DE JUGO DE CAÑA DE AZÜCAR ( Saccharum officinarum)" César Guilcacundo* Ornar Ramírez* César Germán** INNOVACIÓN DE UNA TECNOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE UNA BEBIDA ALCOHÓLICA A PARTIR DE MAÍZ (Zea mays variedad Morochon) USANDO TRATAMIENTOS ENZIMATICOS. Freddy Del Pozo L.* Alex Valencia S.* Gladys Navas M.** DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y DEL MÉTODO UTILIZADO EN LA IMPLE MENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO TIPO SONDA PARA LA DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA N ALIMENTOS María Villa cís

Darío Velástequi

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CIENCIA E

INVESTIGACIÓN

ALIMENTOS

INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA PAPA (Solanum tuberosum Lin), variedades Semi-chola, Cecilia y Catalina" Pablo Hidalgo*

Diego Mora

Oswaldo Larrea** RESUMEN

El presente trabajo se realizó como respuesta a la necesidad de conocer la realidad actual de la papa (Solanum tuberosum Lin) y hacer el levantamiento y actualización de las propiedades físicas y químicas del tubérculo. Se planteó un diseño factorial AxB (2x3). Los factores de estudio fueron factor A Sector de Cultivo (aO Quero y a1 Pillara) y para el factor B Variedad (bO Semi-chola, b1 Cecilia y b2 Catalina).

En varias muestras de diferentes variedades y lugares de cosecha se realizaron las determinaciones del tubérculo en si, de la pulpa y jugo obteniéndose las siguientes respuestas experimentales: Tamaño (Diámetro mayor, diámetro menor y espesor), forma, esfericidad, peso, volumen, % de cascara, % de pulpa, densidad, gravedad especifica, % de materia seca, % de almidón, calor especifico, conductividad térmica, difusividad, viscosidad, energía de activación, acidez, pH, humedad, sólidos totales, sólidos solubles, sólidos en suspensión, tensión superficial, coeficiente volumétrico de expansión térmica, índice de refracción. Se presentan las respuestas experimentales y promedios, que caracterizan al tubérculo, con el propósito de cuantificar los cambios físicos y químicos que se presentan en cada sector de cultivo y variedad. Como mejor tratamiento, en cuanto al tamaño, peso, volumen, características que son indicativo de alto rendimiento, se consideran para llegar a establecer que las combinaciones experimentales A1B0 (Pillara - Semi-chola) y A1B1 (Pillara - Cecilia) presentan mejores propiedades físicas, químicas y térmicas. INTRODUCCIÓN La papa o patata es uno de los alimentos más importantes tanto en Europa como de América. Se ha cultivado extensivamente en los últimos cien años. Los españoles la introdujeron en Europa en el siglo XVI, durante la época de las conquistas americanas. El objetivo principal de cultivar la papa radica en el valor alimenticio de ésta. Existen muchas maneras de cocinarlas y servirla. También sirve para la preparación de productos industriales, tales como harina, almidón y bebidas alcohólicas. Estos tubérculos contienen riquezas alimenticias de reserva en forma de almidón y proteínas, los cuales proporcionan nutrientes que dan lugar a una nueva planta el año siguiente. El tubérculo contiene 80 % de agua. La materia seca consta de carbohidratos, proteínas, celulosa, minerales, además contiene vitaminas A, C, G, y algún complejo de vitamina. Bajo condiciones apropiadas, la papa tiene un contenido mayor de nutrientes que los cereales. La papa sigue en importancia a la soya, la cual ocupa el primer lugar en cuanto al rendimiento en proteínas por hectárea. Pero en cuanto a kilos de producción por hectárea, la papa proporciona mayor rendimiento que la soya. * Egresado de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. **Docente de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL, 15 - 2006 OBJETIVOS Objetivo General Determinar las propiedades físicas y químicas de la papa (Solanum tuberosum Lin), variedades Semi-chola, Cecilia y Catalina. Objetivos Específicos - Caracterizar física y químicamente al tubérculo entero (Solanum tuberosum Lin). en las variedades Semi-chola, Cecilia y Catalina. - Caracterizar física y químicamente a la pulpa y al zumo obtenidos de la papa (Solanum tuberosum Lin). en las variedades Semi-chola, Cecilia y Catalina. - Conocer la influencia del lugar de cosecha sobre las propiedades físicas y químicas de la papa (Solanum tuberosum Lin), variedades Semi-chola, Cecilia y Catalina. MATERIALES Y MÉTODOS Materia prima Se utilizará papa (Solanum tuberosum Lin) variedades Semi-chola, Cecilia y Catalina, las mismas que serán cosechadas en dos sectores de la provincia de Tungurahua, en los cantones de Quero y Pillara, respectivamente. Equipos Potenciómetro marca Fisher, Balanza analítica Owalabor precisión 0.1g, Balanza Cobos, Precisión modelo Monogranatario, Baño termostático marca Julabo EM, Centrifuga marca Hermal, Licuadora marca Osterizer, Estufa marca Fisher. Materiales Vasos de precipitación de 250 mi pyrex, Buretas de 25/50 mi graduadas, Piceta, Probetas 50 mi, Pipetas graduadas de 1 mi, Erlenmeyers de 250 mi pirex, Termómetros graduados (O - 250°C), Agitadores de vidrio, Espátulas, Pinzas, Stalagnómetro de Traubé, Hidrómetros marca CMS precisión 0.001, Picnómetros de 25 y 50 mi, Viscosímetro de Ostwald. Varios Cuchillos, Cronometro, Espátula, Gradilla, Pinza para bureta, Porta embudos, Soporte universal, Tubos plásticos para centrífuga, Cápsulas de porcelana, Tamices, Pie de rey Craftsman. Reactivos Agua destilada, Hidróxido de sodio 0.1 N, Acetona, Mezcla sulfocrómica. Metodología Luego de la recepción de la materia prima, se seleccionaran los tubérculos de tamaño uniforme y se determinan las propiedades físicas y químicas, trabajando con papa de segunda clase en todas las variedades. Tamaño, utilizando un pie de rey para establecer el diámetro mayor y el diámetro menor. Forma, según referencia de figuras geométricas. Volumen, mediante el volumen desalojado. Peso, mediante el uso de balanza, precisión 0.1g. Porcentaje de parte comestible y cascara, por diferencia de peso. índice de refracción,

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Según la norma INEN 380. Tensión superficial, por medio del Stalagnómetro de Traube. Densidad, según la Norma INEN 391. Coeficiente volumétrico de expansión térmica, a partir de la densidad. Gravedad especifica, para fruto entero balanza cobos y para jugo mediante hidrómetro. Viscosidad, utilizando el viscosímetro tipo Ostwald y agua destilada como referencia. Energía de activación, a partir de la viscosidad. pH, mediante el uso de un potenciómetro. Acidez, según normas INEN 381. Humedad, según norma INEN 382. Sólidos totales, según la norma INEN 382. Sólidos solubles, según la norma INEN 380. Sólidos en suspensión, según la norma INEN 388.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tamaño Como se observa en la Tabla 1 tenemos los valores promedio de diámetro mayor diámetro menor y espesor correspondientes a las muestras de papa de Quero y Pillara respectivamente, cuyos valores promedio de diámetro mayor para la variedad Semi-chola son: (6,49 y 6,35) cm, para la variedad cecilia son (6.78 y 7.04) cm y para la variedad catalina son (6.12 y 6.22) cm, correspondientes a Quero y Píllaro respectivamente. Se establece que el valor más alto en la variedad es 6.9 cm que corresponde a la variedad cecilia. En lo que se refiere al diámetro menor los valores obtenidos son:( 4.79 y 5.58 ) cm, para la variedad semi-chola; (5.18 y 5.16) cm, para la variedad cecilia y (5,40 y 5,57) cm, para la variedad catalina, correspondientes para las variedades de Quero y Píllaro respectivamente mediante el análisis estadístico realizado no se encuentra significancia entre el factor B variedad. En cuanto al espesor tenemos los siguientes valores (3,72 y 4,10 )cm, para la variedad semi-chola, (4,10 y 4,00) cm, para la variedad cecilia y (4,51 y 4,81) cm para la variedad catalina, correspondientes para Quero y Píllaro respectivamente. Para los valores determinados de espesor en el tubérculo, el análisis de varianza establece que no existe diferencia estadística significativa a un nivel de alpha de 0.05, es decir que los factores de estudio no inciden en el espesor de la papa, por lo tanto, se acepta la hipótesis nula de igualdad de tratamientos. Como se puede ver las variedades de papas procedentes de Píllaro presentan un valor mayor en sus tres dimensiones, por lo que se puede concluir que existen factores propios de la zona que favorecen el crecimiento del tubérculo como clima y suelo. Forma Como se puede observar en la Tabla 1 todas las variedades de tubérculos provenientes de Quero y de Píllaro presentan una forma ovalada, únicamente teniendo diferencias en lo que se refiere al tamaño entre las tres variedades. Esfericidad En la Tabla 1 se tiene los siguientes valores promedio de esfericidad para la variedad Semi-chola ( 93,35 y 89,16) %, para la variedad cecilia ( 88,25 y 88,39 ) % y para la variedad catalina ( 90,64 y 90,45 ) % correspondientes para Quero y Píllaro respectivamente. Como se puede observar los valores obtenidos no difieren mucho entre sí, presentándose una diferencia un poco más notoria en la variedad semi-chola. Con un nivel de confianza del 95% el análisis de varianza para esfericidad en papa muestra diferencia estadística con respecto al factor B (variedad). Luego a aplicar la respectiva prueba de diferenciación se puede apreciar que el promedio más alto para la variable, es de 91.25 %, encontrado en papa de la variedad semi-chol

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Volumen En la Tabla 1 se tiene los siguientes valores promedio: (60,121 y 59,858) mi, para variedad semi-chola, (64,458 y 65.350) mi, para la variedad Cecilia y (80,452 y 79,126) mi, para la variedad catalina, correspondiente para Quero y Pillara. De acuerdo al análisis de varianza para el volumen de papa en donde se determina significancia estadística con respecto al Factor B a un nivel de alpha de 0.05. Aplicada la respectiva prueba de diferenciación de Tukey, se establece que el valor promedio más alto es de 74.79 mi, correspondiente a la variedad catalina. Peso En la Tabla 1 se puede observar los siguientes valores promedio de peso: (50,180 y 65,073) g, para la variedad semi-chola, (69,666 y 70,565) g, para la variedad Cecilia y (86,660 y 85,184) g, para la variedad catalina, correspondientes para Quero y Pillara respectivamente. Como se puede ver en las variedades Cecilia y catalina los valores no difieren mucho entre sí, a diferencia de la variedad semi-chola en la que se nota una diferencia un poco más notoria entre las muestras analizadas. Para el peso del tubérculo el análisis de estadístico establece que, a un nivel de confianza del 95%, es posible determinarse diferencia estadística para el factor B (variedad), observándose que el valor promedio más alto es de 86.725 g, para la variedad catalina. El peso se relaciona de forma directa con el volumen, de ahí que el resultado es similar. Porcentaje de cascara En cuanto a esta propiedad en la Tabla 1 se puede observar los siguientes valores: (3,51 y 3,62) % para la variedad semi-chola, (3,47 y 3,24) % para la variedad Cecilia y ( 3,16 y 3,12) % para la variedad catalina. Como se puede observar no existe una diferencia muy notoria. El análisis de varianza, muestra que no existe diferencia estadística, por lo que se acepta la hipótesis nula de igualdad de tratamientos, esto es que ninguno de los factores, en acción individual o combinada, tienen incidencia en el porcentaje de cascara. Porcentaje de pulpa En la Tabla 1 se tiene los siguientes valores promedio de porcentaje de pulpa: (96,49 y 96,38) % para variedad semi-chola, (96,53 y 96,77) % para la variedad Cecilia y ( 96,84 y 97,39) %, para la variedad catalina. El análisis de varianza a un nivel de confianza del 95%, estableciéndose que no existe diferencia estadística, es decir que la variable no se ve afectada ni por el sector de cultivo y ni la variedad de tubérculo estudiada en la presente investigación. Densidad en el tubérculo En la Tabla 1 se tiene los siguientes valores promedio de densidad: (1078,2 y 1079,5) kg/m3; (1080,8 y 1079,7) kg/m3 y (1077,2 y 1077,8) kg/m3 de las variedades semi-chola, Cecilia y catalina de Quero y Pillara respectivamente. Se puede observar que no existe mayor diferencia entre todas las variedades y sectores, en el caso de la densidad de fruto no se encuentra diferencia estadística entre tratamientos a un nivel de confianza del 95% lo que significa que la densidad de fruto no se ve influenciado ni por el sector de cultivo ni por las variedades. Gravedad específica en el tubérculo En lo referente a esta propiedad tenemos en la Tabla 1 los siguientes valores promedios: (1,0830 y 1,0795) para la variedad semi-chola, (1,0789 y 1,0779) para la variedad Cecilia y (1,0832 y 1,0830) para la variedad catalina, para Quero y Pillara respectivamente. Como se puede observar los datos son prácticamente los mismos. Se determina significancia para el factor B (variedad) a un nivel de alpha de 0.05. Luego de aplicarse la prueba de tukey se pudo establecer que el valor promedio más alto para la variable es de 1.083 que se presenta en la

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15-2006 Porcentaje de materia seca En la Tabla 1 se tiene valores de porcentaje de materia seca promedio los cuales son: (20,84 y 20,64) % para la variedad semi-chola, ( 19,99 y 19,77) % para la variedad cecilia y (20,88 y 20,85) % para la variedad catalina, de Quero y Píllaro respectivamente. Se puede observar que las variedades de Quero tienen un valor mayor pero la diferencia es muy pequeña. Se encuentra diferencia estadística para la variedad de tubérculo (factor B). Con respecto al factor A o sector de cultivo, se acepta la hipótesis nula de igualdad de tratamiento es decir que no incide sobre la materia seca. La prueba de diferenciación establece que 20.86% es el valor más alto para materia seca, corresponde a papa de la variedad catalina. Porcentaje de almidón En cuanto se refiere al porcentaje de almidón se obtuvo los siguientes valores promedios: (15,33 y 15,16 ) % para la variedad semi-chola, (14,60 y 14,42) % para la variedad Cecilia y ( 15,37 y 15,37 ) % para la variedad catalina , de Quero y Píllaro respectivamente. Se puede observar que los tubérculos procedentes de Quero contienen una mayor cantidad de almidón en las variedades semi-chola y cecilia, no así en la variedad catalina en la que los valores obtenidos son iguales. Estableciéndose diferencia estadística entre tratamientos con respecto al factor B es decir para la variedad de la papa. La prueba de diferenciación, establece que el promedio más alto es de 15.37% que corresponde a la variedad catalina (B2). Nótese que tanto en el caso de la materia seca como el almidón, son propiedades íntimamente a la composición del tubérculo. Sólidos totales en el tubérculo En la Tabla 1 se tiene los valores de sólidos totales expresados en porcentaje los mismos que son: (19,74 y 17,66) % para la variedad semi-chola, ( 17,28 y 19,45) % para la variedad cecilia y (17,52 y 17,75) % para la variedad catalina, correspondientes a los sectores de Quero y Píllaro respectivamente. Como se puede observar existe una variación entre los valores de la variedad semi-chola proveniente de Quero y Píllaro en la cual el tubérculo procedente de Quero presenta un valor superior al de Píllaro, y en el caso de la variedad cecilia se encuentra lo contrario. En el caso del contenido de sólidos solubles, en el análisis de varianza no existe diferencia estadística a un nivel de alpha de 0.05, por lo que se acepta la hipótesis nula de igualdad de tratamientos. Humedad en el tubérculo En la Tabla 1 se tiene valores expresados en porcentaje de humedad los cuales son: (80,77 y 82,34) %; (82,72 y 80,55) % y (82,49 y 82,25) % de las variedades semi-chola, cecilia y catalina de Quero y Píllaro respectivamente. Como se puede observar ,en cuanto a las variedades semi-chola y cecilia existe una diferencia un poco notoria, en cambio para la variedad catalina los valores son muy similares, de acuerdo al análisis de varianza no existe significancia entre los factores tanto de sector de cultivo como variedad de la papa. Calor específico en el tubérculo En lo referente a esta propiedad se tienen los siguientes valores: (3,325 y 3,380) kJ/kg.K para la variedad semi-chola, (3,391 y 3,333) kJ/kg.K para la variedad cecilia y ( 3,384 y 3,378) kJ/kg.K para la variedad catalina, correspondientes a Quero y Píllaro respectivamente. Se puede observar que no existe una diferencia notoria entre todos los valores. Conductividad térmica en el tubérculo La Tabla 1 muestra valores promedios de conductividad térmica los cuales son: (0,633 y 0,636) W/mK para la variedad semi-chola, (0,637 y 0,633) W/mK para la variedad cecilia y (0,637 y 0,636) W/mK para la variedad catalina, correspondientes para los sectores de Quero y Píllaro. Como se puede notar los valores de conductividad térmica entre variedades de distintos sectores no difieren por mucho. Los resultados pueden considerarse estadísticamente iguales, circunstancia que resulta evidente pues es una propiedad íntimamente ligada al calor específico.

r ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA : 15 - 2006 Difusividad térmica en el tubérculo En la Tabla 1 se puede observar los siguientes valores de difusividad (1,776 y 1,746) m2/s*10-7 para la variedad semi-chola; (1,740 y 1,761) m2/s*10-7 para la variedad Cecilia y (1,748 y 1,751) m2/s*10-7 para la variedad catalina, correspondientes a Quero y Pillara respectivamente. Se puede apreciar claramente que no existe una diferencia muy notoria entre los valores de las tres variedades de tubérculos, ni en cuanto se refiere a sus sectores de procedencia. Densidad del jugo En las Tabla 1se tienen valores promedio de densidad del jugo de papa los cuales son: para 20 C (1020,780 y 1020,332 ) kg/m3 para la variedad semi-chola; (1020,298 y 1019,888) kg/m3 para variedad Cecilia y ( 1019,622 y 1019,654) kg/m3 para variedad catalina. Correspondientes a Quero y Pillara respectivamente. El análisis estadístico para la densidad determinada a 20°C donde se muestra que no existe diferencia estadística significativa a un nivel de confianza del 95%, es decir que esta temperatura, los factores de estudio no inciden sobre la densidad del jugo extraído de papa. Coeficiente volumétrico de expansión térmica en jugo En la Tabla 1 tenemos los siguientes valores promedio de coeficiente volumétrico de expansión térmica: (3,91541 y 3,01760) [1/K]*10-4 para el caso de variedad semi-chola; (4,01261 y 3,91345) [1/K]*10-4, para la variedad Cecilia y (3,92038 y 3,92163) [1/K]*10-4, para la variedad catalina, correspondientes a Quero y Pillara respectivamente. Se puede ver que los valores son muy similares para el caso de las variedades semi-chola y catalina en los dos sectores y para el caso de la variedad Cecilia este difiere pero en un mínimo valor. El análisis de varianza apara la variable en estudio, se puede apreciar que no existe diferencia estadística significativa al nivel de confianza del 95% con lo que se acepta la hipótesis de igualdad de tratamientos. Gravedad específica en jugo En el caso de la gravedad específica la Tabla 1 presenta valores promedios los mismos que son: (1,080 y 1,119) para la variedad semi-chola; (1,077 y 1,086) para la variedad cecilía y (1,078 y 1,081) para el caso de variedad catalina correspondientes a Quero y Pillara respectivamente. Como se puede apreciar los valores de las tres variedades del sector de Pillara son mayores a las de Quero pero la diferencia es mínima de acuerdo al análisis estadístico no existe diferencia significativa entre las variedades no así en el sector de cultivo, la prueba de diferenciación establece que el mayor valor promedio para la gravedad específica es de 1.086 presentada en el nivel A1 es decir proveniente de Pillara. Tensión superficial en el jugo En la Tabla 1 se observa los valores promedio de la tensión superficial en el jugo del tubérculo los cuales son: (49,17 y 48,67) [N/m]*10-3, para la variedad semi-chola; (43,49 y 43,59) [N/m]*10-3, para la variedad cecilia y (47,68 y 47,68) [N/m]*10-3, para la variedad catalina, correspondiente a Quero y Pillara respectivamente. Como se puede apreciar existe una mínima diferencia entre los valores de las variedades de los dos sectores. El análisis estadístico a un nivel de confianza del 95%, encuentra diferencia estadística con respecto al factor B. Aplicada la prueba de diferenciación se determina que el promedio más alto para tensión superficial en jugo extraído de papa, es 48.93 [N/m]*10-3, presentado en las muestras de papa semi-chola. Sólidos totales en el jugo En esta propiedad podemos apreciar los valores promedio del porcentaje de sólidos totales los cuales son los siguientes: (3,73 y 3,60) %, para la variedad semi-chola; (3,40 y 3,36) %, para la variedad cecilia y (3,04 y 3,19) %, para la variedad catalina, correspondientes a los sectores de Quero y Pillara respectivamente. Se puede observar que los valores pertenecientes a las variedades semi-chola y cecilia son mayores en el sector de Quero, y para el caso de la variedad catalina es mayor en el sector de Pillara. El análisis de varianza para los sólidos totales en jugo mostrándose diferencia estadística entre tratamientos con respecto a la variedad de papa. El mayor contenido promedio es 3.66 % que corresponde a la variedad semi-chola.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Humedad en el jugo En la Tabla 1 se observa los valores promedio de porcentaje de humedad del jugo los cuales son: (96,27 y 96,40) %, para la variedad semi-chola; (96,60 y 96,64) %, para la variedad Cecilia y ( 96,96 y 96,81) %, para la variedad catalina, correspondiente a los sectores de Quero y Píllaro respectivamente: Como se puede apreciar los valores son mayores en el caso de las variedades semi-chola y Cecilia de Píllaro, en el caso de la variedad catalina no se encuentra una diferencia apreciable. El análisis de varianza determina en jugo de papa se existe diferencia estadística para el factor B a un nivel de confianza del 95%. El valor promedio más alto, es de 96.88 % que corresponde a papa de la variedad catalina. Viscosidad en el jugo En las Tabla 1 se tienen valores promedio de densidad del jugo de papa los cuales son: para 20 C (1,1532 y 1,2405 ) [Pa.seg]*10-3 para la variedad semi-chola; (1,0856 y 1,2864) [Pa.seg]*10-3 para variedad cecilia y ( 1,0538 y 1,3466) [Pa.seg]*10-3 para variedad catalina. Correspondientes a Quero y Píllaro respectivamente. Para el caso de la viscosidad a 20°C, el análisis de varianza (Tabla B25.) permite observar diferencia estadística con respecto al factor A y la interacción AB, en el caso el factor B en forma individual no tiene incidencia sobre la variables, sin embargo al interactuar con A se torna significativo. El promedio más alto es de 1.29 [Pa.seg]*10-3 que corresponde al tubérculo proveniente del sector de Píllaro.

Energía de activación del jugo En la Tabla 1 se puede apreciar los siguientes valores promedio de energía de activación: (17,295 y 17,804) [kJ/g.mol] para la variedad semi-chola; (17.841 y 20,058) [kJ/g.mol] para la variedad cecilia; y (17,393 y 20,280) [kJ/g.mol] para la variedad catalina, correspondientes a los sectores de Quero y Píllaro respectivamente. Se puede apreciar que los valores obtenidos en Píllaro son mayores que los obtenidos en Quero. El análisis de varianza muestra que existe diferencia estadística con respecto a los factores individuales A y B y la interacción AB. La prueba de diferenciación indica que el valor más alto, en relación al sector de cultivo, es de 19.36 [kJ/g.mol] obtenido en papa de Píllaro; y con referencia a la variedad, el mayor promedio es de 18.93 [kJ/g.mol] A1B1. Sólidos en suspensión en el jugo En esta propiedad tenemos los valores promedio de porcentaje de sólidos en suspensión los cuales son los siguientes: (35,50 y 36,50) [% de volumen] para la variedad semi-chola; (38,50 y 38,50) [% de volumen] para la variedad cecilia y (36,50 y 36,0) [% de volumen] para la variedad catalina, correspondientes a los sectores de Quero y Píllaro respectivamente. Como se puede apreciar los valores de las tres variedades y dos sectores son muy similares. El análisis de varianza para sólidos en suspensión en jugo extraído de papa, se puede observar que existe diferencia estadística solamente con respecto al factor B (variedad), A! realizar la prueba de diferenciación se determina que el mayor valor promedio para el contenido de sólidos en suspensión es de 38.50 [% de volumen] en el nivel B1 (papa cecilia). índice de refracción en jugo En la Tabla 1 tenemos los siguientes valores promedio de índice de refracción: (1,3384 y 1,3375) para la variedad semi-chola; (1,3375 y 1,3380) para la variedad cecilia y (1,3370 y 1,3373) para la variedad catalina, correspondientes a los sectores de Quero y Píllaro respectivamente. Como se puede ver los valores son casi iguales en las tres variedades y dos sectores. El análisis estadístico para la variable en estudio, determinándose que existe diferencia estadística con respecto a la variedad (Factor B) y a la interacción AB, esto a un nivel de álpha de 0.05 por lo que es válido aceptar la hipótesis alternativa de que al menos uno de los tratamientos es significante. El mayor índice de refracción promedio es de 1.338, valor compartido por papas de las variedades semi-chola y cecilia es decir los niveles B0 y B1. Nótese que el sector de cultivo no es estadísticamente significativo, sin embargo se nota su incidencia a partir de la interacción, es decir que al combinarse con la variedad de tubérculo presenta significancia, el valor más alto de la interacción es también de 1.338 para las combinaciones experimentales A0B0 y A1B1

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Sólidos solubles en jugo En la Tabla 1 se tiene valores promedio de sólidos solubles los cuales son: (3,64 y 3,10)% para la variedad semi-chola: (3,08 y 3,49)% para la variedad cecilía y (2,67 y 3,00)% para la variedad catalina, correspondientes a los sectores de Quero y Pillara respectivamente. Como se observa los valores de cecilia y catalina de Pillara son mayores a los de Quero. En cambio en el caso de la variedad semi-chola tiene un valor mayor el de Quero con respecto al de Pillara. El análisis de varianza mismo que determina diferencia significativa, a un nivel de confianza del 95%, para el factor B y para la interacción AB. El contenido de sólidos solubles promedio más alto, en referencia al sector de cultivo, es de 3.198 % que corresponde a papa proveniente de Pillara. En cambio para la interacción el promedio más alto es de 3.64% para la combinación experimental A0B0. Acidez en jugo En la Tabla 1 se observa los valores de acidez: para la variedad semi-chola(8,86 y 8,30) [g/1000cc de producto]; para la variedad Cecilia (8,25 y 8,27) [g/1000cc de producto] y para la variedad catalina (8,25 y 7,87) [g/1000cc de producto], correspondientes a los sectores de Quero y Pillara respectivamente. Se puede observar que los valores mayores son la variedad semi-chola de Quero. De acuerdo con el análisis estadístico puede advertirse que existe diferencia estadística con respecto a los factores A y B, a un nivel de alpha de 0.05, es decir que la incidencia de los dos factores genera tratamientos con resultados diferentes. Aplicada la prueba de diferenciación se establece, con relación al factor A (sector de cultivo) que el promedio más alto para acidez es de 8.45 [g/1000cc de producto] en el caso del tubérculo proveniente de Quero; pro otro lado, con respecto al factor B (variedad), el promedio más alto para la variable es 8.58 [g/1000cc de producto] en el caso de variedad semi-chola, es decir la combinación experimental con mayor acidez es A0B0. Ph EN JUGO En la Tabla 1 se puede apreciar los valores promedio de acidez: para el caso de variedad semi-chola (6,74 y 6,67); para la variedad cecilia ( 6,54 y 6,55) y para la variedad catalina tenemos (6.54 y 6,46) correspondientes a los dos sectores Quero y Pillara respectivamente: Como se puede apreciar no se encuentra una diferencia muy notoria. El análisis de varianza para el pH en jugo de papa no establece diferencia significativa con respecto a ninguno de los factores analizados, lo que significa que ni el sector de cultivo ni la variedad inciden en el potencial de hidrógeno. índice de refracción en pulpa En la Tabla A30 se puede apreciar los siguientes valores promedio de índice de refracción: para en caso de variedad semi-chola tenemos(1,3385 y 1,3375); para la variedad cecilia (1,3375 y 1,3380) y para la variedad catalina tenemos (1,3370 y 1,3373) correspondientes a los sectores de Quero y Pillara respectivamente. El análisis de varianza para el índice de refracción en pulpa en el que se establece que existe diferencia estadística con respecto al Factor B y a la interacción AB. Los resultados establecidos son similares a los obtenidos en el índice de refracción del jugo, por lo que es válido decir que esta propiedad no se ve influida por el la forma de presentación del alimento ya que esta es una propiedad química. Sólidos solubles en pulpa Se tienen los siguientes valores promedio de sólidos solubles: para en caso de variedad semi-chola (3,64 y 3,10) para la variedad cecilia(3,08 y 3,49) y para la variedad catalina se tiene (2,67 y 3,00) correspondientes a Quero y Pillara respectivamente. Se puede apreciar que son mayores los valores de la semi-chola de Quero y de la cecilía y catalina de Pillara. El análisis de varianza registra diferencia estadística con respecto al factor B (sector de cultivo) y a la interacción AB. El mayor contenido de sólidos solubles se presenta en la variedad semichola (3.37). Al estar, esta propiedad, directamente relacionada con la composición del tubérculo, es lógico que la variedad incida significativamente sobre los valores obtenidos.

r jad na, de ola ¡na El iue de

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006

Acidez en pulpa En la Tabla 1 se puede apreciar valores promedio de acidez en pulpa, los cuales son: (8,86 y 8,30) [g/1000cc de producto] para la variedad semi-chola; (8,25 y 8,27) [g/1000cc de producto] para la variedad cecilia y (8,25 y 7,87) [g/1000cc de producto] para la variedad catalina, correspondientes a Quero y Pillara respectivamente. Como se puede ver se encuentra diferencias en los valores de semi-chola y catalina de Quero los cuales son mayores a los otros datos. En cambio en la variedad cecilia de Quero y Pillara son muy similares. El análisis estadístico en donde se determina que existe diferencia estadística con respecto a los factores A y B a un nivel de confianza del 95%. Se reporta como el promedio más alto a 8.45 [g/1000cc de producto], en el caso del sector de cultivo de Quero; y para la variedad, el mayor promedio es de 8.58 [g/1000cc de producto] obtenido en variedad semi-chola. Ph en pulpa Para esta propiedad se obtuvo los siguientes valores promedio: (6,74 y 6,67) para la variedad semi-chola; (6,54 y 6,55) para la variedad cecilia y ( 6,54 y 6,46) para la variedad catalina, correspondientes a los sectores de Quero y Pillara respectivamente. Como se puede apreciar los valores son muy similares . Los resultados para pH en pulpa son exactamente iguales a los del pH en jugo, sin mostrar significancia de acuerdo al anova presentado. Al parecer esta propiedad no se ve influenciada ni por los factores de estudio contemplados en la investigación, ni por la forma de presentación del tubérculo. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones - Mediante la investigación se pudo conocer las propiedades físicas, químicas y térmicas de papa de las variedades, semi-chola, cecilia y catalina, provenientes de dos sectores de la Provincia de Tungurahua, Quero y Pillara. - Mediante análisis estadístico se determinó que en la mayoría propiedades determinadas, un 30% aproximadamente, el factor significante es la variedad (Factor B), pues varias de éstas se encuentran ligadas a la composición del alimento, tales como: tamaño, peso, volumen, gravedad específica, % de almidón, entre otras. - Existen propiedades, que no se ven afectadas por ninguno de los factores de estudio, entre estas se destacan: densidad, % sólidos solubles, % de cascara y pulpa, humedad, pH. - La forma de presentación de la papa, a saber, tubérculo entero, pulpa o jugo, no incide en algunos de los resultados obtenidos, tal es el caso de la acidez y el pH cuyos valores son los mismo para pulpa y jugo, por ejemplo. - El Factor A, sector de cultivo, al parecer tiene menor incidencia sobre la propiedades de papa, sin embargo su efecto es más notorio cuando interactúa con el Factor B, variedad, como en viscosidad, índice de refracción, energía de activación. Esto posiblemente al hecho de que Quero y Pillara comparten algunas características climáticas y de suelo que generan papas de similares propiedades. - La investigación trata de caracterizar al tubérculo y por tanto no necesariamente se determina un mejor tratamiento, pues el análisis estadístico busca, más que determinar mejores propiedades, establecer el grado de incidencia sobre las mismas de los factores de estudio. Sin embargo, en cuanto al tamaño, peso, volumen, características que son indicativo de alto rendimiento, se consideran para llegar a establecer que las combinaciones experimentales A1B0 (Pillara - Semichola) y A1B1 (Pillara - Cecilia) presentan mejores propiedades físicas, químicas y térmicas.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Recomendaciones - El carácter de informativo de este tipo de investigación tiene enorme importancia tanto entre agricultores como entre industriales, por lo que es indispensable su pronta y adecuada difusión. - Deben incentivarse estudios en otros productos agrícolas con el fin de incrementar la gran base de datos que se propone de los productos ecuatorianos, así también podrían realizarse estudios complementarios al presente, variando los factores de estudio, principalmente en cuanto a la procedencia del tubérculo.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ALVARADO, J. 1996. Principios De Ingeniería Aplicados a Alimentos. Radio Comunicaciones. QuitoEcuador 2. ALVAREZ, F.C. y RIVERA, R. 1982. Efecto de la Temperatura y Lavado sobre tres variedades de papa. Tesis de Grado Ing. Alimentos Universidad Técnica de Ambato. 3. AREVALO, Héctor. 1992. La papa. El descubrimiento que conquistó el mundo. Curso Internacional de papa. Ed. Fonaiap. Pamplona. 4. CALLEJAS, P. F. y ACCATINO, P. 1973. Almacenaje de papas. Instituto de Investigaciones Agropecuarias. Chile. 5. CULEN, J.C. 1971. Producción comercial de patatas y su almacenamiento. Zaragoza: Acribía, 1971. 291 p. Mus. 6. EZETA, F. 1975. Aspectos fisiológicos de la producción y almacenamiento de papa. Memorias Ministerio de Agricultura y Ganadería. Ecuador. 7. FENNEMA, O. R., 2000. Química de los Alimentos. Ed. Acribia, S.A. 8. GARCES, N. 1974. Tubérculos y raíces. Universidad Central del Ecuador. Quito - Ecuador. 9. INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN. Norma INEN 380, Norma INEN 381, Norma INEN 382, Norma INEN 388 y Norma INEN 380. 10. KIRK, R.S.; SAWYER, R.; EGAN, H. 1996. Composición y Análisis de Alimentos de Pearson. Compañía Editorial Continental S.A. México. 11. LÓPEZ GARCÍA, J. L, 1999 Calidad Alimentaría: Riesgos y Controles en la Agroindustria.Ed. M. P. 12. LÓPEZ Zada, Mateo . Raíces y tubérculos 1984 (ficha 2). Habana: Pueblo y Educación, 1984. 304p. Fig., Tbls 13. MUÑOZ, F. y CRUZ, L. 1978. Manual del Cultivo de la Papa. Estación Experimental Santa Catalina. 14. MENDIZABAL, L. 2004. Determinación de las Propiedades Físicas y Químicas de la Mora. Tesis de Grado. Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos - Universidad Técnica de Ambato. p. 7-24. 15. PEARSON, D., 1976. Técnicas de Laboratorio para el Análisis de Alimentos. Ed. Acribia. Zaragoza España, p. 23,105-107. 16. PRIMO YÚFERA, Eduardo. 1999. Química de los Alimentos. Ed. Síntesis, p. 85 17. RODRÍGUEZ, R.1962. Cosecha, manipuleo y almacenamiento de papa. Boletín de la compañía administradora de Guano. Perú. 18. SMITH, ORA, potatoes: Production, storing, processing, 1977 (ficha2). Avi,1977. 776p. Fot.Tbls. Apend. 19. TEJERINA, A.F. Termodinámica I. Madrid: Paraninfo, 1976. 431 p. Fig.,tbl. 20. REYNOLDS, C. Termodinámica. Madrid: Castilla, 1967.489 p .fig., prob.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

FLUJOGRAMA DE OBTENCIÓN DE PULPA Y JUGO EN PAPA

PAPA

RECEPCIÓN

SELECCIÓN

LIMPIEZA

IMPUREZAS

DETERMINACIÓN DE US PROPIEDADES EN EL TUBÉRCULO

PELADO

OBTENCIÓN DE LA PULPA

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES EN LA PULPA

OBTENCIÓN DEL ZUMO

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES EN EL ZUMO

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Autores. Hidalgo P, Mora D.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 S e c t o r d e c o s e c h a Quero

Propiedades

Unidades

S e c t o r de c o s e c h a Píllaro

S e m i-chola

Cecilia

Catalina

S e m ¡-chola

Cecilia

Catalina

Diámetro mayor

6.49

6.78

6.12

6.35

7.04

6.22

Diámetro menor

4.79

5.18

5.40

5.58

5.16

5.57

Espesor

3.72

4.10

4.51

4.10

4.00

4.81

Forma

Ovalada

Esfericidad

93.35

88.25

90.64

89.16

88.39

90.45

°/o

Volumen

60.121

64.458

80.452

59.858

68.350

79.126

Peso

50.180

69.666

86.660

65.073

70.565

85.184

% Cascara

3.51

3.47

3.16

3.62

3.24

3.12

% Pulpa

96.49

96.53

96.84

96.38

96.77

97.39

°/

Densidad Fruto

1078.2

1080.8

1077.2

1079.5

1079.7

1077.8

Kg/m 3

GE Fruto

10.830

10.789

10.832

10.795

10.779

10.830

% Materia

20.84

19.99

20.88

20.64

19.77

20.85

% Almidón

15.33

14.60

15.37

15.16

14.42

15.37

Sólidos

19.74

17.28

17.52

17.66

19.45

17.75

80.27

82.72

82.49

82.34

80.55

82.25

Calor específico

3.325

3.391

3.384

3.380

3.333

3.378

k J /kg . K

Conductivida

0.551

0.557

0.556

0.551

0.556

W/mK

Difusividad

15.368

15.217

15.270

15.244

15.335

15.274

[m2/s]10 " 7

Densidad

1.020.780

1.020.298

1.019.622

1.020.332

1.019.888

1.019.654

Kg/m 3

Co. vol. exp.térmica

391.541

401.261

392.038

391.760

391.945

392.163

[1/K]*1O " 4

GE j u g o

1.080

1.077

1.078

1.119

1.086

1.081

43.49

47.68

48.67

43.59

47.68

seca

Totales fruto Humedad fruto

jugo

Tensión s u p e rfic la 1

I 49.17

[N/m]*10 " 3

Sólidos t o t a l e s jugo

3.73

3.40

3.04

3.60

3.36

3.19

Humedad

96.27

96.60

96.96

96.40

96.64

96.81

10.532

10.856

1.538

12.405

12.864

13.466

[Pa.seg]*10"3

Energfa de activación

17.295

17.841

17.393

17.804

20.058

20.280

kJ/g.mol

Sólidos en suspensión

35.5

38.5

36.5

38.5

36.0

%de vo lu m e n

índice refracción

13.385

13.375

13.370

13.375

13.380

13.373

Sólidos

3.64

3.08

2.67

3.10

3.49

3.00

Acidez jugo

8.86

8.25

8.30

8.27

7.87

g/1000cc de producto

pH j u g o

6.74

6.54

6.67

6.55

6.46

índice refracción

13.385

13.375

13.370

13.375

13.380

13.373

Sólidos solubles

3.64

3.08

2.67

3.10

3.49

3.00

Acidez pulpa

8.86

8.25

8.30

8.27

7.87

g/1000cc de producto

pH pulpa

6.74

6.54

6.67

6.55

6.46

jugo Viscosidad jugo

solubles jugo

CIENCIA

INVESTIGACIÓN

ALIMENTOS

DISEÑO DE UN PROGRAMA DE BPM Y POES EN LA LÍNEA DE PASTEURIZACIÓN DE LECHE EN LA EMPRESA "SAN PABLO" PILLARO TUNGURAHUA Juan Lana G.*

Franco Narváez R.*

Mario Manjarrez L.** RESUMEN

El desarrollo de un sistema de prerrequisitos basados en las BPM se realizó en la Empresa Pasterizadora "San Pablo" con la finalidad de prevenir, reducir y/o eliminar posibles riesgos alimentarios en el proceso de pasteurización de leche; para cumplir tal propósito se realizó inicialmente el diagnóstico del estado sanitario de la planta para configurar su perfil sanitario. El diagnostico preliminar se fundamentó en filmaciones del área de proceso de leche pasteurizada así como los alrededores de la planta, y la edificación (diseño sanitario de las instalaciones). La fotografía digital se enfocó en registrar aquellas inconformidades sanitarias existentes en la planta. La aplicación de encuestas diferenciadas dirigidas a todo el personal, proveedores técnicos y gerente de la planta y los muéstreos microbiológicos y físicos químicos, realizados para determinar la calidad microbiológica del producto, y la calidad del ambiente en el que se elabora dicho producto. A partir de este diagnóstico se precisaron los ajustes en diseño sanitario y desarrollo de planes y programas que requiere la empresa, incluidos los temas de capacitación para el personal técnico y operativo de la planta. Principalmente se desarrollaron temas referentes al diseño de la planta, programas de: personal, limpieza, control de plagas, equipos, producción y proceso, almacenamiento y distribución del producto. Finalmente se estructura el manual maestro de BPM sustentado en los programas de prerrequisitos, que también incluyen los registros de procedimientos y controles Procedimientos Operativos Estandarizados de Sanitización (POES) de los programas respectivos.

JUSTIFICACIÓN Son incontables las regulaciones, códigos de prácticas y leyes sobre el procesado, manipulación, distribución y venta de alimentos que han promulgado organismos nacionales e internacionales con la intención de proteger al público de adulteraciones, fraudes y enfermedades, los cuales en su mayoría contemplan métodos convencionales de análisis que han perdido vigencia dentro de los esquemas modernos de control de la calidad. (2) Este tipo de control acarrea grandes pérdidas de tiempo y dinero, debido a que las fallas se detectan al final del proceso desperdiciando todo el valor agregado a lo largo de la cadena. Las nuevas regulaciones buscan un enfoque más efectivo en el control de riesgos y en su aplicabilidad a todos los eslabones de la cadena alimentaria. (2) Así, las buenas prácticas de manufactura son principios básicos y prácticas generales de higiene en la manipulación, preparación, elaboración, envasado y almacenamiento de productos para consumo humano, que están orientados a reducir las posibilidades de que un alimento se contamine física, química o microbiológicamente y afecte la salud del consumidor. Las buenas prácticas de manufactura deben aplicarse en todas las áreas y procesos como son recursos humanos, instalaciones, programas de. limpieza y sanitización, etc. (5

* Egresado de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. "Docente de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos

A r\ | ,J

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VÓL. 15 - 2006 Por otro lado POES son procedimientos aplicados por las empresas procesadoras de alimentos para ayudar a mantener BPM en la producción, son procedimientos que definen ordenadamente los pasos a seguir para realizar una tarea. El cumplimiento de los POES demuestra un compromiso con la producción de alimentos seguros. (2) La importancia de los POES y BPM, como pre - requisitos para la implementación de un plan HACCP y su correcta aplicación, brindan las condiciones básicas operativas, de infraestructura y ambientales para la producción de alimentos inocuos, previniendo que peligros potenciales de bajo riesgo, se transformen en peligros graves que afecten la seguridad de la leche pasteurizada. (2) En la ausencia de un programa de prerrequisitos, cualquier intento de establecer un plan HACCP requerirá más tiempo, demandará más inversión y probablemente el logro que se alcance no sea el esperado. (6) La industria ecuatoriana deberá encuadrarse en el marco de las últimas disposiciones vigentes. Por este motivo las plantas procesadoras de alimentos deben implementar buenas prácticas de manufactura que son procedimientos que controlan las condiciones operacionales dentro de un establecimiento para facilitar la producción de alimentos inocuos, saludables y sanos.

OBJETIVOS Objetivo general Desarrollar un sistema de Pre - requisitos basados en BPM en la empresa Pasteurizadora San Pablo, con el propósito de prevenir, reducir y/o eliminar posibles riegos alimentarios en la línea de pasterización. Objetivos específicos - Realizar un diagnóstico previo del estado sanitario de la planta para definir su perfil sanitario. - Analizar los factores de diseño y empleo de locales, donde se manipula leche así como de los equipos y utensilios. - Desarrollar un programa de control de proveedores de la materia prima. - Verificar si el material de empaque cumple con las especificaciones y requerimientos para el envasado de leche pasterizada. - Elaborar un sistema de identificación, trazabilidad y recuperación de productos desde la recepción hasta la venta. - Elaborar un plan de mantenimiento preventivo y calibración de los equipos de la planta. - Diseñar un programa de higiene personal y desarrollar un plan de capacitación al personal directivo, técnicos, obreros y proveedores. - Diseñar un programa de control de plagas. - Diseñar un plan operativo general de limpieza y desinfección (PLD). - Elaborar un procedimiento operacional de saneamiento (POES) como respaldo a los diferentes controles. En especial al control del agua. - Diseñar cartas de control e Histogramas que permitan controlar gráficamente ciertas etapas del proceso en base a puntos de control.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 MATERIALES Y MÉTODOS La línea de pasteurización de leche siguientes equipos

de la empresa Pasteurizadora "San Pablo", dispone de los

EQUIPO

CAPACIDAD

Pasteurizador REDA SPA de Acero inoxidable AISI 304 Homogenizador REDA SPA de Acero inoxidable AISI 304 Descremador REDA SPA de Acero inoxidable AISI 304

3 000 It / hora 3 000 It / hora 3 000 It / hora

Test de cloro Placas petrifilm (Aerobios) Fumadora Cámara digital

HACH CN-46 3M Panasonic modelo PV-L50 Sony

PH metro portátil Balanza Estufa Cuenta Colonias Incubadora Autoclave Cocineta Termómetro bimetálico (tipo reloj) Caja térmica (freezer) Bolsas de hielo Material de vidrio

OAKTON Instrument Mettler MEMMERT Québec Rostfrei Aquatrol Haceb Fisherbrand Rubbermaid Rubbermaid Pirex

METODOLOGÍA El presente trabajo se desarrolló en las instalaciones de la Empresa Pasteurizadora "San Pablo", en base a una metodología que contempla: DIAGNOSTICO PRELIMINAR Para establecer el diagnostico preliminar se utilizaron las siguientes herramientas: - Filmaciones - Fotografía Digital - Encuestas Diferenciadas - Muéstreos Microbiológicos (coliformes totales, coliformes fecales, recuento total de bacterias, aerobios totales) se realizaron de acuerdo a instrucciones de 3M para Placas Petrifilm; en leche, superficies de contacto, ambiente de la planta. - Análisis Físico - Químicos (densidad, temperatura, pH, acidez titulable) en leche y, cloro residual en agua. IDENTIFICACIÓN DEL PERFIL SANITARIO DE LA PLANTA Con los resultados del diagnóstico preliminar se elabora un gráfico que representa el perfil sanitario de la Pasteurizadora San Pablo. ELABORACIÓN DEL PROGRAMA DE PRERREQUISITOS Al disponer del perfil sanitario de la planta se pueden precisar los programas de operación diaria y los criterios técnico sanitarios relacionados con las instalaciones de la fábrica y los equipos utilizados. - Programa de Higiene Personal y Capacitación - Programa de Control de Agua -Programa de Control de Plagas - Programa de Limpieza y Desinfección - Sistema de Trazabilidad, Identificación y Recuperación. - Factores de Diseño y Empleo de Locales - Análisis del Envase para el Producto Terminado . - Programa de Control de Proveedores - Programa de Mantenimiento Preventivo y Calibración de Equipos

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 HERRAMIENTAS ESTADÍSTICAS Considerando que este trabajo se basa en el control de variables de proceso se utilizarán herramientas estadísticas, como cartas de control que se fundamentan con patrones existentes para el proceso: Además, se indican la desviación standard y la varianza de las variables seleccionadas para la aplicación estadística. ELABORACIÓN DEL MANUAL MAESTRO DE BPM El manual maestro está sustentado en el programa de pre - requisitos que fueron definidos a través del perfil sanitario de la planta.

- Este manual comprende los siguientes PROCEDIMIENTOS OPERATIVOS: • Programa de Higiene Personal - Programa de Control de Agua • Programa de Control de Plagas • Programa de Limpieza y Desinfección • Programa de Identificación, Trazabilidad y Recuperación. • Factores de Diseño y Empleo de Locales • Análisis del Envase para el Producto Terminado y, los PROCEDIMIENTOS DE SOPORTE: Programa de Control de Proveedores Programa de Mantenimiento Preventivo y Calibración de Equipos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN DIAGNOSTICO PRELIMINAR En esta etapa del estudio se dio énfasis especial en el reconocimiento de la planta en especial de la línea de producción de leche pasterizada, con el fin de conocer las condiciones sanitarias en que se desarrolla el proceso. Para realizar el diagnóstico preliminar se utilizaron las siguientes herramientas

Filmaciones La filmación se realizó en base a la guía de filmación elaborada, con un total de 2 filmaciones de 90 minutos de duración cada una. Es finalidad de la filmación constatar posibles infracciones sanitarias cometidas en el proceso de pasteurización mismas que pueden escapar al control del ojo humano y disponer de un valioso respaldo para diseñar un programa de buenas prácticas de manufactura. Fotografía digital Se registran fotografías digitales que respaldan las propuestas específicas de ajustes sanitarios que se realizarán para superar las inconformidades detectadas. El formato de fotografía a ser utilizado es el siguiente

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

PARTE ANTERIOR DE LA GUARDIANIA OBSERVACIÓN QUE ESTA M A L O / PORQUE / CONSECUENCIAS A C U M U L A C I Ó N DE ESCOMBROS / POSIBLE ANIDAMIENTO DE PESTES / VIOLACIÓN CONTRA LA SALUBRIDAD DE LA EMPRESA CATEGORÍA

CONROL DE PLAGAS

CALIFICACIÓN

GRAVE

ACCIONES CORRECTIVAS LEVANTAMIENTO DE ESCOMBROS, ELABORAR UN PROGRAMA DE CONTROL DE PLAGAS Encuestas diferenciadas Se aplican encuestas diferenciadas dirigidas al personal directivo, técnico, obreros y proveedores, con el propósito de verificar el nivel actual de cumplimiento de las Buenas Practicas de Manufactura en la planta. Muéstreos microbiológicos y físico - químicos El muestreo se aplica con el propósito de realizar un análisis de las condiciones de saneamiento ambiental, materia prima y producto terminado, superficies en contacto con la leche, calidad de agua y del aire del sitio. Los resultados del análisis permite identificar las condiciones microbiológicas del producto que elabora la empresa y orientan el desarrollo del plan operativo de saneamiento y la capacitación del personal técnico operativo de la planta en temas de higiene. Se realizaron las siguientes pruebas: Análisis Físicos - Densidad - Temperatura En materia prima y producto terminado. Análisis tnicrobiológico - Recuento total de bacterias (UFC / mi) - Coliformes totales (UFC / mi) - Coliformes fecales (UFC / mi) En materia prima, superficies de contacto con la leche, producto terminado y en el agua de abastecimiento de la planta. - Aerobios totales En los ambientes de la empresa Análisis Químico - Cloro residual (ppm) En el agua utilizada en el proceso - Acidez Titulable -pH En materia prima y producto terminado.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Identificación del perfil sanitario de la planta En base a los datos del diagnóstico preliminar y las calificaciones asignadas en el formato establecido para evaluar el estado sanitario de la planta. (GUÍA PARA LA VERIFICACIÓN DE LAS BUENAS PRACTICAS DE MANUFACTURA POR (CITA-PYMES 2000) COSTA RICA) (25) se elaboró el perfil sanitario de la empresa descrito en el siguiente gráfico:

Elaboración del programa de prerrequisitos Al disponer del perfil sanitario de la planta y conocer la cuantificación individual de cada factor sanitario que contemplan las BPM. Podemos configurar el programa de pre-requisitos que son necesarios implementar en la planta y son los siguientes: Programa de Higiene Personal y Capacitación Permitirá garantizar que las personas que están en contacto directo o indirecto con la materia prima, insumos y leche pasteurizada no la contaminen. Programa de Control de Agua Para identificar las necesidades de la empresa en cuanto a requerimiento de agua de manera que se garantice la inocuidad y calidad de la misma. El agua utilizada en la empresa debe ser lo mas limpia posible y tener una carga microbiológica mínima. Programa de Control de Plagas Es necesario prevenir el ingreso de insectos, roedores u otros animales a la planta, que puedan atentar la inocuidad del alimento. La existencia de plagas en el interior de la empresa es una violación seria a la sanidad. Programa de Limpieza y Desinfección Busca proporcionar un ambiente sano y limpio para el procesamiento de alimentos. La limpieza y desinfección en la Empresa Pasteurizadora "San Pablo" es un elemento clave de las BPM. Sistema de Trazabilidad, Identificación y Recuperación. Permitirá que la empresa Pasteurizadora "San Pablo" pueda reconstruir el historial del producto mediante registros que lo identifiquen en cualquiera de las etapas o fases del proceso productivo, transporte y distribución. Factores de Diseño y Empleo de Locales Examina las condiciones de los locales donde se manipulan alimentos, criterios de localización, de diseño, construcción e instalaciones. Además materiales de construcción de los equipos, su funcionamien

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Análisis del Envase para el Producto Terminado Determina las características del envase para producto terminado, comportamiento mecánico, permeabilidad, resistencia, etc. Programa de Control de Proveedores Cubre la necesidad de identificar las necesidades de la empresa en cuanto a leche cruda, su obtención, manipulación, transporte, etc, de manera que se garantice la inocuidad y calidad de la misma. Programa de Mantenimiento Preventivo y Calibración de Equipos Para garantizar que los equipos funcionen en óptimas condiciones, prolongar su vida útil y evitar altos costos por daños y paralizaciones que podrían haberse evitado. HERRAMIENTAS ESTADÍSTICAS Considerando que este estudio se basa en control de procesos se utilizarán cartas de control de variables en los cuales se aplicarán planes de muestreo basados en patrones existentes en el proceso: Básicamente en, la carta de control se representan los valores de una variable medidas en el transcurso de un proceso, y que sirve para su control. Además, se aplican en los datos de la variable la desviación standard y la varianza que permitirá comparar el grado de dispersión de distintas poblaciones.

ANÁLISIS GENERAL GRÁFICO Control de Acidez CONTROL DEACIDEZ 0,220 0,200 LIMITE MÁXIMO PERMISIBLE

•

0,180

•

• •& m•

•

• • #

0,160 0,140 LIMIIEMIMMD,PEEMISiBLE

0,120 0,100

Fecha (TOMA DE MUESTRA)

SectorPorvenir

Hcda. Diego Cobo

Hcda. Gonzalo Cobo Sector Andahualo

Hcda. Yanayacu

SectorPoalo

Hcda. Vela Cobo

Hcda. Cristian Vela

TresAsequias

El Gráfico de Control de Acidez posee como limites: Limite Máximo Permisible = 0.14 mi de NaOH según INEN Limite Mínimo Permisible = 0.17 mi de NaOH según INEN Limite Superior Critico = 0.16965 mi de NaOH Limite Central Critico = 0.15913 mi de NaOH Limite Inferior Critico = 0.14860 mi de NaOH Desviación estándar = 0.01188 mi de NaOH Varianza = 0.0001411

Hcda. Albornoz

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

Los datos muestran una tendencia central, si se toma en cuenta los límites establecidos por la Norma INEN # 9 Leche Cruda Requisitos. El 0.80 % se encuentran por debajo del límite mínimo permisible, indicando una baja acidez; mientras que el 7.90 % está por encima del límite permisible, o sea, una alta acidez. Auque la desviación estándar y la varianza no indica una variación representativa del universo de datos, es necesario controlar el problema de la baja acidez. Análisis particular El promedio general de un factor observado, sea temperatura, densidad o acidez, será la referencia del promedio particular de cada proveedor, esto nos indicara su posición con respecto al resto de proveedores. Análisis de acidez La acidez promedio de todos los proveedores se encuentra dentro de los límites establecidos por la NORMA \ INEN # 9, no obstante, se observa que la acidez mas alta presentada es la de la Hacienda Vela Cobo. • Tomando en cuenta que la temperatura influye directamente en la acidez, se puede concluir el porqué de este '. valor. Conclusión El análisis estadístico, nos muestra en forma clara la disposición de datos, en este caso, temperatura, i densidad y acidez al ingreso en planta. Estos registros y gráficas de control nos permiten tener monitoreados t periódicamente a los proveedores de leche cruda. El análisis de estos registros y gráficos con su análisis respectivo, permiten establecer acciones correctivas y mejorar la calidad de la leche cruda. Es obligación de la empresa monitorear a cada uno de sus proveedores y mantener reuniones periódicas con estos. Para tocar temas de interés mutuo, como este caso la alta temperatura de entrega de leche cruda a la planta. ELABORACIÓN DEL MANUAL MAESTRO DE BPM El manual maestro está sustentado en el programa de pre - requisitos. El manual contiene registros de procedimientos y controles relativos a manejo de: instalaciones, mantenimiento de equipos, entrenamiento e higiene de personal, limpieza y desinfección, control de plagas, trazabilidad y recuperación de productos. Este manual comprende: PROCEDIMIENTOS OPERATIVOS: - Programa de Higiene Personal - Programa de Control de Agua - Programa de Control de Plagas - Programa de Limpieza y Desinfección - Programa de Identificación, Trazabilidad y Recuperación. - Factores de Diseño y Empleo de Locales - Análisis del Envase para el Producto Terminado y, PROCEDIMIENTOS DE SOPORTE: - Programa de Control de Proveedores - Programa de Mantenimiento Preventivo y Calibración de Equipos.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 CONCLUSIONES - El trabajo realizado en la planta de la empresa Pasteurizadora "San Pablo", se realizo satisfactoriamente en cuanto al diseño de un programa de BPM y POES. - El diagnóstico preliminar realizado en la planta en la línea de producción de leche pasteurizada, por medio de filmaciones in - situ, fotografía digital, encuestas diferenciadas, y muéstreos microbiológicos, físicoquímicos y ambientales; permitió detectar numerosas inconformidades sobre todo en cuanto a infraestructura y también en las operaciones de recepción en planta y transporte de leche cruda desde la finca a la planta. - Se registraron además deficiencias en cuanto a las actitudes de comportamiento sanitario del personal en su trabajo diario. - Los resultados de la investigación, concluyen que el mayor requerimiento de la empresa para superar estas inconformidades es la capacitación, es entonces necesario priorizar la atención al personal, que constituye uno de los pilares de las BPM. - La aplicación de análisis microbiológicos en leche cruda y leche pasteurizada, recuento total, coliformes totales, coliformes fecales, permite afirmar que la leche cruda tiene una carga microbiana elevada, ocasionada por la inadecuada manipulación desde la granja, durante el transporte, y por la ausencia de refrigeración, además de la mezcla de lotes de leche de diferente calidad y la falta de lavado y desinfección de los bidones para leche cruda. - De otro lado la carga microbiana presente en la leche pasteurizada es aceptable de acuerdo a la norma INEN 10 lo que garantiza el proceso de pasteurización en planta en lo referente a tiempos y temperaturas pues permiten eliminar la carga microbiana y sobre todo la presencia potencial de microorganismos patógenos. - Además hay que mencionar además que los análisis de calidad de agua, recuento total, y cloro residual y el agua de los bancos de hielo, indican que la misma es apta para todas las labores que se realizan en planta, además de la existencia de niveles de cloro en la misma que garantizan su acción residual desinfectante en el marco de los estándares de calidad establecidos. - Una vez realizado el diagnostico de la empresa se procedió a configurar el perfil sanitario en el cual se grafican los puntajes asignados a cada uno de los prerrequisitos que deben desarrollarse en la pasteurizadora San Pablo para implementar un sistema BPM, en el perfil el prerrequisito con mas bajo puntaje de cumplimiento corresponde a personal, seguido por las instalaciones y operaciones de sanitización y por lo tanto son los ámbitos que con más relevancia se tratan en este trabajo, desde luego sin desmerecer los otros prerrequisitos como almacenamiento y distribución, producción y controles de proceso que presentan mejores condiciones, resaltando al final un alto porcentaje de cumplimiento al prerrequisito que corresponde a equipos. - Entonces el perfil sanitario permite focalizar de mejor manera los problemas con mayor incidencia relevancia en las posibles causas en cada uno de ellos.

- Al analizar el diseño de los locales, se observa que el área en donde se realizan los procesos de producción posee buena ventilación, iluminación apropiada, en general la planta dispone de una área amplia y apta para procesar leche pasteurizada. Desde luego existen falencias en las uniones piso-pared, ventanas-pared, falta de mallas en las ventanas y en lo que concierne al mantenimiento de alrededores de la empresa estos se encuentran sin mayor atención convirtiéndose en foco de contaminación y anidamiento de pestes, por lo tanto hay que tomar medidas en este sector.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 - Los equipos con que .cuenta la planta son de tecnología italiana construidos en acero inoxidable AISI 304, y relativamente nuevos con menos de cinco años de uso, evidentemente son adecuados para pasteurizar, descremar, homogenizar, almacenar y enfundar leche de buena calidad. (PMP) - La implantación de un programa de control de proveedores busca minimizar la presencia de peligros microbiológicos y garantizar la calidad de la leche cruda que llega a la planta estableciendo procedimientos que los técnicos y otras personas que manipulan la leche desde el tambo hasta la planta para el buen manejo de leche. (PCPr) - Con la aplicación del programa de higiene personal y el plan de capacitación se conseguirá una acción sinérgica que permitirá superar las limitaciones más notables que tiene la empresa, en estos temas; Por lo tanto su aplicación generara un cambio de actitud del personal en la toma decisiones en toda la cadena productiva. (PHP) - El plan operativo de limpieza y desinfección para la empresa detalla los tipos de desinfectantes recomendados, la frecuencia de uso. El tema es de vital importancia en la empresa ya que la planta debe permanecer siempre limpia y desinfectada para elaborar leche pasterizada y garantiza al cliente un producto inocuo. Para reforzar este plan se desarrollaron los respectivos Procedimientos Operativos Estandarizados de Sanitización que contempla tareas y responsabilidades de limpieza y desinfección de cada uno de los procesos. (PLD) - El programa de mantenimiento preventivo permitirá que los equipos no dejen de funcionar en cualquier momento, logrando un trabajo eficaz durante el proceso de pasteurización de leche, ello repercute directamente en la calidad del producto final, además, la calibración del instrumental de medida garantizará que las mediciones sean correctas y que los procesos estén monitoreados adecuadamente y cumplan los requisitos. (PMP) - La implementación de un programa de identificación, trazabilidad y recuperación permitirá a la empresa elaborar un historial del producto elaborado, para que en caso de existir algún riesgo que pueda afectar la salud del consumidor, pueda tomar medidas de acción inmediatas y detectar el problema ya sea en el proceso, por error humano, etc. y tomar acciones correctivas inmediatamente y si es necesario realizar una oportuna recuperación del producto antes de que este pueda afectar la salud del consumidor final. (PTIR) - El diseño del programa de control de plagas para la empresa pasteurizadora San Pablo tiene un carácter preventivo ya que no se constato en visitas a la planta ni se reporto en entrevistas al personal la presencia de roedores, ni insectos. Sin embargo es importante que la planta cuente con un programa de control que establezca procedimientos de prevención y en caso de incidencia disponga de las herramientas para contrarrestarlo. Se establece también un plan detallado de la ubicación de trampas y cebos en planta, aplicación de venenos y manejo de registros. (PCP) - El control de agua se sustenta en un POES el que establece un marco referencial que contempla: que hacer, cuando, con qué frecuencia y el responsable de mantener en óptimas condiciones la calidad del agua de abastecimiento que es utilizada por la empresa para realizar las diferentes tareas que implica el proceso de leche pasteurizada. (PCA) - La aplicación de herramientas estadísticas en la etapa de recepción de leche y la creación de registros para mantener monítoreado las etapas de procesamiento de leche pasteurizada, permitió aplicar datos operacionales para establecer límites de control en recepción. Estos constituyen referentes de cómo funcionan los procesos que se realizan en la empresa. - Todos y cada uno de los programas respectivos cuenta con una serie de documentos y cartas de registro, mismas que permitirán monitorear cada una de las etapas desde la recepción, hasta la venta del producto terminado, esta documentación le permitirá a la empresa Pasteurizadora San Pablo a mantener sus procesos bajo control.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 - Finalmente hay que resaltar que la implementación de los programas mencionados permitirá a la empresa acceder a otros tipos_de sistemas de calidad como HACCP, normas ISO 9000, y por sobre todo mantenerse en un mercado cada vez más competitivo y tener la posibilidad de incorporarse a mercados nacionales con mayor confianza, además siempre debe primar la Ética Empresarial de producir leche pasteurizada bajo normas y preceptos que tiendan a garantizar la inocuidad del producto.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Dr. Daniel Amalevi "Hacia la Calidad Total ...." Nota publicada en el n° 47 de la Revista CHICHA San Luis 3875, Rosario, S.F. Argentina E-mail: cicharosar¡o@citynet.net.ar 2. Revista ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA Numero 6 (1) Febrero 1998 Prefacio Ing. Mario Manjarrez 3. Alexandra Vaca Tesis "El sistema HACCP: Su aplicación en el aseguramiento de la calidad para una planta de bebidas gaseosas no alcohólicas (Coca Cola)" Ambato - Ecuador 2000 pp. 8 -12, 77 - 79 4. Ing. Christian Wahli "El nuevo sistema de registro y control sanitario de alimentos" PRIMUS GUIA ALIMENTARIA 2003 PP. 29 -31 www.anfab.com 5. Alvaro Fernandez D. "CALIDAD HIGIÉNICA DE LECHE CRUDA" Facultad de Ciencia Agrarias - Unisur Colombia 1988 pp. 37-50. 6. QUALITY Consultoria & Asesoría Member ship Internacional HACCP Aliance "INTRODUCCIÓN AL PROGRAMA DE PRERREQUISITOS" 7. INPPAZ OPS/OMS "HACCP - Guia breve" - Tema IV http://www.inppaz.org.ar/menupal/INTEC/FOS/HACCP/guiaJndex.htm 8. JIMÉNEZ Virginia "FOLLETO SOBRE BUENAS PRACTICS DE MANUFACTURA" Consejo Nacional de Producción - Costa Rica - 2002 http://www.paua.rds.org.hn/archivos/cuan_radio_7.pdf 9. Consejo Nacional de Producción "COSEX ALIMENTARIUS" San José - Costa Rica 2001 http://www.mercanet.cnp.go.cr/Desarrollo_Agroid/documentospdf/Folleto_BPM.pdf 10. Programa PROMIPE - AZTI - SWISSCONTACT "LOS 10 MANDAMIENTOS DE LAS BPM" Quito - Ecuador 2003 11. FAO "PROCESAMIENTO DE PRODUCTOS LÁCTEOS" - Inernet http://www.fao.org/inpho.htm 12. Microorganismos en los alimentos "FACTORES QUE AFECTAN A LA SUPERVIVENCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN LOS ALIMENTOS" http://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia% 13. ROCHA Anaelia "LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN EN LA PLANTA" Carnetec 14. MADRID Vicente Antonio "CURSO DE INDUSTRIAS LÁCTEAS" - Mundi Prensa - Madrid-España - 1996 15. MINISTERIOS DE SALUD PUBLICA "Registro Oficial 3253" - 2001 - Quito - Ecuador 16. CODEX ALIMENTARIO GMP Y HACCP, Extracto del suplemento al Volumen 1B de Codex Alimetarius 21 CRF 110 GMP ADMINISTRACIÓN DE DROGAS Y ALIMENTOS DEPARTAMENTO DE LA SALUD Y SERVICIOS HUMANOS - PARTE 110 .- PRACTICAS DE BUENA MANUFACTURA EN LA MANUFACTURA, EMPAQUE O ALMACENAJE DE ALIMENTOS PARA LOS SERES HUMANOS 17. FAO-OEA "SISTEMAS DE CALIDAD E INOCUIDAD DE LOS ALIMENTOS" Roma 2002 Publicado por la ONU para la Agricultura y la Alimentación y el Ministerio de Sanidad y Consumo de España pp. 49 - 94 18. DUBACHJose " EL ABC DE LA QUESERÍA RURAL DE LOS ANDES" - Quito - Ecuador - 1988 19. NormalNEN9 - "NORMAS ECUATORIANAS" - 1996 - Quito - Ecuador 20. Norma INEN 10 - "NORMAS ECUATORIANAS" - 1996 - Quito - Ecuador 21. Guías para la calidad de agua potable - Organización Panamericana de la Salud -1988 - pp. 36 - 37, 127 -130 22. Norma INEN 1108 - "NORMAS ECUATORIANAS" - 1996 - Quito - Ecuador 23. HAARS S. "INIDCADORES AMBIENTALES PARA PLANTAS ALIMENTICIAS" http://www.3M.es/indicadores.httm 24. Microbiología de los alimentos "MÉTODOS GENERALES DE ANÁLISIS DE LOS ALIMENTOS" - Tema 13 http://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia% 25. CITA - PYMES "GUIA PARA LA VERIFICACIÓN DE LAS BUENAS PRACTICAS DE MANUFACTURA" Proyecto Gestión de Calidad y Productividad para Pequeña y Mediana Industria - Costa Rica - 2000 26. Edwin M. Foster "MICROBIOLOGÍA DE LA LECHE" Editorial Herrero México D. F. 27. INPPAZ - OPS - OMSBIREME - OPS - OMSGMP / HACCP - BUENAS PRACTICAS DE MANUFACTURA (GMP) Y ANÁLISIS DE PELIGROS Y PUNTOS CRÍTICOS DE CONTROL (HACCP) PARTE II: INTRODUCCIÓN A LAS BUENAS PRACTICAS DE MANUFACTURA PARTE 11.1: INTRODUCCIÓN A LAS GMP. www.inppaz.org.ar 28. AMITO J. "CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE LA LECHE " Edit. ACRIBIA - Zaragoza - España - 1991 29. TAYLOR Jorge "CONDICIONES EDILICIAS, HIGIÉNICO SANITARIAS Y DE BPM PARA ESTABLECIMIENTOS ELABORADORES DE ALIMENTOS" Departamento Fiscalización Industrias Lácteas

ALIMENTOS

INVESTIGACIÓN

CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

EXTRACCIÓN DE PECTINA DE BAJO METOXILO A PARTIR DE CORTEZAS DE LIMÓN VARIEDAD MEYER (Citrus meyeri Tanaka) Sandra Espín *

Diana Noboa*

César Vásconez **

RESUMEN Los subproductos de la industria de zumos de frutas, bagazo de manzanas y albedos de cítricos (limón, limón verde, naranja, toronja) constituyen básicamente las fuentes industriales de pectinas. Existen dos clases de pectinas de alto y bajo metoxilo. Las pectinas de bajo metoxilo son importantes por su capacidad para formar geles sin la necesidad de añadir azúcares, y, por tanto, son de gran utilidad para la elaboración de productos "dietéticos", cada vez más presentes en el mercado. Para esta investigación se aplica un diseño experimental AXBXC (A tratamiento térmico, B tamaño de partícula de corteza, C concentración de sulfato de aluminio), cada factor con dos niveles : factor A 5 y 10 minutos, factor B 40 y 80 mesh; y, factor C 1 y 1.5% con dos respuestas experimentales índice de metoxilo y rendimiento. Con el mejor tratamiento se caracterizó la pectina de bajo metoxilo extraída, se realizaron varios análisis como viscosidad con un valor de 30.54 Pa.s (propiedad física), índice de metoxilo 2.94% (propiedad química), poder gelificante con un valor de 6.9 N, tiempo de gelificación 238 s, velocidad de gelificación lenta (propiedades funcionales determinadas en un pudín de leche elaborado con la pectina obtenida).

INTRODUCCIÓN La pectina proviene de la palabra griega "Pekos" (denso, espeso, coagulado), es una sustancia mucilaginosa de las plantas superiores. Esta sustancia se asocia con la celulosa y le otorga a la pared celular la habilidad de absorber grandes cantidades de agua. La celulosa tiene un importante rol en la estructura ya que le da rigidez a las células, mientras que la pectina contribuye a su textura. Según G. Linden / D. Lorient, las pectinas se caracterizan por su grado de esterificación (M.), que representa el porcentaje de los ácidos galacturónicos que se encuentran en forma de éster metílicos. Se emplea igualmente un grado de amidación; esto permite distinguir dos grupos de pectinas: - Pectinas fuertemente metiladas (H.M. > 55 %); - Pectinas débilmente metiladas (L.M. < 45 %). Estas sustancias químicas son de gran interés para la industria de alimentos ya que se utilizan ampliamente como aditivos por sus propiedades espesantes y gelificántes en productos tales como gelatinas, mermeladas y conservas vegetales.

PECTINAS DE BAJO METOXILO Rouse (1977), Minifie (1982), indican que estas pectinas requieren de sales metálicas o cationes polivalentes para la formación de geles estables, generalmente calcio. Esto tiene un valor particular en la elaboración porque una jalea puede ser hecha con azúcar, pectina y un sal de calcio con o sin ácido, y muchas veces, desde el punto de vista del sabor es una ventaja, particularmente porque las pectinas de alto metoxilo requieren de condiciones acidas (pH 3) para el máximo poder de gelificación.

* Egresado de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. **Docente de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 OBJETIVOS Objetivo General . Obtener pectina de bajo metoxilo utilizando el método de extracción acida a partir de albedo de limón variedad Meyer (Citrus Meyeri Tanaka) Objetivos Específicos - Determinar el tamaño de partícula de albedo de limón más adecuado para la extracción de pectina de bajo metoxilo - Determinar el tiempo de tratamiento térmico a temperatura constante para la obtención de pectina de bajo metoxilo. - Determinar la concentración óptima de sulfato de aluminio para precipitar la pectina de bajo metoxilo. - Analizar en el mejor tratamiento propiedades químicas, físicas y funcionales. - Elaborar con la pectina de bajo metoxilo un producto de consumo rápido en frío (Pudín de leche). - Realizar un análisis sensorial del producto elaborado con pectina de bajo metoxilo.

MATERIA PRIMA Limón meyer (Citrus meyeri Tanaka) Se cultiva en los jardines como planta de adorno, resistente a temperaturas de muchos grados bajo cero crece hasta una altura de tres metros con una forma de ramaje parecida a la del limero. Se propaga por cortes; da frutos a los dos años de plantado y produce continuamente y en abundancia. Resiste a la costra o enfermedades verrugosas; casi no tiene espinas y su comportamiento en el huerto es excelente. El limón es algo grande (150 a 240 gr.); la punta apezonada es demasiado pequeña; el jugo es superior y el sabor no es tan agudo como el de los limones. Esta planta dice Barret, puede que considerada botánicamente no sea un limón en todo el sentido de la clasificación, pero supera a todas las limas y limones para la plantación tropical. La producción es continua durante todo el año, el tamaño del árbol no es muy vigoroso, tiene crecimientos abiertos y es altamente productivo. La fruta es de un tamaño medio a grande, de forma ovalada y cuando está madura su color es amarillento; el contenido de semilla es creciente y son utilizadas como sustituto del verdadero limón, se pueden conseguir rendimientos de 12,000 kg / ha entre los 3 a 4 años de plantados (INIAP., 2004). Para esta investigación se utiliza únicamente el albedo de este fruto. MATERIALES Para la realización de este trabajo se utilizaron los siguientes materiales: EQUIPOS - Balanza metlerHk 160 - Baño maría Julabo EM 12B - Estufa MEMMERT de 0 a 240°C - Medidor de pH FISHER Accomet modelo 230 A - Secador de cabina (construcción nacional) - Cocina industrial - AR 2000 Rheometer Operator'D manual (Escuela Politécnica Nacional - Quito) - Gelómetro. Texture analizer TA - XT2 (GELEC S.A. - Ambato)

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 MATERIALES UTILIZADOS - Vasos precipitación 250/500 mi pirex - Probetas de 50 mi - Pipeta graduadas de 1 mi - Termómetros graduados (-10 a 150 °C ) - Agitadores de vidrio - Espátulas - Piseta - Mallas de amianto -Balonesde500/1000 mi - Embudos - Vidrios reloj - Cuchillos - Lienzo - Papel filtro REACTIVOS - Sulfato de aluminio - Alcohol etílico acidificado - Agua destilada - Ácido clorhídrico 5% - Hidróxido de sodio 0.5 N - Fenolftaleína - Amoníaco MÉTODOS Para la extracción de la pectina de bajo metoxilo con la utilización de cortezas de limón meyer se realiza el siguiente proceso. Los limones variedad Meyer se adquirieron en la ciudad de Ibarra. Se seleccionó la fruta para eliminar la que se encuentra en mal estado, y limpió retirando las suciedades extrañas que se encuentren adheridas a ella, clasificando a la fruta que se encuentra en buenas condiciones sin daños en la corteza. Se utilizaron los frutos limpios, se retiró el flavedo para posteriormente separ el albedo manualmente, tratando de dejar al fruto limpio, se disminuyó el tamaño del albedo para mayor facilidad de trabajo. Al albedo de limón se lo somete a un proceso de calentamiento con agua a una temperatura de 90°C, a fuego lento par evitar la despolimerización, durante 5 y 10 minutos, luego se enfrío hasta 60°C o menos. Después del tratamiento térmico se lavó añadiendo agua destilada con el propósito de reducir la cantidad de minerales, azúcares, ácidos, presentes los que afectan a la solubilidad de la pectina, hasta que el agua de lavado tubo aproximadamente un Brix de 0o. Luego de este procedimiento se realizó un prensado manual con lienzo para eliminar toda el agua posible, se pesó, se procede a secar el albedo en un secador de cabina a una temperatura de 80°C hasta llegar a una humedad de 6 a 12% . Se enfrió. Con un molino de martillo se molió el albedo seco con el propósito de reducir el tamaño de la partícula, posteriormente se pasó por dos tipos de tamices (40-80 mesh), se pesó. Una vez molido y tamizado, el albedo en polvo se sometió a extracción acida con ácido clorhídrico al 5%, hasta llegar a un pH de 2, la relación de ácido cascara es de 40:1, a una temperatura de 90°C durante 60 minutos a fuego lento. Se dejó enfriar hasta 60°C. Con el propósito de que se sedimenten las partículas del albedo se dejó en reposo por un lapso de 6 horas aproximadamente, se filtró y midió el volumen obtenido. Este volumen se concentró a baño maría a una temperatura inferior a 80°C hasta las dos terceras partes del volumen anterior. Se enfrío y se midió.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 La precipitación se realizó con sulfato de aluminio (1%-1.5%) en cantidad igual al volumen del concentrado anterior se filtró y se-pesó. Se realizó dos lavados el primero con etanol acidificado con HCI manteniendo en un pH de 3 a 4, en una relación de 5 mi de etanol por cada gramo de precipitado y se agitó manualmente y se procedió a filtrar. Y el segundo lavado con alcohol etílico acidificado para extraer el ion aluminio en la misma relación anterior y permaneciendo la pectina insoluble, se volvió a filtrar. Este filtrado se secó en una estufa a una temperatura de 70°C durante 60 minutos. Se molió con un mortero, la pectina en polvo se pesó. Para la desmetoxilación se agregó una solución de amoníaco 10:100 de agua destilada manteniendo un pH de 4, se agitó manualmente de 5 a 10 minutos. Se concentró a baño maría a una temperatura de 60°C hasta evaporar un poco de agua, se enfrió totalmente. Se secó a una temperatura de 80°C hasta llegar a una humedad de 6 a 12% . Se enfrío y molió. I

La pectina desmetoxilada en polvo fue envasada en recipientes de vidrio, previamente lavados y secos, y almacenados a temperatura ambiente para luego a realizar los análisis respectivos. El etanol se recuperó por destilación de los líquidos de desecho. MÉTODOS DE ANÁLISIS EN EL PRODUCTO TERMINADO (Mejor tratamiento) Rendimiento Para determinar el rendimiento del producto terminado se utiliza la siguiente fórmula:

gramos de pectina desmetoxilada % Rendimiento =

X 100 gramos de materia prima

Viscosidad La viscosidad de la pectina de bajo metoxilo se analizó con el equipo AR 2000 Rheometer Operator'D manual en la Escuela Politécnica Nacional en Quito. Este instrumento consiste en una unidad de menú electrónico, montado en un molde de metal que se encuentra parado en un circuito de control electrónico conectado a un sistema computarizado que mide de manera directa la viscosidad de la muestra. índice de metoxilo Según el método de Kersetz (1951), citado por Vásconez, C, (2003), para determinar el índice de metoxilo se utilizará la siguiente fórmula: NxVx3.1 %Metoxilo = peso de la muestra Donde: N = Normalidad de la solución NaOH 0.1N

V = V1 - V2 3.1 = Factor de masa molecular metoxilo Poder gelificante Se determinó el poder gelificante en la fábrica GELEC S.A. en la ciudad de Ambato utilizando el Texture Analizer TA _ XT2 (gelómetro) el mismo que consta de un émbolo de cristal que mediante un sistema computarizado mide el poder gelificante. Este equipo se basa en la velocidad a la que entra el émbolo (4 mm/s) en la muestra midiendo la calidad del gel.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL:i5-2006 Velocidad de gelificación Este análisis se lo realizó durante la elaboración del pudín de leche, se observó la velocidad en que este se demora en gelificar. Y se determinó si la gelificación del pudín es rápida, media o lenta. Tiempo de gelificación Para determinar el tiempo de gelificación del pudín de leche elaborado se tomó el tiempo inicial del proceso hasta el final de la gelificación. MEDIDAS OBJETIVAS Porcentaje hundimiento Según Dana B. Ott (1992), para determinar el porcentaje de hundimiento se utilizará la siguiente fórmula: altura en el recipiente-altura fuera del recipiente % de hundimiento = X100 altura en el recipiente Extensibilidad lineal Según Dana B. Ott (1992), el método para determinar la extensibilidad lineal es el siguiente: Se mide colocando el pudín de leche en un cilindro en el centro gráfico correspondiente (consistómetro), levantar el cilindro suavemente y dejar que el pudín se extienda durante un minuto antes de efectuar las lecturas. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Secado del albedo de limón meyer En la Tabla 1 se reportan los datos para el secado del albedo de limón meyer durante 150 minutos en donde la humedad pasa de 42.78% a 8.26%. Perdiendo un total de 34.52% de humedad. Nótese que el proceso de secado presenta dos etapas, la primera que va de 0 a 120 minutos donde el descenso del contenido de humedad es más evidente y otra a partir de este tiempo en donde la humedad tiende a ser constante. Obtención de pectina La Tabla 2 contiene los datos de peso de cada una de las etapas de la obtención de albedo en polvo, a dos tiempos de tratamiento térmico (5 y 10 minutos) y dos tamaños de partículas de la corteza (40 y 80 mesh). Según puede observarse en la tabla, el peso de polvo de albedo obtenido es aproximadamente 0.4% en comparación con el peso del limón, notándose que al usar el tamiz de 40 mesh se obtienen pesos parecidos tanto para 5 como para 10 minutos de cocción, no así en el caso del uso del tamiz de 80 mesh en donde se nota una marcada diferencia entre el primer y segundo tratamiento térmico debido a que el tamaño de partícula influye en la obtención de pectina es decir que a menor tamaño de partícula (80 mesh) mayor superficie de contacto por lo que su absorción aumenta. El peso obtenido de pectina antes de la desmetoxilación fluctúa entre 0.63 y 2.42 gr para A1B0C1R1 (10 minutos de tratamiento térmico, 40 mesh y 1.5% de sulfato de aluminio) y A0B1C0R1 (5 minutos de tratamiento térmico, 80 mesh y 1.0% de sulfato de aluminio), respectivamente; estos resultados reflejan la incidencia de los factores de estudio sobre los resultados obtenidos en la investigación; el grado de incidencia es posible determinarlo en el análisis estadístico que se aplica a las respuestas experimentales. Porcentaje de metoxilo Los datos para índice de metoxilo se registran en la Tabla 3, los valores promedios fluctúan entre 4.22% que se presenta en el tratamiento A0B0C1 y 5.64% que corresponde a A1B0C1. En el Gráfico § | 1 se representan los valores promedios de esta respuesta experimental apreciándose que la diferencia entre los tratamientos no es muy marcada.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 El análisis de varianza para el porcentaje de metoxilo, en la que se establece diferencia estadística significativa a un nivel de alpha de 0.05 para los factores A (tratamiento térmico) y C (concentración de sulfato de aluminio), además para las interacciones AB y AC, aceptándose la hipótesis alternativa que contempla que al menos unos de los tratamientos es diferente a los demás. Aplicada la Prueba de Diferenciación correspondiente, se determina que: - Con referencia al factor A, se obtiene un menor porcentaje de metoxilo promedio (3.07%) cuando el tratamiento térmico es de 5 minutos es decir A0. - Para el factor C, el menor promedio de porcentaje de metoxilo es de 3.20%, valor determinado en el tratamiento en el cual se usa 1.0 % de sulfato de aluminio en el proceso de extracción de pectina (C0). Considerando que los factores de investigación se aplican en el proceso de obtención de pectina, puede asumirse que la forma de extracción de ésta, incide en el porcentaje de metoxilo y que se obtiene un valor menor para el mismo, cuando la pectina ha sido el resultado de un proceso con un tratamiento térmico de 5 minutos, un tamaño de partícula de corteza de 40 u 80 mesh empleando sulfato de aluminio de 1.0% (A0B1C0). Porcentaje de rendimiento El porcentaje de rendimiento de pectina de bajo metoxilo se registra en la Tabla 4, en donde puede encontrarse que el menor valor promedio es de 0.62% y el mayor es de 3.58% que se presenta en los tratamientos A1B0C1 y A0B0C0, respectivamente. En el Gráfico 2 se representan los datos de la variable y se puede apreciar que los resultados son heterogéneos pues la diferencia para el rendimiento para cada tratamiento es notoria. En el análisis de varianza se determina que existe significancia estadística a un nivel de confianza del 95% con respecto a cada factor de estudio (A, B y C) y a las interacciones dobles AB y BC. Para el presente caso también se acepta la hipótesis alternativa estadística de diferencia entre tratamientos. Aplicada la respectiva prueba de diferenciación se establece que con respecto al tratamiento térmico (factor A) el mayor valor promedio para porcentaje de rendimiento es de 2.88% trabajado al nivel A1, es decir 10 minutos de cocción; por otro lado, con referencia al factor B (tamaño de partícula de corteza), el mayor rendimiento promedio es de 3.03% obtenido con un tamiz de 80 mesh (B1); por último en el caso del factor C que es la concentración de sulfato de aluminio, el mayor valor promedio para el porcentaje de rendimiento es 3.11% que corresponde al nivel C0 (sulfato de aluminio al 1.0%). DETERMINACIÓN DEL MEJOR TRATAMIENTO En base a las variables analizadas se puede establecer como mejor tratamiento a la combinación experimental A1B1C0 (tratamiento térmico de 10 minutos, tamaño de partícula de 80 mesh, tratado con sulfato de aluminio al 1%), pues además de ser el tratamiento con mejor rendimiento en el proceso de extracción de pectina, posee un bajo porcentaje de metoxilo, tomando en cuenta que de acuerdo con Primo Yúfera (1981), se considera pectina de bajo grado de metoxilo a todas aquellas con un porcentaje menor al 50%, por tanto todas las combinaciones experimentales se ajustan a esta condición, lo que significa que cualquiera de éstas ya representan un mejora tecnológica en la elaboración de productos dietéticos, pues como ya se ha mencionado, para la gelificación de una pectina con bajo grado de metoxilo se requiere calcio y no azúcar como en el caso de pectina de medio o de alto metoxilo.

ALIMENTOS f CIENCIA E INGENIERÍA i VÚL. 15 - 2006 ANÁLISIS EN EL MEJOR TRATAMIENTO Constante física y química Los datos de la viscosidad de la pectina de bajo metoxilo con relación a la temperatura iniciando con una viscosidad de 95.72Pa.s a una temperatura de 29.9°C en un tiempo de 100 s, notándose que los valores de viscosidad como de temperatura van descendiendo hasta llegar a un tiempo de 600 s en donde la viscosidad tiene a permanecer constante con un incremento de temperatura de 89.9°C, por lo que podemos decir que es una relación inversa debido a que mientras la temperatura se va incrementando la viscosidad baja. Se puede establecer que el punto de corte de la pectina tiene un valor de viscosidad de 30.54 Pa. S que a partir de este punto de corte existe un descenso brusco en los valores de viscosidad debido a que la molécula llega al punto de deformación. Aunque no existen antecedentes con respecto a la viscosidad en pectinas de bajo metoxilo, hemos podido recopilar algunos valores encontrados en pectina de naranja (Galarza, 1996), en donde se reportan valores a varias concentraciones que fluctúan entre 0.132 y 0.216 Pa. s, mismo que resultan bastante inferiores al determinado experimentalmente. En cuanto al índice de metoxilo (propiedad química) el valor determinado para la pectina de bajo metoxilo extraída de corteza de limón es de 2.94%. Datos reportados para pectina de naranja están en un intervalo comprendido entre 5.17 y 11.96 (Galarza, 1996); el presente estudio tiene como finalidad bajar el porcentaje de grupo metoxilo, los valores ratifican la validez del proceso para conseguir una pectina que puede ser utilizada para la elaboración de productos dietéticos.

PROPIEDADES FUNCIONALES En la Tabla 5 se reportan como propiedades funcionales a poder gelificante, velocidad y tiempo de gelificación determinados para pudín hecho con pectina de limón y otro de tipo comercial; los datos registrados son similares es decir el uso de pectina de bajo metoxilo no altera las propiedades funcionales en los productos en los que se usa como ingrediente. Análisis sensorial El análisis sensorial se aplica en pudín de leche hecho con el uso de la pectina extraída durante la investigación en comparación con un producto comercial) con el fin de evaluar los atributos de color, olor, sabor, textura y aceptabilidad con la participación de 20 catadores no entrenados Para el atributo color el análisis de varianza muestra que existe diferencia significativa entre tratamientos a un valor de confianza del 95% determinándose que el promedio hedónico más alto es de 3.03 para el pudín con pectina de limón que corresponde a un color claro. El análisis de varianza para el atributo olor determina que no existe diferencia estadística significativa entre los tratamientos analizados a un valor de alpha de 0.05. El promedio general de las asignaciones otorgadas por los catadores es de 3.03 lo que significa que los catadores consideran a los dos productos como de olor poco agradable. Para el atributo sabor, el análisis de varianza, establece que los tratamientos analizados son significativamente diferentes por tanto debe aplicarse la respectiva prueba de significancia donde se determina que el promedio más alto de las asignaciones es 3.38 que en la escala hedónica correspondiente se interpreta como regular en el pudín comercial, el promedio del pudín elaborado con pectina de bajo metoxilo es de 1.93 es decir un nivel hedónico menor al anterior lo que significa de sabor poco agradable.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 En el caso del atributo textura se aplica el correspondiente análisis de varianza en el que se determina que si existe diferencia estadística entre tratamientos a un nivel de confianza del 95% estableciéndose como promedio más alto a 3.55 para el pudín con pectina de bajo metoxilo lo que corresponde a una textura semidura en la escala hedónica empleada. Nótese en este caso, es más evidente la diferencia hedónica pues el promedio para el pudín comercial es de 1.20 es decir textura muy blanda. Por último, para la aceptabilidad, el análisis de varianza, establece que no existe diferencia estadística entre tratamientos y que los catadores consideran que ambos se ubican en el nivel hedónico de "no gusta ni desagrada", pues el promedio general es de 2.89. Este atributo engloba de alguna forma a todos los demás y es importante destacar que el uso de la pectina dexmetoxilada no incide en el nivel de aceptabilidad del producto. Extensibilidad lineal En la Tabla 6 se reportan los datos para extensibilidad lineal en donde se compara el pudín comercial y el hecho con la pectina de bajo metoxilo obtenida en la investigación, puede advertir que los valores son diferentes para las dos muestras, es decir que el uso de pectina con un bajo porcentaje de grupo metoxilo al parecer incide en cambios en cuanto a características de extensibilidad lineal del producto, debido a la diferente textura que presenta el pudín comercial (textura muy blanda), con el pudín de pectina de bajo metoxilo (textura semidura), por lo que sus valores de extensibilidad varían notablemente. Porcentaje de hundimiento Esta medida objetiva tiene relación con la textura del gel y el poder gelificante. Siendo estas semidura para el pudín de pectina de bajo metoxilo con un poder gelificante de 6.9 N y muy blanda para el pudín comercial con un poder gelificante de 6.1 N, existe una diferencia marcada al determinar el porcentaje de hundimiento. Balance de materiales El balance de materiales para el mejor tratamiento en donde se toma como referencia a partir de 2041.20 g de albedo de limón obteniendo 23g de pectina de bajo metoxilo es decir que tiene un rendimiento de 1.12% en base húmeda.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES - En la investigación se obtiene pectina en polvo utilizando el método de extracción acida a partir de albedo de limón variedad Meyer (Citrus Meyeri Tanaka), que posteriormente disminuyo su porcentaje de grupos metoxilo utilizando amoníaco en una relación 10:100 de agua destilada, estableciéndose como mejor combinación experimental a A1B1C0 (tratamiento térmico de 10 minutos, tamaño de partícula de 80 mesh, tratado con sulfato de aluminio al 1 %). - Después de realizar el respectivo análisis de varianza, se llegó a establecer que la forma de obtención de pectina incide de forma directa en el porcentaje de grupo metoxilo, excepto el factor tamaño de partícula de corteza por lo que para la extracción de pectina podemos emplear los dos tipos de tamices (40 y 80 mesh). No así, en el porcentaje de rendimiento, donde incide notablemente el tamaño de partícula que de acuerdo con la prueba de diferenciación el valor más alto es de 3.03% que corresponde al factor B1 (80 mesh). - De acuerdo con la investigación realizada el mejor de tratamiento térmico a temperatura constante para la obtención de pectina de bajo metoxilo es A1 (10 minutos ). Tomando en cuenta que en el factor B1 (tamaño de partícula, 80 mesh) existe una marcada diferencia entre el primer y segundo tratamiento térmico, ya que a mayor tiempo de cocción menor es el tamaño de partícula.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 - Según los datos obtenidos de las respuestas experimentales, la concentración óptima de sulfato de aluminio para precipitar la pectina, es de 1 % (C0), debido a que la prueba de diferenciación demuestra que el porcentaje de metoxilo es menor y el porcentaje de rendimiento es mayor, siendo estos valores los más adecuados para la determinación del mejor tratamiento. - Con respecto al porcentaje de rendimiento de pectina, los factores de estudio influyen directamente sobre éste. Se considera que el rendimiento es la variable de mayor importancia puesto que el proceso de obtención de pectina y desmetoxilización da como resultado en todas las combinaciones experimentales porcentajes de metoxilo inferiores al 5% reportado como característico de pectinas estándares. - Las propiedades físicas, químicas y funcionales determinadas en un producto elaborado con la pectina obtenida en la investigación, resultan similares a las propiedades de un producto comercial por lo que es válido afirmar que el bajo porcentaje de metoxilo no incide en estas propiedades mejorando el tiempo de gelificación e incrementando el poder de hundimiento. Es decir que se conseguiría obtener productos dietéticos con las mismas propiedades físicas, químicas y funcionales. - Con el mejor tratamiento se elabora un producto de consumo rápido en frío (pudín de leche) que posteriormente se compara con un producto comercial para determinar su aceptabilidad. El análisis sensorial determina que el producto es aceptado entre los catadores a los que se les aplicó la evaluación, hubieron atributos como olor y aceptabilidad en donde no se estableció diferencia estadística es decir que los catadores consideran al pudín comercial y al de leche elaborado con pectina de bajo metoxilo como iguales.

RECOMENDACIONES - Según lo establecido en el análisis de resultados el porcentaje de sulfato de aluminio no incide en el grado de metoxilo, por lo que se recomienda realizar estudios similares empleando niveles más bajos con el fin de poder disminuir el efecto que pudiese causar el uso de químicos en el organismo, puesto que la pectina obtenida es separada del ion aluminio mediante los procesos de lavado en los cuales se utiliza alcohol etílico acidificado. - Debe considerarse la obtención de pectina de bajo metoxilo extraída a partir de otros frutos cítricos como lima o naranja, debido a que esta pectina extraída puede ser utilizada para elaborar productos dietéticos. - Conociendo que existen varias industrias en el país que se dedican al procesamiento de frutas y hortalizas, la presente investigación puede ser una alternativa para procesar corteza de limón y otros ¡ cítricos lo que además favorecería a un menor impacto ambiental. ' - Es importante la difusión de estos trabajos de investigación con el fin de que profesionales vinculados a la industria de alimentos conozcan de nuevas tecnología aplicables en la localidad que podrían convertirse en importantes fuentes de empleo.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. BRANNAN, Charles F. 1950. "Cosechas: La gricultura como fuente de vida". Centro Regional de Ayuda Técnica. México. Pp 363-371. 2. DANA B, Ott. 1992. "Manual de Laboratorio de Ciencia de los Alimentos". Ed. Acribia S.A. Zaragoza (España). Pp 41-43,66. 3. GALARZA, A. Y. 1996; "Extracción de pectina de albedo de naranja (Citrus Aurantium)"; Tesis de grado F.C.I.AL; Ambato - Ecuador; pp : 25 - 38 4. POVEDA, G. y SÁNCHEZ, L." Extracción de pectina de manzana"; Tesis de grado F.C.I.AL; Ambato Ecuador; pp: 111 -125. 5. PRIMO E. Y. 1981. "Productos para el campo y propiedades de los alimentos". Tomo III/2. Ed. Alambra. España, pp. 374-383. 6. TA Instruments "Termal Análisis&Rheology". 2000. A subsidiary of Waters company. (AR 2000 Rheometer Operator'D manual). 7. VASCONEZ, C. 2003. "Guías de Laboratorio de Química de los Alimentos". Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Universidad Técnica de Ambato. Ambato - Ecuador. 8. http://www.alimentación 5.com/citricos. Htm. 2005 9. http://www.Untitled Document. Com/ Pectinas.htm. 2005. 10. http://www.alimentacion-sana.com.ar/informaciones/Chef/codex.htm.2005 11. http:// www.Degradación enzimática y características físicas y químicas de la pectina del bagazo de melocoton.html. 2005. 12. http://www.usuarios.lycos.es/vicobos/nutricion/quimica3.html.2005. 13. http://www. Revista de divulgación científica.html.2005. TABLA 1. DATOS OBTENIDOS DURANTE EL SECADO DEL ALBEDO DE LIMÓN MEYER EN EL TÚNEL DE SECADO

TIEMPO

HUMEDAD

AAin

42.78

41.85

35.43

24.12

18.29

100

12.32

120

9.44

140

8.85

150

8.26

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

TABLA 2. DATOS OBTENIDOS EN LA EXTRACCIÓN DE PECTINA DE BAJO METOXILO PARA DETERMINAR EL MEJOR TRATAMIENTO Replicas

Tiempo de cocción

5 Minutos

10 Minutos

5 Minutos

10 Minutos

Pesos

Peso limón

29937.1

26988.75

28798.21

27458.66

Peso fruto

18597.29

17916.9

17983.36

18532.55

Peso albedo

5896.701

3855.535

5823.635

3948.607

Peso cascara

5443.108

5219.312

4991.215

4981.502

Peso albedo húmedo

8973.485

7342.553

8432.543

6324.211

Peso albedo seco

528.943

399.934

612.243

550.128

Peso albedo polvo

279.6

323.7

289.3

391.4

40 mesh

106.8

103.7

112.1

118.4

80 mesh

65.9

164.1

67.4

182.9

Desperdicios

106.9

55.9

109.8

90.1

TAMIZACIÓN

R1 y R2: Réplica 1 y 2 respectivamente

TABLA 3. PORCENTAJE DE METOXILO EN PECTINA DE BAJO METOXILO EXTRAÍDA DE ALBEDO DE LIMÓN MEYER RENDIMIENTO

TRATAMIENTOS

PROMEDIO

AoBoCo

3.625

3.529

3.577

AoBoCI

2.572

2.605

2.588

AoB I C o

3.538

3.577

3.557

AoBICl

1.172

2.54

2.126

AlBoCo

0.823

0.847

0.835

AlBoCl

0.613

0.636

0.624

AlBICo

3.616

3.281

3.448

A1B1C1

3.578

3.493

3.535

R1 y R2: Réplica 1 y 2 respectivamente TABLA 4. PORCENTAJE DE RENDIMIENTO DE PECTINA DE BAJO METOXILO EXTRAÍDA DE ALBEDO DE LIMÓN ME¥ER ÍNDICE METOXILO

TRATAMIENTOS

PROMEDIO

AoBoCo

3.O4

2.98

4.53

AoBoCI

2.79

2.85

4.22

AoB I C o

3.10

3.1O

4.65

AoBICI

3.41

3.29

5.O6

AlBoCo

3.41

3.35

5.O9 5.64

AlBoCl

3.78

3.72

AlBICo

3.29

4.94

3.10

4.71

A1B1C1

3.16

• - »

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TABLA 5. CONSTANTE FÍSICA Y QUÍMICA EN PECTINA DE BAJO METOXILO DE ALBEDO DE LIMÓN VARIEDAD MEYER (MEJOR TRATAMIENTO) CONSTANTES

Valor

VISCOSIDAD

30.54 Pa s

ÍNDICE METOXILO

2.945%

* sobre pectina de bajo grado de metoxilo

TABLA 6. PROPIEDADES FUNCIONALES EN PUDÍN PREPARADO CON PECTINADE BAJO METOXILO DE ALBEDO DE LIMÓN VARIEDAD MEYER (MEJOR TATATAMIENTO) Pudín CONSTANTES

Pudín

comercial

PODER GELIFICANTE

6.9N

6.1N

TIEMPO GELIFICACION

238 s

200 s

VELOCIDAD GELIFICACION

lenta

TABLA 7. EXTENSIBILIDAD LINEAL PUDÍN DE LECHE

PUDÍN COMERCIAL

(MEJOR TRATAMIENTO) cm

4.5

4.9

4.5

4.8

5.5

4.7

5.2

5.1

4.7

Promedio

4.9

Promedio 4.8

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GRÁFICOS GRÁFICO 1. PORCENTAJE DE METOXILO

o w

1 ^mmmmmmmmm X. X.

O1IXOX3M

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15-2006

GRÁFICO 2. PORCENTAJE DE RENDIMIENTO

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ALIMENTOS

INVESTIGACIÓN EVALUACIÓN MICROBIOLOGICA DE PRODUCTOS MARINOS COMERCIALIZADOS EN LA CIUDAD DE AMBATO Diego Ortiz M.*

Milton Ramos M.**

RESUMEN La presente investigación pretende contribuir a la calidad microbiológica de productos marinos crudos (pescado pargo (Lutjanus guttatus), camarón blanco (Penaeus vannamaei) y concha prieta (Anadara tuberculosa)) comercializados en el cantón Ambato. En el estudio se aplicó un diseño experimental con dos factores: A (lugar de muestreo) y B (tipo de producto), y con tres niveles cada uno con una réplica. El análisis microbiano permitió establecer que el producto con mayor contaminación es el camarón blanco comercializado en el Mercado Central, generada por el sistema de comercialización, que desde la recolección hasta el expendio cuenta con más etapas que en otros casos. El tiempo de vida útil calculado a 4°C para todos los productos y lugares de muestreo, en ningún caso es menor a 2,73 días; mientras que en la combinación experimental Posada de la Garza -concha se determinó el tiempo de vida útil más alto, 14,14 días. Se identificó la presencia de microorganismos patógenos como Vibrio spp, S. aureus, Salmonella spp., Listeria spp. y E. coli, en la Posada de la Garza, Mercado Central y Mercado Simón Bolívar, ya sea a la llegada y/o en el expendio de los productos, lo que genera una alta probabilidad de que el consumidor adquiera una enfermedad transmitida por alimentos. INTRODUCCIÓN Los recursos pesqueros son una excelente fuente de alimentación y generadora de empleos. En el pasado se creía que estos recursos eran ilimitados, pero la sobreexplotación de algunos generó la necesidad de manejarlos racional y sustentablemente. Según la Organización para la Alimentación y Agricultura de las Naciones Unidas (FAO), en la última década la producción pesquera mundial se ha incrementado considerablemente; por ejemplo, hasta 1996 las actividades de cultivo y pesca en el mundo generaron cerca de 52.500 millones de dólares americanos en exportaciones y el 90 % de aquella producción se obtuvo en las zonas costeras. Nuestro país no ha estado ajeno a la corriente mundial y en 1998, llegó a un record en ventas de alrededor de 1.200 millones de dólares americanos. (Rosero y Mosquera, 2000). Según el Ministerio de Comercio Exterior, Industrialización, Pesca y Competitividad (MICIP), el comercio con pescado de mar, camarón y concha genera más de un millón de dólares por año en la Provincia de Tungurahua. Es innegable entonces que el sector pesquero aporta significativamente a la economía ecuatoriana, de donde obtiene ingresos un amplio sector de la población y se genera divisas para el país. De otro lado, debe señalarse que los alimentos son una vía importante de transmisión de microorganismos que pueden causar infecciones e intoxicaciones que en general tienen un tiempo de incubación corto (2-10 h) y producen síndromes gastrointestinales. Luego, el comercio y consumo nacional e internacional de los recursos pesqueros plantea la necesidad de ofrecer productos de buena calidad higiénica, pues según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS-2000), cada año hay en todo el mundo más de 4000 millones de casos de diarrea, con la incidencia significativamente mayor en los países en desarrollo. Las estadísticas del mundo industrializado muestra que hasta el 10 % de la población de esos países puede padecer anualmente una enfermedad transmitida por los alimentos (ETA). De aquí que la calidad se ha convertido en una política de empresa y representa uno de los factores estratégicos de éxito en la actualidad. Hoy en día, se reconoce que la aplicación activa de estrategias de promoción de la seguridad en materia de higiene y sanidad es esencial para prevenir gran parte de las ETAs, que siguen apareciendo como nuevas enfermedades; por ejemplo las acciones tomadas ante epidemias como el cólera, la salmonelosis, triquinosis, entre otras, han dado buenos resultados. Es así como la educación sanitaria o capacitación en higiene siempre tiende a la reducción de incidentes causados por ETAs, y sus altos costos derivados. (Ramos, 2003)

Egresado de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. **Docente de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Por tanto, cada día existe una creciente presión sobre el comercio y la industria alimentaria para asegurar la ausencia (o al menos la presencia en niveles seguros) de microorganismos patógenos, entendiéndose a estos como los causantes de enfermedades. Casi 200 clases de bacterias son patógenas para el ser humano. El efecto patógeno varia mucho en función de las especies y depende tanto de la virulencia de la especie en particular como de las condiciones del organismo huésped. En este contexto, la finalidad de evaluar la calidad microbiológica de los productos marinos en nuestra ciudad es ofrecer al consumidor productos aceptables microbiológicamente y concientizar al comercializador de la importancia de un manejo adecuado de los productos con los que él ejerce su actividad económica. Especial significado adquiere la educación sanitaria en la prevención de las ETAs por su bajo costo y elevada efectividad cuando se realiza con la participación activa de los manipuladores, (http://www.fao .org/DOCREP/003). Otro aspecto importante que debe señalarse es que no se conoce la incidencia real de las ETAs. Existen muchas razones para esto, por ejemplo, en la mayoría de los países no es obligatorio denunciar a las autoridades sanitarias sobre las ETAs. En los pocos países que tienen un sistema de recolección de denuncias, se observan graves incumplimientos. Se ha estimado que tan sólo se comunica el uno por ciento de los casos reales de enfermedades transmitidas por alimentos (Mossel, 1982). Esto se debe a que ni la víctima ni el médico son conscientes del papel etiologico de los alimentos. Además, a menudo no se dispone del alimento en cuestión para su análisis ni se identifica el auténtico agente etiologico de la enfermedad. Bryan (1980, 1987) analizó las enfermedades relacionadas con varías clases de productos pesqueros a lo largo del período 1970-84. Este autor determinó que el producto involucrado con mayor frecuencia es el pescado, seguido por los moluscos bivalvos y los crustáceos. Desafortunadamente, los informes disponibles no incluyen información sobre los tipos de productos pesqueros que fueron agentes de los brotes epidemiológicos. El Centro para el Control de Enfermedades en Atlanta, Estados Unidos, define un brote como: "La ocurrencia de dos o más casos de una enfermedad transmitida por un único alimento". También la FAO asegura que la mayor parte de los brotes no son investigados y solo el 10% de los casos se reportan. Como agentes epidemiológicos están considerados los patógenos bacterianos, virus, parásitos, biotoxinas y sustancias químicas. (http://www.fao .org/DOCREP/003). MATERIALES Y MÉTODOS Diseño Experimental El diseño experimental comprende dos factores A*B (3*3) con una réplica para cada nivel determinándose un número de 18 tratamientos. Factor Niveles A = Lugar de muestreo aO = Posada de la Garza (PG) a1 = Mercado Central (MC) a2 = Simón Bolívar (SB) B = Tipo de producto bO = pescado (Lutjanus guttatus) b1 = camarón (Penaeus vannamaei) b2 = concha (Anadara tuberculosa). Las respuestas experimentales que se analizaron en todos los tratamientos fueron: Recuento microbiológico en medios contables. - Recuento de aeróbicos mesófilos. - Coliformes totales y Escherichia coli.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Presencia o ausencia de bacterias patógenas en medios no contables - Staphylococcus spp. - Listeria spp. - Vibrio spp. - Salmonella spp. MATERIALES UTILIZADOS Materia prima En la ejecución del presente trabajo se utilizaron tres productos marinos crudos: pescado pargo (Lutjanus guttatus), camarón blanco (Penaeus vannamaei) y concha prieta (Anadara tuberculosa); cuyas muestras se tomaron de tres lugares de expendio: Posada de la Garza (PG), Mercado Central (MC), y Mercado Simón Bolívar (MSB) durante el segundo semestre del año 2003. Medios de cultivo El medio no selectivo, Píate Count Agar (PCA; Merck, Darmstadt, Alemania), fue utilizado para determinar el contenido total microbiano de los productos. Mientras que el aislamiento de bacterias patogénicas de los productos, en presencia de una abundante microflora no-patogénica requirió el uso de medios selectivos, tales como: Chromocult Coliform Agar (CCA; Merck, Darmstadt, Alemania) para la identificación simultánea de coliformes totales y Escherichia coli; Baird-Parker Agar (BPA; Merck, Darmstadt, Alemania) para el aislamiento y enumeración de Staphylococcus aureus; Oxford Selective Agar (OSA; Merck, Darmstadt, Alemania) para la identificación de Listeria monocytogenes; Agar Citrato de tiosulfato bilis sucrosa (TCBS; Merck, Darmstadt, Alemania) utilizado para el aislamiento y cultivo selectivo del Vibrio cholerae y otros vibrios enteropatógenos); y Diasalm Base (DB; Merck, Darmstadt, Alemania) para la identificación de Salmonella spp. MÉTODOS UTILIZADOS Elaboración de diagramas de circulación y proceso de comercialización Se elaboraron diagramas de circulación, a partir de la investigación de campo, mismos que ilustran el manejo a que son sometidos los productos durante la cadena de comercialización local e interprovincial. Estos diagramas permitieron registrar los tiempos y las temperaturas de los productos durante el proceso de comercialización. Preparación de medios Medios de cultivo no selectivos y selectivos, señalados anteriormente, se usaron para aislar e identificar bacterias, y evaluar microbiológicamente los productos mencionados. La diferencia entre medios no selectivos y selectivos está determinada por los ingredientes de cada medio. Los medios no selectivos no contienen ningún inhibidor o indicador permitiendo el crecimiento de todos los microorganismos. Contrariamente, los medios selectivos contienen ingredientes que inhiben el crecimiento de determinados organismos, pero permitiendo el crecimiento de otras bacterias. Los medios se prepararon conforme a las instrucciones proporcionadas por el fabricante. Evaluación microbiológica Las muestras fueron recogidas asépticamente con el uso de guantes quirúrgicos estériles, en fundas de polietileno estériles (RMC, Quito) y apropiadamente identificadas; colocadas en cajas térmicas aislantes conteniendo envases de hielo para mantener un ambiente refrigerado, y transportadas inmediatamente al laboratorio de la Unidad de Investigación y Desarrollo en Tecnología de Alimentos (IDTAL) de la Universidad Técnica de Ambato (UTA), almacenadas a 4°C y sometidas a análisis microbiológicos.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 La preparación de muestras para análisis microbiológico se realizó en un cuarto de aislamiento limpio y desinfectado, e involucró obtener 25 g de muestra representativa de cada producto mediante el método de Muestreo Diminutivo Cuadrático (Lyon, 1998). Este método comprende las siguientes acciones: tomar asépticamente la muestra; identificar 4 áreas opuestas en la muestra; cortar un pedazo de muestra de cada área; cortar cada pedazo en 4 sub-pedazos; tomar 1 sub-pedazo de cada uno de los pedazos; mezclar los 4 sub-pedazos; y finalmente de la mezcla, cortar y pesar 25 g de producto. Luego, la muestra fue colocada en una funda estéril conteniendo 225 mi de Alcaline Peptone Water (APW; Merck, Darmstadt, Alemania) para la identificación de Vibrio spp. y Buffered Peptone Water (BPW; Merck, Darmstadt, Alemania) para la identificación de las demás especies bacterianas, y mezclada por 2 min a temperatura ambiente. (Lyon, 1998 citado por Ramos, 2003) Esta muestra homogenizada (10-1) fue diluida en serie utilizando blancos de 9 mi APW y BPW (Merck). A continuación, 0.1 mi de cada dilución fue sembrada en el medio de cultivo correspondiente mediante la técnica superficial en placa y utilizando placas debidamente identificadas, por duplicado. Para el uso de las pipetas, con el fin de entregar el volumen requerido con precisión, se siguieron las recomendaciones de la AOAC (AOAC, Métodos Oficiales). Luego, las placas fueron incubadas a las temperaturas requeridas por cada medio de cultivo y en condiciones aeróbicas normales. Después de la incubación, el número de colonias en las placas, entre 25 y 250 colonias, fueron contadas y registradas; y en otros casos, simplemente se observó la presencia o ausencia de determinadas bacterias patogénicas. (Lyon, 1998 citado por Ramos, 2003) Enumeración de Colonias El recuento aeróbico en placa (APC) se determinó en base al número de unidades formadoras de colonias (UFC) y utilizando la fórmula de Peeler y Maturin (1992):

(0.1xn2)]xd

En donde N = número de colonias por gramo de producto, C = suma de todas las colonias en todas las placas, n1 = número de placas en la primera dilución, n2 = número de placas en la segunda dilución, y d = dilución de la cual los primeros contajes fueron obtenidos. (Lyon, 1998) Identificación de Aislados Bacterianos La identificación de los aislados bacterianos se basó en las siguientes pruebas fenotipicas: características de las colonias (forma, color y tamaño fueron registradas después de la incubación de las placas), reacción de Gram, prueba de oxidasa, producción de catalasa y coagulasa (Koneman et al., 1992; Lyon, 1998; Yu y Washington, 1985). Reacción de Gram La reacción de Gram permitió diferenciar organismos Gram-positivos de los Gram-negativas basándose en las diferencias de la composición de la pared celular y de la permeabilidad celular al solvente como etanol. Para ésta reacción, se utilizó un set de tinción de Gram (Merck, Darmstadt, Alemania), para teñir los microorganismos, compuesto de 4 soluciones: cristal violeta, lugol (yodo), decolorante y safranina. En el procedimiento, siguiendo las instrucciones del fabricante. Prueba de oxidasa La prueba de oxidasa se aplicó a todas las bacterias Gram-negativas para determinar la presencia o ausencia de enzima citocromooxidasa. Para ello, se utilizaron tiras indicadoras Bactident Oxidasa (Merck, Darmstadt, Alemania) y se procedió deacuerdo a las instrucciones del fabricante. Prueba de catalasa La prueba de catalasa se aplico a todas las bacterias Gram-positivas para separar staphylococci, catalasapositivos, de los streptococci que son catalasa-negativos. Catalasa es una enzima presente en todas las células con metabolismo aeróbic

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Flujogramas de comercialización Los diagramas de bloques indicaron, en forma gráfica, las diferentes fases del proceso de comercialización, donde se pudo identificar además a los involucrados en cada una; y los flujogramas, en cambio complementaron la información anterior con la simbología técnica adecuada, clasificando las actividades en cada etapa. El uso de estas herramientas servirán como base para una futura estandarización del proceso de comercialización de los productos del mar. El resumen de los tiempos y el número de etapas se muestran en la Tabla 1. Proceso de comercialización de pescado pargo (Lutjanus guttatus) El proceso de comercialización de pescado pargo (Lutjanus guttatus) varía con respecto al lugar de expendio, presenta 2 etapas (Pescador, Comerciante final) en el caso de la Posada de Garza, 4 (Pescador, Intermediario I, Intermediario II, Comerciante final) cuando llega al Mercado Central y 3 (Pescador, Intermediario, Comerciante final) cuando el destino final es el Mercado Simón Bolívar, esto debido a que en ninguno de los casos el número de intermediarios es el mismo; sin embargo el tiempo total del proceso es similar en los tres casos con un promedio de 53,0 horas. La diferencia en el número de etapas se genera por la participación de intermediarios en el proceso, en el caso de la Posada de la Garza la adquisición del producto lo realiza directamente el propietario. Proceso de comercialización de camarón blanco (Penaeus vannamaei) En los procesos de comercialización de camarón blanco (Penaeus vannamaei) se debe notar que únicamente en el caso del Mercado Central se advierte la participación de un intermediario entre el recolector y el comerciante final, lo que genera mayor tiempo total del proceso (36,5 horas) en comparación a 33,0 h y 35,0 h para Posada de Garza y Mercado Simón Bolívar. Proceso de comercialización de concha prieta (Anadara tuberculosa) El proceso de comercialización de concha prieta (Anadara tuberculosa) presenta mayor grado de variación entre los lugares de expendio, pues en el caso de la Posada de la Garza y el Mercado Central, el lugar de origen de la concha es Colombia, con 5 y 6 etapas respectivamente, y para el Mercado Simón Bolívar, proviene de la Costa ecuatoriana presentando únicamente 3 etapas; es importante mencionar que la concha colombiana es más apreciada por su tamaño. El lugar de procedencia determina un mayor tiempo total del proceso de comercialización y la variación en el número de etapas depende de la cantidad de intermediarios que actúan en dichos procesos, así 198,0 h y 199,5 h para Posada de la Garza y Mercado Central; y 131,5 en el caso de Mercado Simón Bolívar. Características de las colonias En CCA se caracterizó las colonias de coliformes así como las de E. coli. Las características de las colonias coliformes fueron las siguientes: colonias blancas, redondas, convexas, de entre 2 y 5 mm de diámetro; colonias de color salmón-rojas, redondas, convexas, de entre 2 y 5 mm de diámetro; colonias azul oscuro-violeta, redondas, convexas, de entre 3 y 5 mm de diámetro correspondieron a E. coli; y para su confirmación se usó el reactivo de indol KOVACS, el mismo que al ser vertido, una gota, sobre la colonia se torno rojo después de algunos segundos, pues una reacción positiva de indol confirma la presencia de E. coli. En DB se caracterizó Salmonella spp. presentándose estas de la siguiente forma: Zona de inoculación rodeada de un halo de color rozado, seguido de un halo de color violeta para las salmonellas móviles. Para las salmonellas no móviles la zona de inoculación se presentó de color plomo oscuro.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15-2006 En BPA se presentaron colonias con las siguientes características: negras, redondas o de forma irregular, convexas, de entre 2 y 4 mm de diámetro, identificándose estas como Staphylococcus spp. Colonias café oscuras, redondas, convexas, menores a 1mm de diámetro correspondientes a Micrococci, especies de Bacillus e incluso levaduras. Colonias negras, redondas, convexas, de entre 2 y 3 mm de diámetro rodeadas de un halo blanco brillante identificadas como S. aureus. En OSA se caracterizó L. monocytogenes: colonias de color café rodeadas de un halo negro, redondas, convexas, de entre 1 y 2 mm de diámetro. En PCA se presentaron colonias de color crema, convexas, de entre 2 y 4 mm. de diámetro, redondas y también de formas irregulares. Los resultados obtenidos en esta etapa del estudio se ajustaron a las características dadas por el fabricantes (Microbiology Manual 2000), lo que es un indicativo de que la identificación de las bacterias, por su forma, tamaño y color, es positiva. Tinción de Gram y características fenotípicas Se identificaron dos bacterias Gram-positivas, S. aureus y L. monocytogenes y cuatro bacterias Gramnegativas, E. coli, Salmonella spp. V. parahemoliticus, V. alginoliticus. El color violeta que presentaron las bacterias Gram-positivas a la tinción de Gram se debe al mayor contenido de peptidoglucano, al más bajo contenido de lípidos y a la ausencia de lipopolisacaridos en la pared celular. Luego, las bacterias Grampositivas retienen el complejo yodo-cristal violeta debido a que poseen paredes celulares ricas en carbohidratos que resisten la acción decolorante del alcohol en el transcurso del proceso de tinción. En contraposición, la pared celular de las bacterias Gram-negativas es rica en lípidos y lipopolisacaridos, siendo fácilmente alterada por el etanol, dando como resultado el desalojo del complejo yodo-cristal-violeta (Koneman et al., 1992; Lyon, 1998). Las células de S. aureus se presentaron con las siguientes características fenotípicas: violetas, esféricas (cocos), en pares o racimos. Adidonalmente, las células de S. aureus fueron positivas a las pruebas de catalasa y coagulasa. Las células de L. monocytogenes se presentaron con las siguientes características fenotípica: violetas, bastones (bacilo), en unidades aisladas. Adicionalmente, las células de L. monocytogenes fueron positivas a las pruebas de catalasa. Las características fenotípicas de las células de E. coli, Salmonella spp., V. parahemoliticus, V. alginoliticus fueron las siguientes: rosadas, bastones, separadas o en pares; rosadas, bastones, formando cadenas cortas; y rosadas, bastones cortos y curvos, positivas a la prueba de oxidasa, respectivamente. Si bien en la fase anterior se pudo identificar bacterias en base a las características de las colonias, son las pruebas de tinción de Gram y fenotípicas, las que permiten confirmar la presencia de bacterias patógenas en los productos, y su posterior cuantificación que se expresa como porcentaje de presencia en las muestras, es un indicador de riesgo a la salud. El resumen de la tinción de Gram y las características fenotípicas se presenta en la Tabla 2. RECUENTO MICROBIOLÓGICO EN MEDIOS CONTABLES Recuento total (RTA) RTA a la llegada de los producto Siguiendo la metodología escogida, se calcularon los promedios de las observaciones, para luego obtener su logaritmo vulgar con el fin de facilitar el manejo de datos para el estudio estadístico. Al observar la tablas, pudo advertirse que todos los valores estaban dentro de lo permitido por la norma internacional (ICMSF, 1999); es decir, menos de 107 ufc/g, lo que significaría que los productos están aptos para el consumo humano.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 El análisis de varianza para el presente caso determinó significancia a un nivel ? de 0,05 para el factor a (lugar de muestreo) con lo que se acepta la hipótesis estadística alternativa de diferencia de tratamientos. La prueba de diferenciación de Tukey determinó que el nivel a1 (Mercado Central) presenta una mayor contaminación microbiana de los productos, con un logaritmo de 5,61, que está dentro lo que permite la norma internacional (ICMSF, 1999), por lo que se ubica en el intervalo de significancia "A", posiblemente debido al diferente canal de comercialización que existe entre los tres sitios de muestreo. Puede notarse que en el caso del Mercado Central, el sistema de comercialización incluye más fases entre el pescador o recolector y el comerciante final, según la información resumida en la Tabla 1. RTA al momento del expendio Los datos obtenidos en el caso del recuento PCA al momento del expendio están dentro de lo permitido por la norma internacional (ICMSF, 1999). El análisis de varianza determinó diferencia significativa en un nivel de confianza de 95%, con respecto a los factores de estudio a (lugar de muestreo) y b (tipo de producto); además en la interacción ab. La respectiva prueba de Tukey, establece: - En relación al factor a, el promedio más alto es de 5,54 obtenido en el Mercado Central (a1). El orden por rangos guarda relación con los resultados del contaje a la llegada del producto, lo que hace suponer que los diferentes sistemas de comercialización inciden en las respuestas, pues a mayor manipulación del producto en cada lugar de muestreo, mayor contaminación. - Con respecto al factor b, el valor promedio más alto (5,43) se presenta en el nivel b1 que corresponde a camarón debido posiblemente a que el producto es descabezado previa su comercialización provocando el derrame parcial del contenido de su sistema digestivo. - En la interacción el resultado de la prueba de Tukey indica que todos los promedios, excepto el caso de a2b2 (Simón Bolívar - concha), se ubican en el mismo intervalo de diferenciación "A", siendo el mayor valor 5,66 que corresponde al arreglo factorial a1b1 (Mercado Central - camarón), lo que confirma el análisis estadístico individual en la presente variable. COLIFORMES TOTALES Y ESCHERICHIA COLI Coliformes totales y E. coli a la llegada del producto Si se comparan los promedios generales obtenidos para CCA a la llegada del producto, con los calculados cuando se usa PCA, se determina que los contajes de coliformes representan el 98% del contaje total microbiano. El análisis de varianza para los resultados del contaje en chromo cult a la llegada del producto, registra significancia estadística en un nivel de confianza de 95%, con respecto a los factores de estudio a (lugar de muestreo) y b (tipo de producto); además en la interacción ab. Al realizar la prueba de diferenciación se determinó lo siguiente: - En el caso del factor a el valor más alto es de 5,52 que corresponde al nivel 1, es decir "Mercado Central", lo que significa que en este lugar de muestreo existe más contaminación de coliformes generada por la mayor manipulación que se produce en el sistema de comercialización aplicado, según se aprecia en los diagramas correspondientes. - Para el factor b, el promedio más alto corresponde a 5,49 que se obtiene en el caso de "camarón". Contaminación que se puede deber al derrame del contenido de su sistema digestivo, ocasionado por la operación de descabezado, o por causa de un mal manejo del producto, lo que ocasionaría una contaminación cruzada.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 - Los resultados obtenidos en la diferenciación de la interacción, muestra la formación de varios niveles de diferenciación; en el nivel "A" se ubica únicamente el promedio que corresponde a la combinación a1b1, 5,65, que debe ser considerado como el de mayor contaminación. Esto debido a que su cadena de comercialización es más larga, además existiría la posibilidad de contaminación cruzada dentro del sistema de comercialización. Coliformes totales y E. coli al momento del expendio del producto El análisis de varianza para recuento CCA estableció que si existe diferencia estadística en un nivel de ? 0,05%, para el factor a (lugar de muestreo), no así en el caso de b ni de la interacción ab. En la prueba de diferenciación de Tukey, se determinó que el mayor valor promedio es de 5,41 que corresponde a "Mercado Central" (a1), resultado que se explicaría en función de la cadena de comercialización a la que son sometidos los productos de mar que llegan a este sitio. i

Escherichia coli Se determinó la presencia de E. coli únicamente para la muestra de pescado tomada en el Mercado Simón Bolívar al momento del expendio, registrándose un número de 1000 ufc/gr. Comparación de datos promedios a la llegada y al expendio del producto en medios contables. Los resultados obtenidos a la llegada y al momento del expendio de los productos para los diferentes lugares de muestreo se representan en el Gráfico 1 con el fin de visualizar la variación de los mismos. En general, para el RTA, no existe un cambio representativo en el contenido microbiano entre la llegada y el expendio de los productos, cambian de 48,44 a 48,52. En el caso del contaje CCA se puede apreciar un ligero incremento (46,07 a 47,61) lo que puede ser indicativo de falta de higiene en el manejo del producto durante el tiempo en que éste permanece expuesto para la venta, o bien, producto de una contaminación cruzada. Presencia o ausencia de bacterias patógenas en medios no contables La identificación de bacterias patógenas se determinó cualitativamente por la presencia (+) o ausencia (-) de estos microorganismos. En conclusión, se determina que en los tres lugares de muestreo están contaminados con V. parahaemolyticus, V. alginoliticus, S. aureus, Salmonella spp., Listeria spp. y E. coli, ya sea a la llegada y/o en el expendio de los productos. Vibrio spp Durante la fase experimental no se determinó presencia de V. cholerae; sin embargo las muestras fueron positivas a la presencia de V. parahaemolyticus y V. alginoliticus, en el 100% de ellas, excepto en el caso de camarón al momento del expendio en donde el porcentaje disminuye al 66,67%, pues en las muestras de este producto tomadas en el Mercado Central no se encontró V. alginoliticus. De los tres microorganismos mencionados, quizá el considerado como más peligroso es V. cholerae que en la investigación no fue identificado, lo que significa que no existe riesgo de que se provoque la enfermedad de cólera por el consumo de estos productos. La presencia de V. parahemolyticus, es un indicador de riesgo de una posible causa de gastroenteritis, que es una enfermedad asociada con el consumo de productos marinos crudos. En el caso de V. alginoliticus aunque se cree puede producir intoxicaciones alimentarias en ciertas circunstancias, no se considera peligroso, por tanto el hecho de que no haya sido identificado en la muestra de camarón en Mercado Central, no significa que este producto sea microbiológicamente mejor que los otros. Staphylococcus spp De las muestras tomadas, tanto al momento de la llegada como al expendio de los productos, se determinó la presencia de S. aureus en el 100% de las mismas. S. aureus es considerado un indicador de higiene por estar presente en el tracto intestinal de mamíferos y aves, por tanto los resultados obtenidos significarían una manipulación inadecuada de los productos por parte de los actores de la cadena de comercialización.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Salmonella spp Se determinó ausencia total de Salmonella spp. en las muestras tomadas al momento de la llegada de los productos. Para las muestras tomadas al momento del expendio se determinó presencia de este microorganismo en un 33.33% para las muestras de pescado tomadas en el mercado Simón Bolívar en las dos réplicas, para las muestras de camarón se determinó el 33.33% de presencia en la Posada de la Garza en la réplica 2, para las muestras de concha se determinó la presencia de éste microorganismo en un 33.33% de las mismas en la réplica 1, muestras que fueron tomadas en el Mercado Central. En el resto de las muestras no se pudo identificar Salmonella spp, con el medio de cultivo utilizado, probablemente debido a que el número de células de esta bacteria no eran suficientes. El hecho de que en las muestras tomadas a la llegada del producto, no exista este patógeno y que se haya identificado en las muestras tomadas al momento del expendio, es una prueba de que existe un manejo deficiente por parte del comerciante final, siendo éste el responsable directo de la incidencia de una ETA. Listeria spp Se determinó presencia de Listeria spp. al momento de la llegada del producto en un 33.33% de las muestras de pescado para la réplica 2 y ausencia en la replica 1 correspondiente al Mercado Central; para las muestras de camarón se registra el 66.67% de presencia de éste microorganismo en las dos réplicas; y en el caso de las muestras de concha se registra presencia de Listeria spp. en un 33.33% de las muestras en las dos réplicas. Para las muestras tomadas al momento del expendio se determinó presencia de este microorganismo en un 33.33% únicamente para las muestras de camarón tomadas en el Mercado Central de la réplica 1 y ausencia total en las demás muestras. La disminución de este microorganismo entre las muestras tomadas a la llegada del producto y el expendio de los mismos, podría explicarse por la competencia del sustrato que existiría entre las diferentes especies bacterianas presentes en los productos analizados, lo que produciría un antagonismo entre ellas. Cálculo de Vida Útil de pescado, camarón y concha El cálculo se realizó a partir del momento del expendio de los productos a temperatura de refrigeración (4°C) con el fin de determinar la vida útil en el lugar de expendio o en manos del consumidor final. Al observar el tiempo de vida útil de los productos (Tabla 3), se muestra mayor durabilidad en ía muestra de concha tomada en la Posada de la Garza, con un total de 14,14 días, mientras que la combinación experimental Mercado Central - camarón presenta el tiempo de vida útil más corto, mismo que se registra con un tiempo total de 2,73 días. Si se analiza los resultados por producto, puede apreciarse que la concha presenta un valor de vida útil mayor que los otros productos, probablemente debido a que por su naturaleza, se encuentra mejor protegida y por qué además, hasta el momento del expendio el animal está vivo. En cuanto al camarón y al pescado, los valores de vida útil fluctúan en relación al lugar de muestreo, diferencia generada, posiblemente, en el manejo de los productos. GUÍA DE MANEJO PARA PESCADO, CAMARÓN Y CONCHA Antecedentes Los alimentos presentan siempre microorganismos en su superficie o en su interior. Los alimentos son una vía importante de transmisión de microorganismos que pueden causar infecciones e intoxicaciones que, en general tienen un tiempo de incubación corto (2-10 h). Puesto que algunas de estas patologías tienen una DMI (dosis mínima infectiva) muy baja es muy necesaria la higiene de los productos de mar y de los procesos de comercialización. Esta guía pretende ser una herramienta de ayuda para el comerciante de estos productos en fresco, de tal manera que su aplicación contribuya al mejoramiento de la higiene en el proceso de comercialización y su posterior venta en los puestos minoristas.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL 15-2006 Almacenamiento y transporte - Los productos de mar frescos, se mantendrán a temperatura de refrigeración, ya sea por la utilización de un equipo de refrigeración o la inundación del producto con hielo molido de manera que la temperatura del producto descienda a unos 0°C, la aplicación de hielo favorece, también, a la absorción del calor circundante al producto. - Los productos no podrán almacenarse ni transportarse junto con otros productos que puedan afectar a su salubridad o puedan contaminarlos si no están provistos de un embalaje que garantice una protección satisfactoria, por lo que se deberá utilizar arcones de plástico o cualquier otro material inocuo, deben ser fáciles de desmontar y estarán provistas de mangos o asas. - El embalaje deberá efectuarse en condiciones higiénicas satisfactorias evitando toda contaminación de los productos pesqueros. Se podrá utilizar papel resistente a la humedad para proteger los productos de mar de cortes ocasionados por los trozos de hielo y para evitar posibles contaminaciones; cuando se utiliza hielo en escamas o picado y cajas limpias el uso del papel es superfluo. - Los materiales de embalaje y los productos que puedan entrar en contacto con los productos pesqueros deberán cumplir todas las normas de higiene y, en particular: a. No deben alterar las características organolépticas de los productos pesqueros. b. No deben transmitir o contaminar con sustancias o agentes nocivos para la salud humana. c. Tendrán la resistencia necesaria para garantizar una protección eficaz de la integridad física de los productos pesqueros. - El material de embalaje no debe utilizarse más de una vez. - Después de cada uso, los arcones o cajas se deberán lavar por dentro y por fuera con agua potable, y deberán desinfectarse. - Los vehículos utilizados para el transporte de los productos de mar estarán fabricados y equipados de modo que puedan mantener las temperaturas exigidas en esta guía durante todo el tiempo de transporte. Bajo ningún concepto estos vehículos podrán evacuar las aguas en las carreteras o lugares públicos. Las superficies interiores del medio de transporte presentarán un acabado que no afecte a la salubridad de los productos pesqueros, serán lisas y fáciles de limpiar y desinfectar. - Los medios de transporte utilizados para los productos pesqueros no podrán emplearse para transportar otros productos. - Las condiciones de transporte de los productos de mar que se vayan a comercializar vivos no deberán tener ningún efecto negativo sobre el resto de los productos.

RECEPCIÓN DE LOS PRODUCTOS EN LOS LOCALES DE EXPENDIO Aspectos estructurales del puesto recibidor - Poseer una cubierta y paredes fáciles de limpiar. - Disponer de pisos de concreto y de contextura lisa y preferiblemente antideslizante, para que sean fácil de limpiar y desinfectar y que facilita el drenaje del agua y con un dispositivo de evacuación de aguas residuales y trampas para retener sólidos. - Estar equipados con sanitarios y lavatorios que dispongan de medios para la limpieza y sanitización de las manos. En las instalaciones para lavarse y desinfectarse las manos habrá jabón líquido y solución higienizante, los grifos deben accionarse con pedales a rodilla o sistemas automáticos y las toallas deben ser preferiblemente de un solo uso. Se colocará un recipiente para su recolección después de usarlas. - Debe contar con una área destinada a las operaciones administrativas. - Disponer de una instalación que permita el suministro de agua potable suficiente para facilitar la limpieza en general. - Estar adecuadamente iluminados para facilitar el examen de los productos pesqueros, ya sea con luz natural o artificial.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 - El tiempo de vida útil calculado a 4°C para todos los productos y lugares de muestreo, en ningún caso es menor a 2,73 días, lo que permite que el comerciante disponga de un tiempo adecuado para la venta del producto. En la combinación experimental Posada de la Garza -concha se determinó el tiempo de vida útil más alto, 14,14 días. - La presencia de coliformes es indicador de un mal manejo higiénico de los productos; en la presente investigación el contaje de coliformes (CCA) representa el 98% del contaje total (PCA) al momento del expendio. La diferencia entre los resultados a la llegada del producto y el expendio del mismo es de aproximadamente el 3%, lo que significa que el grado de contaminación se incrementa ligeramente, esta diferencia se genera por el manejo inadecuado del producto en manos del comerciante final. - Se determinó la presencia de microorganismos patógenos como Vibrio spp, S. aureus, Salmonella spp., Listeria spp. y E. coli, tanto en la Posada de la Garza (PG), Mercado Central (MC), y Mercado Simón Bolívar (MSB), ya sea a la llegada y/o en el expendio de los productos, lo que genera una alta probabilidad de que el consumidor adquiera una enfermedad transmitida por alimentos, dándonos como resultado un alto riesgo a la salud pública. - Las normas internacionales indican que los productos de mar no deben contener Vibrio cholerae, por representar un riesgo para la salud de los consumidores, en el caso de los productos analizados se cumple con la norma. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. ALMEIDA, C. R., BEJARANO, N. D, CUELLAR. J. A. y MORALES, S. 2001. HACCP: Herramienta esencial para la inocuidad de alimentos. Organización Panamericana de la Salud, Instituto Panamericano de protección de Alimentos y Centro Latinoamericano y del Caribe de información en Ciencias de la Salud (Ed.). Buenos Aires, Argentina. 2. BELITZ, H.D. 1985. Química de los Alimentos. Editorial Acribia S. A. 2da Edición Zaragoza-España. 3. DESROSJER, NORMAN W. 1974. Conservación de Alimentos. 5ta Impresión. Editorial Continental S.A. E.E.U.U.. 4. http://marenostrum.org 5. http://www.fao .org/DOCREP/003/T1768S/T1768S02.htm 6. http://www.fao .org/docrep/V7180S/v7180s01.htm#TopOfPage 7. http://www.mag.go.cr/incopesca/lnf_merca_2_1 .htm 8. http://www.seimc.org/control/revi_Bacte/listeria.htm. 9.http://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia%20general/001introduccion%20micro%20alimentos %202.htm 10. ICMSF. International Comission Microbiological Specifications for Foods. 1999. Microorganismos de los Alimentos. Tomo I I . Editorial Acribia. 2a.ed. España. 11. KONEMAN, E. W., ALLEN, S. D., JANDA, W. M. SCHRECKENBERGER, P. C, y WINN, W. C. 1992. Diagnostic Microbiology. 4a ed. J. B. Lippincott Company. USA. 12. LYON, W. J. 1998. Food Microbiology 4162 (11). Louisiana State University, Baton Rouge. LA, USA. 13. LYON, W. J. 1999. HACCP: Hazard Analysis and Critical Control Point Curriculum. The Louisiana Department of Agrículture and Forestry, Baton Rouge. LA, USA. 14. MERCK. 2000. Microbiology Manual 2000. Alemania 15. MOHR, V. 1971. On the constitution and physical-chemical properties of the connective tissue of mammalian and fish skeletal muscle. Ph. D. Thesis University of Aberdeen. 16. PEELER, J. T. y MATURIN, L. J. 1992. Aerobic píate count. En FDA Bacteriological Analytical Manual, 7a ed., Ch. 3, AOAC International; Arlington, VA, p: 17-26. 17. RAMOS MOYA, MILTON. 2003. Proyecto de Investigación IBACAM. Informe Universidad Técnica de Ambato. 18. ROSERO, JAVIER y MOSQUERA, GUIDO. 2000. Hablemos de Manejo Pesquero. Guayaquil-Ecuador. 19. SUZUKI, T. 1981. Fish and Krill Protein: Processing Technology. Applied Science Publ., Ltd. London. 20. THATCHER, F.S, CLARK, D.S. 1973. Análisis Microbiológico de los Alimentos. Editorial Acribia. Zaragoza-España.

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ANEXOS Tabla 1. Resumen de etapas y tiempos de la comercialización de Pescado Pargo (Lutjanus guttatus), Camarón Blanco (Penaeus vannamaei) y Concha Prieta (Anadara tubérculos

Pescado pargo (Lutjanus guttatus)

Luqar de Muestreo Posada de la Garza (PG) Mercado Central (MC) Mercado Simón Bolívar (SB)

Etapas 2 4 3

Tiempo (h) 53,5 53,0 52,5

Camarón blanco [Penaeus vannamaei}

Posada de la Garza (PG) Mercado Central (MC) Mercado Simón Bolívar (SB)

2 3 2

33,0 36,5 35,0

Concha prieta (Anadara tuberculosa)

Posada de la Garza (PG) Mercado Central (MC) Mercado Simón Bolívar (SB)

5 6 3

198,0 198,0 131,5

Producto

Tabla 2. Resumen de Tinción de Gram y características fenotípicas de las bacterias patógenas identificadas Tinción de Gram E. coli Vibrio spp. S. aureus Salmonella spp. üstería spp.

Prueba de Indol

Prueba de Catalasa

Prueba de Coagulosa

Prueba de Oxidasa

ND ND

ND ND ND ND

ND ND

Tabla 3. Resumen de orden de reacción y tiempo de vida útil Orden de reacción n

Tratamientos Posada de la Garza - pescado Posada de la Garza - camarón Posada de la Garza - concha Mercado Central - pescado Mercado Central - camarón Mercado Central - concha Mercado Simón Bolívar - pescado Mercado Simón Bolívar - camarón Mercado Simón Bolívar - concha

Tiempo de vida (días) 5,40 9,72 14.14 4.04 2.73 6.35 5.64 6.56 9.64

0.99 0.99 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

Gráfico 1. Comparación de datas promedios s la llegada y al momento del eivendio del producto

afta ripia Karya

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PCGMJegada PCCA-E>pendio |

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INVESTIGACIÓN

INFLUENCIA DE CARRAGENINA EN LA ELABORACIÓN DE JAMÓN COCIDO DE PIERNA DE CERDO Sebastián Corella P.*

Daniela Gómez De La Torre*

Danilo Morales C.**

RESUMEN La investigación contempla la aplicación del un diseño factorial AxBxC, donde el factor A es "Procedencia de carne"; el factor B es "Tipo de carragenina" y por último el factor C que es "Concentración de carragenina". Se determina que el tipo de carne no tiene incidencia significativa, por tanto para establecer la mejor combinación experimental se consideran los factores B y C, es decir, en función de la penetrometría y la retención de agua las propuestas con mejores resultados son: aObOd (carne de cerdo criollo, CM80 en una concentración de 0,50%) y a l b O d (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%). Estos tratamientos fueron sometidos a un análisis sensorial realizado en tres fases: calidad y aceptación, textura y preferencia, con la participación de 30 catadores con un mínimo de entrenamiento. Luego de haber analizado las pruebas de calidad y aceptación, se pudo establecer que las características organolépticas de ambos productos son similares, pero que el tratamiento a l b O d (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%) presenta mejores características de firmeza, jugosidad y gomosidad, es decir de textura. El análisis de preferencia permite establecer diferencias entre las muestras adquiridas de productos de marcas comerciales reconocidas en el mercado con el mejor tratamiento, se demuestra que el producto elaborado posee las mismas características de productos similares. INTRODUCCIÓN La elaboración de productos cárnicos, sean cocidos o curados tienen una enorme importancia en el país, pues se ha convertido en uno de los sectores artesanales e industriales más sobresalientes dentro del campo alimenticio. Dentro de estos productos, los jamones ocupan un lugar privilegiado con una producción que presenta una tendencia creciente en los últimos años, para el 2001 la producción fue de 527 018 kg de jamón (según los archivos de producción y consumo de productos cárnicos del IÑEC del año 2001). Las carrageninas son un grupo de polisacáridos naturales que están presentes en la estructura de ciertas variedades de algas rojas Rhodophyceae. Estos polisacáridos tienen la particularidad de formar coloides espesos o geles en medios acuosos a muy bajas concentraciones. Debido a estas excepcionales propiedades funcionales son ampliamente utilizados como ingredientes en diversas aplicaciones. Las principales variedades de algas marinas utilizadas para la extracción de carrageninas son las siguientes: Especies Gigartina: Crecen en aguas frías, principalmente en las costas del sur de Chile. Producen carrageninas de tipo kappa I, kappa II y lambda. - Especies Eucheuma: Crecen en aguas cálidas, principalmente en Filipinas e Indonesia. Producen carrageninas del tipo kappa I e iota. El jamón de pierna es el producto alimenticio elaborado exclusivamente con la carne de las piernas traseras del cerdo Suis scrofa domesticus, declarados aptos para el consumo humano de acuerdo con los criterios y especificaciones generales que se establecen en las normas vigentes y existen de varios tipos según la forma de curado, si es o no cocido, o ahumado. Debido a estas excepcionales propiedades funcionales son ampliamente utilizados como ingredientes en diversas aplicaciones.

U..

* Egresado de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. **Docente de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 MATERIALES Y MÉTODOS Materiales En el estudio se emplea como materia prima carne de cerdo proveniente de la pierna del mismo. La carne ha sido extraída de cerdos de mercado y de criadero, y estrictamente seleccionada es decir, carne libre de grasa y de tejido conectivo, con el fin de establecer las diferencias ocasionadas por la procedencia de esta carne, tanto en el proceso de elaboración como en los resultados obtenidos en el producto terminado, jamón cocido. En la investigación se trata de resaltar las ventajas del uso de carrageninas en la elaboración de jamón de pierna, por lo que se cree importante hacer una descripción de cada tipo empleado. Cm 80 Es una kappa carragenina, ideal para productos que requieren de un estabilizante eficaz. El tamaño de su partícula es de 99% malla 80 con un pH entre 7 y 8. Es parcialmente soluble en agua a temperatura ambiente. Los niveles recomendados en la elaboración de productos alimenticios fluctúa entre 0,015% hasta 0,300% principalmente en derivados de la leche y postres.

Obsigel4010 Está constituido por una mezcla estandarizada de carrageninas de calidad alimenticia. Se lo aplica en la fabricación de productos cárnicos principalmente ya que permite la incorporación de altos porcentajes de salmuera, manteniendo alta la calidad del producto terminado. Su función es ligar el agua y los jugos, mejorar la textura, el corte y la sensación bucal de los mismos. Se lo aplica conjuntamente con salmuera, mediante el proceso de masajeo o de inyección, de acuerdo a las recomendaciones propias de su producción. El pH varía entre 6 y 9 y su tamaño de partícula es de 98% malla 200. La dosificación no esta establecida en las hojas técnicas entregadas por las casas comerciales que expenden el aditivo, pero se recomienda su uso entre el 0.25% y el 1% por esta razón en el presente estudio se determina el mejor porcentaje de uso del aditivo para la elaboración de jamón de pierna. MÉTODOS Selección y Preparación de la Carne - Descuerado: eliminación del cuero de la pierna de cerdo. - Deshuesado: eliminación del hueso de la pierna de cerdo. - Selección: separación de los mejores cortes de la pierna de cerdo - Limpieza: eliminación de tejido conectivo y grasa Preparación de la Salmuera El orden de adición de los ingredientes y el sistema de agitación son importantes para facilitar el ingreso de la salmuera en la carne: - Fosfatos -Sal - Carragenina - Otros aditivos: Conservantes, fécula de papa, proteína de soya, azúcares (lactosa) y condimentos. - La temperatura del agua debe estar entre 0 y 4 °C. Inyección por punción: Este método bombea la salmuera al interior de la carne utilizando agujas con múltiples aberturas a lo largo de su longitud. Troceado Se realiza en un molino de carne con un disco riñon.

r ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Masajeo Este proceso hace uso de la energía de fricción resultante del tratamiento entre dos superficies de carne. Los masajeadores son tanques con un mecanismo que hace girar lentamente las piezas de carne. Se recomienda un primer masajeo de 15 minutos. Mezclado Proceso tecnológico que mediante procedimientos físicos acelera el curado. La acción mecánica rompe la estructura celular de la superficie del músculo, produciendo un exudado proteico que funciona como agente ligante. La carne se ve favorecida por la distribución y penetración de la mezcla curante y se observa una disminución de la dureza cárnica. Las sales de la salmuera penetran en ios tejidos de la carne y extraen gran parte de sus proteínas las cuales actúan como ligantes. La temperatura es un factor determinante para preservar la capacidad gelificante de la proteína (bajo 5°C). Reposo Se recomienda un reposo mínimo de la masa de jamón de 12 horas. Segundo Masajeo y Mezclado Se realizó 3 ciclos de masajeo de 15 minutos con reposos de 10 minutos. Envasado Envases impermeables al agua, no permiten evaporación de agua, lo cual es recomendable para los jamones cocidos merma cero; sin embargo, si el agua incorporada a la carne no se encuentra perfectamente ligada, se pueden presentar la formación de bolsas de líquido en la superficie del producto o una excesiva exudación al momento del rebanado o consumo. Una vez envasado se procede a la extracción de aire que pudo ser incorporado en las diferentes etapas del proceso para evitar fallas de calidad. Prensado Luego se realiza el prensado en moldes ajustables con el fin de dar la forma final deseada. Cocción La cocción se realiza mediante inmersión en agua, la cual debe estar a 55°C de temperatura al inicio. La temperatura se irá incrementando hasta lograr un máximo de 80°C en el agua y una temperatura interna de 72°C en el producto, teniendo en cuenta que por cada kilo de producto se requiere una hora de cocción. Hay que tener en cuenta que un proceso de cocción muy prolongado o drástico puede generar deterioro en la calidad. Enfriado El enfriamiento provoca una mejora en la consistencia del producto ayudando a finalizar la gelificación y garantizando una mayor retención de agua. Se realiza generalmente con duchas de agua fría, hasta que la temperatura interna alcance los 10°C. Desmoldado El desmoldado se realiza luego de 24 horas. Almacenado El almacenado se hace a una temperatura de 3°C. -4-í

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Métodos de Análisis - Penetrometría (Textura) - Capacidad de Retención de Agua (C.R.A.) (Método de Isabel Guerrero, 1992) - Análisis sensorial (en los mejores tratamientos obtenidos en función de las respuestas experimentales de Penetrometría y C.R.A.), realizado en tres fases: calidad y aceptación, textura y preferencia con la participación de 30 catadores con un mínimo de entrenamiento, seleccionados mediante encuestas dirigidas. (Watts, B. y col. 1989) La primera fase del análisis sensorial implica atributos de apariencia, color, olor, sabor y aceptabilidad. La segunda fase involucra firmeza, gomosidad, jugosidad. Finalmente, la tercera fase implica un análisis de preferencia. DISEÑO EXPERIMENTAL Para el presenten estudio se plantea la aplicación de un diseño experimental AxBxC, considerando que en un experimento factorial, los efectos de dos o más factores se investigan en forma simultánea, Si se sospecha que la conducta de un factor varía con los cambios de otro, dicha conducta puede probarse mediante un conjunto factorial de tratamientos planificado en un diseño experimental adecuado. Cabe señalar que cuando dos o más factores (cada uno debe estar en dos o más niveles) se prueban en todas las combinaciones posibles, se dice que los tratamientos resultantes son factoriales. Los efectos diferencíales de un factor sobre otro reciben el nombre de interacción. El descubrimiento de las interacciones amplía las conclusiones de un experimento. El rango de validez del experimento se incrementa, lo cual es una característica deseable de un experimento bien planeado. Incluso si no se detectan interacciones, en los experimentos factoriales los resultados son más ampliamente aplicables, puesto que se ha demostrado que los efectos principales de los tratamientos se mantienen para un rango más grande de condiciones (Littie y Hills, 1991). Los factores y niveles para la investigación fueron: FACTORES Factor A:

NIVELES

Procedencia de carne

Factor B: Tipo de carragenina

A0 = criollo (de mercado)

A1 = criadero (Marca Mr. Chancho)

B0 = carragenina CM 80

B1 = carragenina OBSIGEL4010

Factor C: Concentración de carragenina

C0 = 0.25 %

C1 = 0.50 %

C2 = 0.75 %

Total de tratamientos: 12 tratamientos con una réplica para realizar el análisis estadístico tratamientos.

totalizan 24

Con el cálculo de análisis de varianza se obtendrá la diferencia significativa para poder aceptar o rechazar la hipótesis nula de igualdad de tratamientos. El análisis de varianza utiliza las medias de los diferentes grupos, denominados fuente de variación, para estimar varianzas o más precisamente cuadrados medios. Un cuadrado medio que estima la dispersión entre mediciones de parcelas debidas a causas aleatorias también se calcula; ésta se denomina error experimental. En ausencia de diferencias reales debidas a medias de los tratamientos, bloques u otras fuentes de variación dichos cuadrados medios serán, en promedio, iguales. Sólo esporádicamente un cuadrado medio se desviará de otro de manera considerable, exclusivamente por casualidad. Cuando una prueba F (razón de varianza) indica que el cuadrado medio de una de las fuentes de variación es significativamente mayor que el cuadrado medio debido a efectos aleatorios, se dice que existen diferencias X£l reales entre las medias de aquella fuente particular de variación.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. Í5 - 2006 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Materia prima Para el caso de la humedad, los datos reportados son: 65,55% y 67,94% para carne de cerdo criollo y de criadero, respectivamente; mayor humedad implica mayor jugosidad, característica que mejora la calidad sensorial del producto elaborado. Los datos mencionados anteriormente superan a la humedad bibliográfica del 56,50%. Normalmente, la variación del contenido de humedad se ve influenciado por la raza, la edad y el tipo de alimentación que reciben los cerdos. El contenido de grasa o extracto etéreo es de 7,81% para la carne de cerdo criollo y de 4,50% para la carne de cerdo de criadero, diferencia generada por numerosos factores entre los cuales se encuentran la raza, la edad, la alimentación del cerdo y la localización anatómica de la grasa. Este contenido graso tiene sobre la textura una influencia superior a la del tejido conjuntivo. El cerdo es un animal graso de carne magra, es decir que contiene una cantidad limitada de grasa intramuscular. Sin embargo aunque el consumidor rechaza, en el momento de la compra, una carne cuando la grasa es demasiado visible, las pruebas sensoriales demuestran que prefiere las carnes cuando su contenido en lipidos intramusculares es del orden de 2,5 a 3.5 % antes que las carnes de contenidos inferiores según los reportes de Paule Durand (2002). Al comparar los resultados obtenidos experimentalmente con los bibliográficos determinamos que la carne de cerdo criollo presenta valores muy altos de contenido graso lo que es un factor determinante al momento de seleccionar la carne, ya que nos dará valores de rendimiento mas bajos en relación a la carne de cerdo de criadero lo que influye directamente en el costo del producto final. En referencia al contenido de proteína se reportan el 20,03% para la carne de cerdo criollo y 20,14% para la carne de cerdo de criadero, valores superiores al bibliográfico que es de 15,9%. Las proteínas son las que dan al magro sus propiedades fundamentales; una parte de su valor nutritivo por sus aminoácidos, su color, su capacidad de retención de agua y sus propiedades emulsificantes (Fiesser Louis, 1996). La diferencia entre los valores de proteína implica una mejor alimentación del animal.

RESPUESTAS EXPERIMENTALES Penetrometría Los datos obtenidos para penetrometría en las diferentes combinaciones experimentales, fluctúan entre 2,03 Ib* para el tratamiento aObicO (carne de cerdo criollo, OBSIGEL 4010 en una concentración de 0,25%) y 3,38 Ib* para a l b O d (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%), diferencias generadas por la influencia de los factores de estudio. En todos los casos los valores obtenidos son mayores que los tratamientos blancos o testigos, 1,73 Ib* y 1,66 Ib* para criollo y criadero respectivamente, donde no se usa carragenina, lo que significa que cualquiera de las combinaciones experimentales mejoran las características del jamón en cuanto a su textura. El análisis de varianza para penetrometría, demuestra que existe diferencia significativa para los factores B (tipo de carragenina), C (concentración de carragenina) y para la interacción doble BC a un nivel de confianza del 95%. La prueba de diferenciación con respecto al factor B (tipo de carragenina) establece que el valor más alto para penetrometría es de 2,84 Ib* en el caso del uso de CM80 (bO). En relación al factor C (concentración de carragenina), esta prueba determina que el valor más alto para la variable en estudio es 2,99 Ib* obtenido cuando la carregenina se aplica en un porcentaje de 0,50. De acuerdo a lo calculado en el análisis de varianza, se logra una mayor penetrometría trabajando en carne de cerdo criollo o de criadero, con CM80 en un 50%. Nótese que el promedio más bajo establecido para las combinaciones experimentales en el caso de la variable^en estudio, es 2,1 Ib*, que resulta mucho más alta que las determinada en los tratamientos testigo " (1,73 Ib* para cerdo criollo y 1,66 Ib* para cerdo de criadero), con lo que se confirma la incidencia positiva del ' uso de carragenina sobre la penetrometría.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Retención de Agua En el caso de retención de agua, los datos obtenidos, expresados en porcentaje, fluctúan entre 22% (albicO) y 34% (albOcl). En el Gráfico 2 puede apreciarse la variación entre los tratamientos y con respecto a los testigos cuyos resultados son 12% y 14% para criollo y criadero respectivamente. La retención de agua en el jamón se beneficia ampliamente con el uso de carrageninas debido a su naturaleza química y a las reacciones que éstas generan en el producto. El análisis de varianza para esta respuesta experimental establece que existe diferencia estadística significativa con respecto al factor B (tipo de carragenina) y el factor C (concentración de carragenina) a un nivel de de 0,05. La prueba de diferenciación determina que se obtiene una mayor retención de agua, con respecto al factor B cuando se trabaja con CM80 y en referencia al factor C, cuando se usa una concentración de 0,50%. El promedio de retención de agua en el tratamiento testigo registrado es de 12% para cerdo criollo y 14% para cerdo de criadero lo que representa el 50% de los valores obtenidos con el uso de la carragenina. Nótese que al parecer la procedencia de la carne, sin el uso de la carragenina, tiene incidencia en la respuesta experimental, lo que se refleja en el análisis estadístico cuando se usa este aditamento, pues el factor "procedencia de carne" no es significativamente diferente.

DETERMINACIÓN DEL MEJOR TRATAMIENTO SEGÚN LAS RESPUESTAS EXPERIMENTALES Luego de haber analizados las respuestas experimentales se puede determinar que el tipo de carne no tiene incidencia significativa, por tanto para establecer la mejor combinación experimental se consideran los factores B y C, es decir, en función de la penetrometría y la retención de agua, las combinaciones o tratamientos con mejores resultados son: - aObOd (carne de cerdo criollo, CM80 en una concentración de 0,50%), - a l b O d (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%). Sin embargo, el rendimiento al usar carne seleccionada de cerdo de criadero es superior que al emplear la carne de cerdo criollo que se comercializa libremente en el mercado debido a las diferencias en su composición, así, en el caso de la carne magra los porcentajes son 64,8% y 52,9% para carne de cerdo de criadero y criollo, respectivamente; en el caso de la grasa y carne de segunda los porcentajes para cada caso son: 20,5% y 34,8% (criadero y criollo); y por último con referencia a la proporción de hueso se tiene para cerdo de criadero 13,7% y para cerdo criollo 12,3%; estos valores fueron determinados en la fase experimental al momento de seleccionar y pesar por separado carne magra, carne de segunda, grasa y hueso. ANÁLISIS SENSORIAL Luego de haber determinado dos combinaciones experimentales como posible mejor tratamiento, en base a las respuestas experimentales, se recurre al análisis sensorial, considerando dos grupos de atributos, el primero en relación a la calidad y aceptabilidad del producto y el segundo asociado con atributos de su textura. PRUEBA DE CALIDAD Y ACEPTABILIDAD Apariencia Los valores que los catadores asignaron al atributo "apariencia" de jamón de pierna, fluctúan entre 2,5 y 4,0 para jamón de cerdo criollo y de 1,0 a 4,0 en el caso de jamón de cerdo de criadero. El análisis de varianza de doble entrada para este atributo sensorial, en la que se establece que sí existe diferencia estadística entre tratamientos para un nivel de confianza de 95%.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Luego de aplicar la prueba de diferenciación estadística se establece que el promedio más alto es de 3,26 que corresponde a aObOd (carne de cerdo de criollo, CM80 en una concentración de 0,50%). Esta calificación en la Escala Hedónica (Anexo C3) aplicada es equivalente a "aceptable"; por otro lado, nótese que el segundo tratamiento analizado sensorialmente, a l b O d (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%), alcanza un promedio de 2,53 es decir entre "heterogéneo" y "aceptable". Color En el caso del atributo color en referencia a los jamones de pierna a partir de cerdo criollo, los valores oscilan entre 1,5 y 4,5 lo que muestra una dispersión considerable de estas asignaciones. En cuanto al color del jamón de cerdo de criadero, los valores están entre 2,0 y 4,0, es decir más concentrados que en el caso anterior. El análisis de varianza, para el atributo en estudio, demuestra que no existe diferencia estadística entre los tratamientos a un nivel de de 0,05. Los promedios son de 3,10 y 3,16 para aObOd y a l b O d (criollo y criadero), respectivamente, valores que en la escala hedónica corresponden a color "aceptable". Olor El rango de fluctuación va de 2,0 a 4,5 y de 1,5 a 4,5 para cada caso mencionado. La dispersión de los valores para uno y otro tratamiento, es similar. El análisis de varianza establece que no existe diferencia estadística entre los tratamientos analizados. Los promedios calculados son de 3,3 para aObOd y 3,0 a l b O d , valores que en la escala hedónica aplicada corresponde a un olor "aceptable". Sabor Los datos fluctúan entre 1,0 y 4,5 para el jamón elaborado a partir de carne de cerdo criollo; y entre 2,0 y 4,5 para el jamón a partir de carne de cerdo de criadero. El análisis de varianza para el atributo "sabor" establece que no existe significancia estadística a un nivel de confianza del 95%. Los promedios generales son de 3,5 para aObOd y de 3,4 para a l b O d , valores que en la escala hedónica aplicada para el análisis sensorial de jamón de pierna, se ubican entre "no agrada ni desagrada" y "agradable". Aceptabilidad El atributo aceptabilidad evaluado por los catadores mediante escala hedónica presenta valores que oscilan entre 1,5 y 3,5 tanto para el jamón de carne de cerdo criollo como para el jamón de carne de cerdo de criadero, lo que quiere decir que la dispersión de los datos es la misma para los dos tratamientos. El análisis de varianza para el atributo "aceptabilidad" en el que se establece la existencia de diferencia estadística, es decir, se acepta la hipótesis nula de diferencia entre tratamientos, a un nivel de 0,05. La respectiva prueba de diferenciación ubica por rangos al promedio más alto que es de 2,73 del tratamiento a l b O d (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%), esta valor se interpreta como cercano a "no gusta ni disgusta" según la escala hedónica aplicada. PRUEBA DE TEXTURA Firmeza ¿Para el caso del atributo "firmeza", los valores para el tratamiento aObOd (carne de cerdo criollo, CM80 en § / wa concentración de 0,50%), fluctúan entre 1,5 y 4,0; mientras que para a l b O d (carne de cerdo de * -/•criadera; CM80 en una concentración de 0,50%), se encuentran entre 2,0 y 4,5.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15-2006 Jugosidad Los datos éstos fluctúan entre 2,5 y 3,5 para el primer caso y entre 1,5 y 3,5 para el segundo. El análisis de varianza determina diferencia estadística entre tratamientos aceptándose la hipótesis estadística nula a un nivel de confianza del 95%. La prueba de diferenciación aplicada para el atributo "jugosidad" determina que el valor promedio más alto es de 2,85 para el tratamiento aObOcí, que corresponde "jugosa". Nótese que en el caso de tratamiento albOd el valor promedio es de 2,46 ubicando a la jugosidad entre "seca" y "jugosa". Gomosidad Los datos obtenidos para el atributo de textura, "gomosidad", valores que fluctúan entre 2,5 y 4,0 para jamón de cerdo criollo, y entre 2,5 y 4,5 para el jamón de cerdo de criadero. El análisis de varianza con respecto al atributo en estudio determina que si existe diferencia estadística significativa entre los tratamientos, según la apreciación de los catadores que participaron en la prueba. El valor promedio más alto es 3,45 que corresponde a la combinación experimental albOd (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%), en la escala hedónica aplicada este promedio corresponde a "normal". Puede observarse que en el caso de aObOcí (carne de cerdo criollo, CM80 en una concentración de 0,50%), el promedio es de 3,11, lo que le ubica en el mismo nivel de la escala hedónica aunque estadísticamente son diferentes. DETERMINACIÓN DEL MEJOR TRATAMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN Si se realiza una revisión a los resultados obtenidos en el análisis sensorial puede notarse claramente que no todos los atributos del grupo de calidad y aceptación, son significativos; en cambio en el análisis de textura, los tres atributos presentan significancia estadística, lo que puede interpretarse como que la procedencia de la carne influye precisamente en la textura del jamón de pierna. En base a este criterio se llega a establecer que las características organolépticas de ambos productos son similares, pero que el tratamiento albOd (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%), presenta mejores características de firmeza, jugosidad y gomosidad, es decir de textura. PRUEBA DE PREFERENCIA Con el fin de realizar un estudio completo del producto obtenido en esta investigación, se somete al mejor tratamiento, albOd (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%), a una prueba de preferencia triangular, que no es más que comparar el jamón con otros dos existentes del mercado. La tabla de varianza para este atributo, en la que se establece que no existe diferencia estadística significativa en un nivel de confianza del 95%, es decir se acepta la hipótesis nula de igualdad de tratamientos. En general los promedios fluctúan entre 1,7 y 2,3, alcanzando el valor más alto los datos obtenidos en la combinación experimental; las tres muestras tienen un grado de preferencia "2", respuesta que resulta muy alentadora pues a criterio de los catadores, el tratamiento albOd (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%), fácilmente es confundido con marcas reconocidas en el mercado local.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 CONCLUSIONES - El uso de carrageninas en la elaboración de jamón de pierna incide positivamente en las características de penetrometría y retención de agua del producto, como puede observarse si se compara los promedios establecidos para los tratamientos "blancos o testigos" que son menores incluso que el más bajo de las combinaciones experimentales. - Los resultados obtenidos para las respuestas experimentales determinan que las características de penetrometría y retención de agua se mejoran considerablemente con el uso de carragenina CM 80 en una concentración de 0,50%, según lo cual el mejor tratamiento es albOd (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%). - Las pruebas experimentales indican que no es necesario utilizar concentraciones de carragenina mayores al 0.5% para mejorar la textura o aumentar la capacidad de retención de agua de la carne ya que no existe diferencias significativas en los valores obtenidos a concentraciones mayores, siendo, en el caso de incrementar concentraciones de carragenina, un costo innecesario que encarecería el producto. - A pesar de que la procedencia de la carne no muestra diferencia significativa, es importante tener presente que cuando se realiza la selección de la carne se obtiene un 12% de rendimiento más al trabajar con cerdo de criadero que con carne magra de cerdo criollo, debido a que ésta presenta un menor contenido graso y de tejido conjuntivo, es decir el rendimiento en el proceso es mayor con carne procedente de cerdo de criadero. - El análisis sensorial, realizado en tres etapas con respecto a los dos mejores tratamientos, determina que los catadores solo diferencian a las combinaciones experimentales con respecto a los atributos apariencia y aceptabilidad, mostrando mejores niveles de aceptación para el caso de a l b O d (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%); en el caso del análisis sensorial de la textura, todos los atributos presentan significancia estadística presentando mejores características de firmeza, jugosidad y gomosidad el tratamiento a l b O d (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%), por último ei análisis de preferencia que es de tipo triangular en donde se compara el mejor tratamiento con dos jamones del mercado, los catadores no manifiestan una preferencia por ningún producto ubicando a todas las muestras en el nivel "2", lo que resulta beneficioso para la investigación pues con esto se demuestra que el jamón de pierna elaborado con carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,5%, tiene característica sensoriales similares que otros jamones del mercado. - Según las respuestas experimentales (penetrometría y capacidad de retención de agua) la procedencia de la carne aparece como un factor sin incidencia, pero de acuerdo a la evaluación sensorial se convierte en determinante, debido a que los catadores determinaron notables diferencias en los jamones elaborados a partir de los dos tipos de carne, en cuanto a caracteres organolépticos y análisis de textura. - Mediante el análisis económico se establece un punto de equilibro de 47.58% lo que califica a la producción de jamón de pierna en la combinación experimental a l b O d (carne de cerdo de criadero, CM80 en una concentración de 0,50%) como una posibilidad interesante de inversión. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Association of Oficial Analytical Chemist. (AOAC). 1975 Official Methods of Analysis of the Asdsociation of official Analytical Chemist. Washington D.C. 15th ed. 2. CollinD (1977), La Carne y el Frío. pp. 5-7 Madrid, España. 3. Corporación Financiera Nacional. 1994. Manual de Evaluación Ambiental para Proyectos de Inversión. Quito. 4. Escuela Politécnica del Chimborazo ESPOCH. 1992. Seminario Internacional: Tecnología de Carnes. Riobamba, Ecuador. 5. Enjerun, E., Cano, G., Garza, R., Vogel, E. 1997. Ciencia Ambiental y Desarrollo Sostenible. Thompson Editores. México

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 6. Eskin N, Herderson H and Townsend R. 1971. Biochemistry of Foods, pp: 18-20, 24-25. New York: Academic Press. 7. Forrest J y otros.1979. Propiedades de Carne Fresca y Fundamentos de Ciencia de la Carne. Pp 150-249. Zaragoza - España : Acribia S.A. 8. Gartz E. 1987. Las Carnes y su Procesamiento. Medellín, Colombia. 9. Gehrke W y Camou J. 1994. Empacado de Carnes y Productos Cárnicos. En: Carnetec. 5:32-34. 10. Girard J. 1991. Tecnología de la Carne y los Productos Cárnicos. Zaragoza, España: Acribia. 11. Girard J. 1991. Tecnología de la Carne y los Productos Cárnicos, pp: 102-102, 112-116, 242-243, 263267, 289 Zaragoza, España: Acribia. 12. Guerrero L. Isabel, Arteaga Mario Ricardo. 1990 Tecnología de Carnes: Elaboración y Preservación de Productos Cárnicos. Pp 25 - 28. México. Editorial Trillas. 13. Hamm, R. 1975. On the rheology of minced meat. In: Journal-of-Texture-Studíes. 6:281-296. 14. INEN. Normas Técnicas del Jamón: 02.03-..., 02.03-301; 02.03-302; 02.03-304; 02.03-305; 02.03-306; 02.03-307, 02.03-308; 02.03-309; 02.03-3010; 02.03-3014; 02.03-3018. 15. Instituto Nacional Ecuatoriano de Normalización (INEN). Norma INEN AL 03.02-404." Carne y Productos Cárnicos. Jamón. Requisitos" (1978). 16. James, A. yübbry, D. 1975. Higiene de la Carne. Ediciones Lea. Febiger. 17. Lawri, E. 1974. Ciencia de la Carne. 2 a . Ed. Editorial Acribia, Zaragoza-España. 18. Little, Thomas y Hills, F. Jacjson. 1991. Métodos Estadísticos para la Investigación en Agricultura. 19. Price, J.F. 1976. Ciencia de la Carne y Productos Cárnicos. Acribia, Zaragoza, España. 20. Saltos H. 1993. Diseño Experimental. Ambato - Ecuador 21. Trillas. 1992. Elaboración de Productos Cárnicos. Impreso en México. 22. Ureña M y colaboradores. 1999. Evaluación Sensorial de los Alimentos (Aplicación Didáctica). Lima Perú. Universidad Agraria La Molina. 23. Watts B y colaboradores. 1989. Métodos Sensoriales básicos para la evaluación de alimentos. Ontario Canadá: International Development Research Center. 24. Yánez, M. 2002. Estudio de la sinéresis en salchicha Frankfurt. Tesis de Grado. Universidad Técnica de Ambato - Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. 25. www. gelymar.com 26. http:/www.arysa.com. ar/carragenina.htm 27. http:/www.mondohelado.com/materiasprimas/estabilizantes-carrageninas.htm 28. http:/www.profeco.gob.mx/html/revista%5Cpdf%5Cjamones.pdf

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 6. Eskin N, Herderson H and Townsend R. 1971. Bíochemistry of Foods, pp: 18-20, 24-25. New York: Academic Press. 7. Forrest J y otros. 1979. Propiedades de Carne Fresca y Fundamentos de Ciencia de la Carne. Pp 150-249. Zaragoza - España : Acribía S.A. 8. Gartz E. 1987. Las Carnes y su Procesamiento. Medellín, Colombia. 9. Gehrke W y Camou J. 1994. Empacado de Carnes y Productos Cárnicos. En: Carnetec. 5:32 -34. 10. Girard J. 1991. Tecnología de la Carne y los Productos Cárnicos. Zaragoza, España: Acribia. 11. Girard J. 1991. Tecnología de la Carne y los Productos Cárnicos, pp: 102-102, 112-116, 242-243, 263267, 289 Zaragoza, España: Acribia. 12. Guerrero L. Isabel, Arteaga Mario Ricardo. 1990 Tecnología de Carnes: Elaboración y Preservación de Productos Cárnicos. Pp 25 - 28. México. Editorial Trillas. 13. Hamm, R. 1975. On the rheology of minced meat. In: Journal-of-Texture-Studies. 6:281-296. 14. INEN. Normas Técnicas del Jamón: 02.03-..., 02.03-301; 02.03-302; 02.03-304; 02.03-305; 02.03-306; 02.03-307, 02.03-308; 02.03-309; 02.03-3010; 02.03-3014; 02.03-3018. 15. Instituto Nacional Ecuatoriano de Normalización (INEN). Norma INEN AL 03.02-404." Carne y Productos Cárnicos. Jamón. Requisitos" (1978). 16. James, A. y Libbry, D. 1975. Higiene de la Carne. Ediciones Lea. Febiger. 17. Lawri, E. 1974. Ciencia de la Carne. 2 a . Ed. Editorial Acribia, Zaragoza-España. 18. Little, Thomas y Hills, F. Jacjson. 1991. Métodos Estadísticos para la Investigación en Agricultura. 19. Price, J.F. 1976. Ciencia de la Carne y Productos Cárnicos. Acribia, Zaragoza, España. 20. Saltos H. 1993. Diseño Experimental. Ambato - Ecuador 21. Trillas. 1992. Elaboración de Productos Cárnicos. Impreso en México. 22. Ureña M y colaboradores. 1999. Evaluación Sensorial de los Alimentos (Aplicación Didáctica). Lima Perú. Universidad Agraria La Molina. 23. Watts B y colaboradores. 1989. Métodos Sensoriales básicos para la evaluación de alimentos. Ontario Canadá: International Development Research Center. 24. Yánez, M. 2002. Estudio de la sinéresis en salchicha Frankfurt. Tesis de Grado. Universidad Técnica de Ambato - Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. 25. www. gelymar.com 26. http:/www.arysa.com. ar/carragenina.htm 27. http.7www.mondohelado.com/materiasprimas/estabilizantes-carrageninas.htm 28. http:/www.profeco.gob.mx/html/revista%5Cpdf%5Cjamones.pdf Tabla 1. Datos obtenidos para penetrometría (Ib*) en jamones de pierna elaborados con el uso de carragenina

Í/760

Tratamiento aObOcO aObOcl J a0b0c2 aObicO aOblcl a0b1c2

Descripción Criollo / CM 80 / 0,25% Criollo / CM 80 / 0,50% Criollo / C M 8 0 / 0 , 7 5 % Criollo / OBSIGEL 4010 / 0,25% Criollo / OBSIGEL 4010 / 0,50% Criollo / OBSIGEL 4010 / 0,75% Blanco Criollo

Rl 2,20 3,25 3,00 1,95 2,70 2,55 1,65

R2 2,25 3,20 2,85 2,10 2,60 2,65 1,80

Promedio

albOcO albOcl alb0c2 alblcO alblcl alblc2

Criaedero / CM 80 / 0,25% Criadero / CM 80 / 0,50% Criadero / CM 80 / 0,75% Criadero / OBSIGEL 4010 / 0,25% Criadero / OBSIGEL 4010 / 0,50% Criadero / OBSIGEL 4010 / 0,75% Blanco Criadero

2,35 3,45 3,05 2,15 2,65 2,80 1,53

2,20 3,30 3,05 2,35 2,78 2,30 1,80

2,28 3,38 3,05 2,25 2,71 2,55 1,66

2,23 3,23 2,93 2,03 2,65 2,60 1,73

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Gráfico 1. Representación de Datos de Penetrometría 4,00

4 5 Tratamientos

Criollo

Criadero

Tabla 2. Datos obtenidos para retención de agua en jamones de pierna elaborados con el uso de carragenina Tratamiento aObOcO aObOcl a0b0c2 aOblcO aOblcl a0blc2

Descripción Criollo / CM 80 / 0,25% Criollo / CM 80 / 0,50% Criollo / C M 80/0,75% Criollo / OBSIGEL 4010/ 0,25% Criollo / OBSIGEL 4010 / 0,50% Criollo / OBSIGEL 4010 / 0,75% Blanco Criollo

Rl 22,0 28,0 30,0 22,0 30,0 24,0 14,0

R2 26,0 30,0 24,0 20,0 26,0 26,0 10,0

Promedio 24,00 29,00 27,00 21,00 28,00 25,00 12,00

albOcO albOcl alb0c2 alblcO alblcl alblc2

Criaedero / CM 80 / 0,25% Criadero / CM 80 / 0,50% Criadero / C M 80/0,75% Criadero / OBSIGEL 4010 / 0,25% Criadero / OBSIGEL 4010 / 0,50% Criadero / OBSIGEL 4010 / 0,75% Blanco Criadero

24,0 40,0 28,0 24,0 24,0 24,0 16,0

28,0 28,0 38,0 20,0 28,0 24,0 12,0

26,00 34,00 33,00 22,00 26,00 24,00 14,00

Gráfico 2. Representación de Datos de Retención de Agua 40,00 35,00 :ete nción de agí

30,00 25,00 20,00 15,0010,00-

LE.

5,000,00 -

JL 1

I Illll

1 2

mm i M B i ^ f l i ^M . mm 3

Tratamientos Criollo

Criadero

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

INVESTIGACIÓN

"DESARROLLO DE UNA BEBIDA ISOTÓNICA A PARTIR DE JUGO DE CAÑA DE AZÚCAR (Saccharum officinarum)" César Guilcacundo*

Ornar Ramírez*

César Germán** RESUMEN

La presente investigación se realizó con el propósito de desarrollar una bebida isotónica en base al jugo de caña manteniendo sus características físico-químicas y organolépticas principalmente de color y sabor. Se planteó la aplicación de un diseño experimental de tipo factorial AxBxC, donde los factores y niveles experimentales fueron: A: pH (5.5, 6.0 y 6.5); B: Preservantes químicos (0,2% Benzoato de sodio y 0,1% Sorbato de Potasio); C: Saborizante: ácido cítrico (0.2, 0.3 y 0.4 %). Las respuestas experimentales fueron : Controles sensoriales (color, aroma, sabor, cuerpo), de acuerdo a las Normas INEN para alimentos ecuatorianos. Mediante la determinación de los controles sensoriales se pudo establecer el mejor tratamiento que es: a 1 b 2 d (pH 5.5, 0,2% Sorbato de Potasio, 0.2 % ácido cítrico). A este tratamiento se le sometió a almacenamiento en condiciones ambientales con una temperatura de 20 °C y de refrigeración (7 °C), y se controló grados Brix, pH, acidez, densidad, y se realizaron análisis sensoriales. El análisis económico del proceso permitió establecer un punto dé equilibrio de 85.0% lo que indica que a partir de este porcentaje se comienzan a tener réditos económicos, incluido el tratamiento para evitar el pardeamiento enzimático del producto. El precio del litro de jugo natural es de $0,80 y del producto tratado para la bebida isotónica es de $0.60, con la ventaja adicional de que se puede almacenar manteniendo sus características de color y sabor durante quince días en refrigeración, tiempo determinado mediante evaluaciones sensoriales periódicas. Si la producción fuera a escala industrial, con toda seguridad se mejorarían los indicadores económicos del proyecto y además se apoyaría a un sector importante de la población informal del sector de Baños y las provincias orientales del Ecuador. INTRODUCCIÓN La caña de azúcar es el cultivo con más estudios e investigaciones que cualquier otro de tipo comercial y no cabe duda que estos esfuerzos han influido en la obtención de grandes dividendos en la industria del azúcar tanto en la introducción de diferentes variedades como el mejoramiento de los métodos de cultivo. El tallo de la caña de azúcar almacena las sustancias de reserva en forma de carbohidratos, tales como, glucosa, fructosa y sacarosa, este último es el producto orgánico que fundamenta su valor económico (Gonzalos, J.K., 1977). La dieta consumida por un deportista debe ser balanceada, de modo que el organismo pueda ejercer sus funciones en forma óptima y reaccionar adecuadamente frente a factores nutricionales que pudieran traer como consecuencia una disminución del rendimiento físico. Se ha calculado que el 25% de la energía utilizada por los músculos se transforma en calor. Cuando la temperatura muscular aumenta en exceso, el organismo utiliza como sistema de regulación térmica la transpiración. Cuanto más intenso sea el esfuerzo físico, mayor será ésta, fenómeno que es prácticamente inmediato; no median más de 3 segundos entre el inicio del esfuerzo y la aparición de la transpiración (Lemme Gabriel 1996).

* Egresado de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. **Docente de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 La cantidad de líquido que se evapora es directamente proporcional al calor, humedad e intensidad del esfuerzo, lo que trae como consecuencia un riesgo potencial de deshidratación. En condiciones normales, el hombre necesita alrededor de 3 litros diarios de agua para mantener su equilibrio hídrico. En caso de un esfuerzo físico importante las necesidades de agua aumentan hasta más de 2 litros por hora. La transpiración va siempre acompañada de una pérdida de electrolitos, en especial sodio, calcio, cloruro, potasio y magnesio, lo que implica que una actividad intensa aumente la demanda de estos minerales debiendo reponerse en forma rápida (Nicholas y cois. 1997).

La reposición de la transpiración por agua pura no es una solución eficaz, ya que el organismo es incapaz de utilizarla debidamente y se elimina rápidamente arrastrando nuevas pérdidas de electrolitos, llegando a producir diferentes trastornos como por ejemplo calambres musculares. Se ha comprobado también, que los requerimientos vitamínicos aumentan durante la realización del ejercicio prolongado, lo que implica una reposición de las vitaminas eliminadas en la transpiración, para mantener la capacidad física (Noseet al, 1988). OBJETIVOS Objetivo general Desarrollar una bebida isotónica a partir de jugo de caña de azúcar. (Saccharum officinarum). Objetivos específicos - Cuantificar los ingredientes para la bebida isotónica. - Comparar diferentes niveles de preservante, saborizante y pH en el producto final. - Relacionar las variables en la evaluación sensorial. - Estimar la vida útil en anaquel, en el mejor tratamiento. - Realizar el estudio económico del producto en el mejor tratamiento. MATERIALES Y MÉTODOS Materia Prima Para el presente estudio se trabajó con jugo de caña de azúcar "Saccharum officinarum" proveniente del Puyo ubicado en la provincia de Pastaza, finca ERIKA kilómetro 7,5 vía Curaray. Equipos Trapiche, refrigerador Westinghouse, cocineta eléctrica Olympic, pH metro Fisher 800, pH metro digital meter 2001, brixometro, cepillo, machete, lienzo. Materiales Recipientes de plástico y acero inoxidable, prensa filtro, 3 cuchillos Tramontina, termómetro de mercurio de -10 a 150 °C, vasos de precipitación Pyrex de 250 y 500 mi., balones aforados Pyrex de 100 y 250 mi., pipetas volumétricas de 1 y 10 mi., varillas de agitación, tubos de ensayo Pirex, gradilla, matraz Erlenmeyer Pyrex de 250, 500 y 1000 mi., embudo de filtración, cajas Petri, bureta, probeta de 10 y 100 mi., pinzas para soporte universal, soporte universal, espátula, malla de amiento, mechero Bunssen, papel aluminio, envases plásticos de 250 mi. Reactivos Agua Destilada (como diluyente), solución de Guayacol al 0,5%, alcohol etílico, solución de hidróxido de sodio 0.1 N, ácido cítrico, agar patata dextrosa (PDA), peptona, fenolftaleína, marcador, detergente, jabón de olor.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 METODOLOGÍA La Bebida Isotónica En el primer paso obtención del jugo , medimos el volumen necesario para el desarrollo de la bebida isotónica , luego se realiza una filtración previa con un lienzo para sacar las impurezas mayores del jugo, Se realiza otra filtración con el filtro prensa para sacar las impurezas menores y nos quede el totalmente el jugo puro, a continuación se realiza la dilución del jugo para controlar el pH 5.5, 6.0 y 6.5, es decir controlamos el pH con eritorbato de sodio, hasta obtener el pH para las diferentes pruebas a realizar según consta en el diseño experimental del plan de tesis. Conjuntamente mezclamos lo obtenido en los pasos arriba mencionados, con la ayuda de un agitador. Este jugo natural con un pH de 5.1 0.1 y que fue calibrado con eritorbato de sodio en un pH metro digital a pH 5.5, 6.0 y 6.5 con un tratamiento térmico a 70° C por un tiempo de 4 minutos, para evitar que se evapore completamente el jugo lo que vendría a ser la pasteurización. Al final se analizó si el jugo está en buenas condiciones para el consumo humano y si esta en condiciones para la formulación de la bebida isotónica. Una vez obtenido el jugo se procede a la adición de la pre mezcla de minerales que consta de: 15 gr de citrato de sodio, 15 gr de citrato de potasio, cloruro de sodio y potasio 10 gr de cada uno, 10 gr de fosfato de calcio y por ultimo 10 gr de Cloruro de Magnesio, todos estos minerales se añadió a los 70 °C, esto para que al momento de que tenga un hervor muy leve no se evapore por completo con el jugo y quede en la formulación misma de la bebida isotónica. Posteriormente se lleva la bebida isotónica a una temperatura de 50 °C para poder envasarla acorde pide las normas. Con una agitación rápida y fuerte se procede a la homogenización para que al momento de envasar la bebida isotónica no quede residuos que podrían complicar el tiempo de almacenamiento y vida útil. A esta bebida se procede a envasarla en condiciones higiénicas en envases de plástico (250 mí), previamente esterilizados , se la sella herméticamente y bajo condiciones de asepsia óptimos. Las bebidas isotónicas obtenidas se almacenó en una refrigeradora por un tiempo de 28 días a una temperatura de 7 °C. También se almacenará a temperatura ambiente (20 - 25 °C) para realizar los controles de vida útil del producto, por el tiempo de un mes en períodos de siete días. ANÁLISIS DE LA MATERIA PRIMA Y 28 DÍAS DE ALMACENAMIENTO DEL PRODUCTO Materia prima : Jugo de Caña de Azúcar - Determinación de acidez total según la norma INEN 1634. - Determinación de grados brix siguiendo la norma INEN 0273. - Determinación de pH, método de la AOAC 11.036. DISEÑO EXPERIMENTAL FACTORES NIVELES A. pH a1 = 5.5 a2 = 6.0 a3 = 6.5 B. Preservantes químicos b1 = Benzoato de sodio 0.2 % b2 = Sorbato de potasio 0.1 % C. Saborizante: ácido cítrico d = 0.2 % c2 = 0.3 %

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 MÉTODOS DE ANÁLISIS EN EL MEJOR TRATAMIENTO En el producto terminado (bebida isotónica) se realizaron los siguientes análisis: - Densidad, mediante método físico, según Norma INEN 391. - Acidez por titulación, según Norma INEN 381 - Grados Brix, con el empleo de un refractómetro manual, según Norma INEN 380. - pH, mediante el uso del pH-metro, según Norma INEN 388. - Contaje de mohos y levaduras, según Norma INEN 386. - Evaluación sensorial, con la aplicación de una Prueba Sensorial de Calidad y Aceptación, compuesta por escalas hedónicas para calificar los atributos evaluados en la experiencia, según lo indicado por Watts y col. (1989). DISCUSIÓN Y RESULTADOS PARÁMETROS DE CONTROL Porcentaje de Sólidos Solubles (°Brix) Por la naturaleza química de la materia prima, los datos obtenidos al tiempo "0" puede considerarse alto y varían entre 17,00 y 17,90 °Brix; mientras al día "28" se registran valores en un rango de 18,05 y 19,50 °Brix, esta diferencia representa un incremento de aproximadamente 8% con respecto a la lectura inicial de las diferentes combinaciones experimentales. El incremento de sólidos solubles no muestran una tendencia lineal sino más bien cuadrática en donde las ecuaciones de tendencia siempre son de segundo grado propias de fenómenos de incrementos por fases, una que representa un cambio brusco en la lectura de °Brix al inicio del proceso y otra que muestra un incremento más lento con tendencia a convertirse en constante. Al parecer, la presencia de los minerales en la bebida, desencadena una hidrólisis de sus componentes durante el tiempo de almacenamiento, lo que se refleja en la subida de sólidos solubles. Es posible suponer que existe un residuo de actividad enzimática de la caña de azúcar en el producto elaborado o que los ácidos orgánicos, actúen sobre la sacarosa, fructosa y glucosa (dextrosa), para producir la hidrólisis en sus monosacáridos correspondientes. pH El comportamiento descrito se repite para cada grupo de seis combinaciones experimentales, pues el pH es un factor de estudio y por tanto una variable independiente controlada en la investigación, además los rangos para esta variable se encuentran cercanos a los valores del potencial de hidrógeno de la fruta que es alrededor de 5,0. Se asume que las condiciones de almacenamiento y los componentes añadidos en el proceso de elaboración de la bebida isotónica, mantienen constante el pH durante el almacenamiento del producto. Densidad Los valores iniciales para esta variable se encuentran en un rango comprendido entre 1067,89 y 1071,64 Kg/m3 y pasan a valores entre 1072,26 y 1077,89 Kg/m3. Nótese que el incremento registrado en la densidad de la bebida tiene un comportamiento directo al incremento generado en los sólido solubles, en este caso puede advertirse una fase inicial en donde la variación es poca y luego otra fase de incremento en donde los valores se modifican notablemente. La subida en los valores de densidad también se ajustan a una ecuación de segundo orden, según se muestra en los Gráficos , con un coeficiente de correlación superior a 0,95 en todas las combinaciones experimentales.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Acidez En todos los tratamientos los datos finales son mayores que los iniciales, pasando de un rango comprendido entre 0,010 y 0,046 % de ac. aconítico hasta valores que oscilan de 0,045 a 0,961 % de ac. aconítico. Las representaciones de los valores para acidez se encuentran en los Gráficos donde puede apreciarse que las curvas tienen una tendencia creciente de segundo grado. RESPUESTAS EXPERIMENTALES Las respuestas experimentales para el caso de la presente investigación son principalmente de tipo sensorial, sin embargo con el fin de analizar ciertos comportamientos de algunos de los parámetros de control ya discutidos, se somete a un estudio estadístico a la densidad, al contenido de sólidos solubles y a la acidez, con el fin de poder determinar la significancia de los factores de estudio sobre estas variables. Se busca además, establecer comparaciones entre los datos obtenidos al inicio y al final del período de almacenamiento (28 días), por lo que el análisis estadístico se aplica a cada respuesta tanto al tiempo 0 como a los 28 días. Densidad Densidad al tiempo 0 El análisis de varianza para la densidad al tiempo "0", muestra que existe significancia estadística con respecto a los factores individuales a (pH), b (preservante y c (% ácido cítrico) y también para la interacción doble ab (pH-preservante), a un nivel de confianza del 95% (Tabla 58). Las correspondientes pruebas de diferenciación determinan que con respecto al factor a (pH), el mayor valor promedio para la densidad al tiempo "0" es de 1070,114 kg/m3 que se presenta en el nivel a1, es decir un pH de 5,5. En referencia al factor b (preservante) se establece que el mayor valor promedio para la variable en estudio es de 1069,164 kg/m3 obtenido en el caso del uso de benzoato (b1). Por otro lado en el caso del factor ácido cítrico (c), el valor de densidad al tiempo "0" más alto es de 1069,245 kg/m3, mismo que se presenta en el nivel c3 que corresponde a una concentración de 0,4% del químico. De acuerdo con lo descrito, el promedio más alto para densidad al tiempo "0" se obtendrá con la combinación experimental a1b1c3 (pH 5,5 - benzoato - 0,4% ácido cítrico). Densidad al final del proceso (28 días) Al aplicar las pruebas de diferenciación puede establecerse que el valor promedio más alto de densidad a los 28 días de experimentación con respecto al factor a es de 1077,967 kg/m3 presentado en el nivel a 1 , y para el caso del factor b el promedio más alto es de 1075,724 kg/m3 correspondiente al nivel b1. Al no determinarse diferencia estadística con respecto al factor c es posible considerar cualquier nivel de concentración de ácido cítrico por no tener influencia sobre la variable en estudio. En resumen, para lograr los valores más altos para la densidad a los 28 días de experimentación se cuenta con las siguientes posibles combinaciones experimentales: - a1b1d (pH 5,5 - 0.2% benzoato - 0,2% ácido cítrico) - a1b1c2 (pH 5,5 - 0.2% benzoato - 0,3% ácido cítrico). - a1b1c3 (pH 5,5 - 0.2% benzoato - 0,4% ácido cítrico). Análisis comparativo para densidad Nótese que al inicio y al final de la investigación, se obtienen valores más altos de densidad altrabajar en los mismos niveles con respecto a a (pH) y b (conservante químico), pero en el caso del factor c (saborizante), los niveles en los que se obtienen los valores más altos de densidad, son diferentes. / ^a densidad es una variable que guarda concordancia a través del tiempo de almacenamiento, así, los _/ tratamientos con mayor densidad en el día "0", presentarán también valores altos para esta respuesta el día ^-mostrándose sí, un incremento entre los datos iniciales y los finales.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15-2006 Contenido de sólidos solubles (°Brix) Contenido de sólidos solubles (°Brix) al tiempo 0 Las pruebas de diferenciación aplicadas para el presente caso determinan que al inicio del proceso, el valor promedio más alto con referencia al pH (factor a) es de 17,53°Brix obtenido en el nivel a1 (pH de 5,5); en relación al factor b es de 17,30°Brix cuando se trabaja con sorbato (b2); y de 17,32°Brix obtenido en el nivel c3 (0,4% de ácido cítrico). Contenido de sólidos solubles (°Brix) al final del proceso (día 28) En el caso del análisis de varianza para el contenido de sólidos solubles al final del proceso, establece que existe diferencia estadística significativa con respecto a los factores a y b (pH y preservante) y además para la interacción doble ab. (Tabla 61). Aplicada las correspondientes pruebas de diferenciación de Tukey y DMS según el caso, se establece que el contenido más alto de sólidos solubles al final del proceso se consigue en el nivel a1 (pH 5,5) con un valor de 19,41°Brix; y en cuanto al factor b el valor más alto es de 18,82°Brix obtenido en el nivel b2 es decir con el uso de sorbato. Análisis comparativo para Sólidos Solubles Al igual que en el caso de la densidad, los datos al inicio del almacenamiento, se presenta dentro de un rango inferior al que presenta luego de 28 de almacenamiento, que se asume puede generarse en función de una hidrólisis de los polisacáridos en azúcares simples lo que influirá directamente en un cambio en la densidad. Acidez Acidez al tiempo 0 La Tabla de análisis de varianza para la variable acidez al inicio de la experimentación de la bebida isotónica, determina que existe diferencia estadístico con respecto a los factores individuales pH y preservante (a y b) y también para las interacciones ab y ac, con lo que para estos casos se acepta la hipótesis alternativa de tratamientos diferentes, mientras que para el caso del factor c al no presentar significancia, se acepta la hipótesis nula de igualdad de tratamientos. Aplicadas las respectivas pruebas de diferenciación, DMS y Tukey según el caso, se establece que: - Con respecto al factor a, el valor más alto de acidez es 0,042% ácido aconítico obtenido en el nivel a1 es decir pH = 5,5. - En el caso del factor b el valor promedio más alto para la variable en estudio es 0,024% de ácido aconítico que corresponde a la bebida con sorbato. (b2). En cuanto al factor c al no ser incidente sobre la acidez al inicio de la experimentación, puede decidirse por cualquier alternativa. Acidez al final del proceso (día 28) A los 28 días de experimentación se realiza también un estudio estadístico con respecto a la acidez para poder determinar significancia al final del proceso de observación, este análisis se establece que existe significancia estadística con respecto al factor a (pH) y b (preservante) a un nivel de alpha de 0,05. Las pruebas de diferenciación aplicadas para este caso, muestran que el valor promedio más alto con respecto al factor a es de 0,091% ác. aconítico para cuando la bebida se elabora a partir de un pH de 5,5 (a1); en referencia al preservante, factor b, el valor promedio más alto es de 0,063% ác. aconítico en el nivel b2 (sorbato).

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Análisis comparativo para la Acidez En el caso de la acidez los valores finales son superiores a los determinados al inicio del tiempo de almacenamiento, lo que puede asumirse al efecto que se generaría por un residuo enzimático presente en la bebida isotónica. El contenido original de ácidos orgánicos en el producto se incrementa además con la presencia de ácido cítrico que es un factor de estudio durante la investigación. Determinación de las mejores combinaciones experimentales De acuerdo al análisis estadístico de las diferentes respuestas experimentales se establece como las mejores alternativas a los siguientes tratamientos: - a1 b2d (pH 5,5 - 0,1 % sorbato - 0,2% ácido cítrico) - a 1 b2c2 (pH 5,5 - 0,1 % sorbato - 0,3% ácido cítrico). Con un pH de 5,5 (a1) y el uso de 0,1% de sorbato (b2), el contenido de sólidos solubles es mayor que en otros casos, lo que contribuiría a obtener mejores características sensoriales en la bebida. Se considera dos niveles del factor c (d y c2) con el fin de poder caracterizar mejor el producto terminado, pues el factor c en casi ninguna respuesta es significativo y por tanto se puede optar por cualquier nivel de éste, sin embargo no se considera el nivel c3 pues representa un mayor costo en el proceso de elaboración de la bebida isotónica. Las combinaciones experimentales seleccionadas son sometidas a un análisis sensorial con la colaboración de 20 catadores semi-entrenados entre ellos deportistas de gimnasio. Análisis sensorial En las cataciones participaron 20 jueces semientrenados, 50% hombres y 50% mujeres, deportistas y no deportistas. Color Para el tratamiento a1b1c1, la totalidad de los catadores califican con valores entre 1 y 2 al color de la bebida isotónica; 11 de 20 jueces consideran que la bebida es "café claro" y 9 afirman que el color es "café ligero". En el caso de tratamiento a1b2c2, las evaluaciones van desde 1 hasta 5 en los siguientes porcentajes: para "café claro" el 20%; para "café ligero" el 25%, en el caso de "café con reflejo" el 30%; como "café oscuro", lo consideran el 15%; y por último para "café", existe el 10% de respuestas positivas. Para este caso es posible caracterizar el producto analizado en base a un promedio calculado de todas las asignaciones otorgadas por los catadores cuyos valores son: 2,45 y 2,83 para a1b2c1 (pH 5,5 - sorbato 0,2% ácido cítrico) y a1b2c2 (pH 5,5 - sorbato - 0,3% ácido cítrico), respectivamente; lo que en la escala hedónica aplicada se traduce como color "café ligero". Sabor En el atributo sabor, las asignaciones otorgadas por los catadores, van de 1 a 4 para los dos tratamientos es decir que el 35% de los jueces consideran a la bebida "desagradable", el 45% dice que "no le agrada el sabor" existiendo un 30% de evaluadores que consideran a la bebida en "normal" y "agradable", esto en el caso del tratamiento a1b1d. Para el tratamiento a1b1c2, el solamente 15% califican al sabor como "desagradable", el 45% lo considera "no agradable" y el 40% restante afirman que se trata de una bebida de sabor "normal" o "agradable". En afán de caracterizar al producto con respecto al sabor, se calcula un promedio general de los asignaciones de los catadores, mismo que alcanzan 3,40 para a1b2c1 (pH 5,5 - sorbato - 0,2% ácido cítrico) que en la escala correspondiente significa sabor "normal característico" y 3,70 para a1b2c2 (pH 5,5 - sorbato - 0,3% ácido cítrico) que se ubica entre "normal característico" y "agradable" según el método sensorial aplicado.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15-2006 Textura En la evaluación de la textura el porcentaje más representativo es 35% de jueces que consideran a la bebida como "normal característica" (nivel hedónico: 3), cuando evalúan al tratamiento a1b1cl; en el caso de las muestras de a1b1c2, existe un 35% de catadores que consideran a la bebida como "concentrada" asignándole un valor de 5. La prueba de diferenciación correspondiente determina que un valor más alto (3,4) de "textura" se obtiene en el tratamiento a1b2c2 (pH 5,5 - sorbato - 0,3% ácido cítrico), mismo que corresponde a "normal característica" Aceptabilidad En un análisis general de las cataciones, se deduce que el 25% de éstas, se ubican entre los niveles hedónicos "ni gusta ni disgusta" y "gusta poco", resultado que se debería a la falta de costumbre de consumir este tipo de productos. El análisis de varianza para el atributo "aceptabilidad" se determina que no existe diferencia estadística significativa para el atributo en estudio, por tanto es válido la caracterización de la bebida en función de los promedios que para a1b2d (pH 5,5 - 0.1% sorbato - 0,2% ácido cítrico) y a1b2c2 (pH 5,5 - 0.1% sorbato 0,3% ácido cítrico), son 3,8 y 3,9 respectivamente, valores que en la escala hedónica se ubica entre los niveles "ni gusta ni disgusta" y "gusta poco". DETERMINACIÓN DEL MEJOR TRATAMIENTO En función del análisis sensorial puede establecerse que las dos alternativas estudiadas tienen un mismo nivel de aceptación entre los catadores, pero por razones tecnológicas relacionadas con el costo del producto, es criterio de los autores de esta investigación, determinar como mejor tratamiento a la combinación experimental para a1b2c1 (pH 5,5 - 0,1% sorbato - 0,2% ácido cítrico). Caracterización del mejor tratamiento Con referencia a los análisis de composición de la bebida isotónica los resultados se registran en la Tabla 1, puede observarse que éstos no varían a través de tiempo en el caso de porcentaje de ceniza, hidratos de carbono, grasa y proteína. Los datos del análisis físico-químico se reportan en las Tablas N° 2 y 3 Nótese que las mediciones realizadas a los tiempos 0, 7 y 14 muestran variación por lo que es necesario un análisis más detallado. Tanto para el contenido de sólidos como para la densidad, las lecturas tomadas en refrigeración se incrementan; mientras que para el caso de aquellas que se tomaron al ambiente, se nota un disminución. El potencial de hidrógeno en refrigeración se presenta inalterable en cambio al ambiente va disminuyendo paulatinamente. Para el caso de la acidez tanto en refrigeración como al ambiente las lecturas van aumentando; pero el incremento es mayor cuando las mediciones se realizan a temperatura ambiente. En la Tabla 4 se encuentra los datos del análisis físico-químicos determinado para el jugo dé caña puro que sirven de referencia para comparar las características del producto obtenido. Se realizó un análisis microbiológico de la bebida, presentado en la Tabla 5, en el mismo puede apreciarse que los valores obtenidos están dentro de lo permitido por las normas sanitarias con lo que se garantiza un producto apto para el consumo humano.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONCLUSIONES - La investigación realizada demuestra que es factible elaborar un tipo de bebida isotónica a partir de jugo de caña de azúcar (Saccharum officinarum), de 19.5 °Brix, con la posibilidad de cubrir al menos el 30% de la IDR de los carbohidratos y que actúe como fuente de minerales que se pierden a través de la transpiración: sodio, potasio, calcio, magnesio y cloruro. - El principal constituyente en la composición de la bebida elaborada es el grupo de carbohidratos, que representan el 27.3% de los componentes presentes en el producto. - Según el análisis estadístico correspondiente se estableció como mejor combinación experimental a a1b2d (pH 5,5 - 0.1% sorbato de potasio - 0,2% ácido cítrico) por presentar mejores valores de acidez, densidad, sólidos solubles y pH. - En la determinación de vida útil, el factor limitante es la calidad sensorial, siendo el sabor el atributo que experimenta mayor deterioro, sin embargo en la investigación se pudo determinar una vida de anaquel de 28 días controlados (4-7 °C). - El producto desarrollado proporciona las concentraciones de minerales necesarias para caracterizarlo como bebida isotónica, recomendada para deportistas y otras actividades que se caracterizan por transpiración intensa. - El producto presentó una calidad microbiológica óptima de acuerdo al análisis realizado lo que garantiza una bebida sin riesgo para el consumidor. - El análisis económico permitió establecer que la producción de la bebida isotónica a partir de caña de azúcar es económicamente factible con un punto de equilibrio de 85,0%. RECOMENDACIONES - Se recomienda almacenar la bebida isotónica de jugo de caña de azúcar a temperatura de refrigeración (4 7 °C). De esta forma el producto mantiene su buena calidad tanto química, microbiológica como sensorial, por lo menos durante 28 días. - En la fabricación de este tipo de bebidas es recomendable el uso de antioxidantes como ácido ascórbico o ácido cítrico para evitar el empardamiento enzimático del producto final aunque su uso incrementa los costos de producción. - Esta investigación demuestra que con un tratamiento moderado de saborizante y preservante (pH 5.5, 0.1% sorbato de potasio, 0.2 % ácido cítrico) se disminuye la actividad microbiana sin afectar en lo mas mínimo las características organolépticas del producto al menos durante los primeros 7 días de almacenamiento, por lo que estos resultados se deberían difundir a nivel de productores de jugo de caña y bebidas isotónicas y demás artesanos que tienen vínculo con esta actividad comercial en el país. - En cuanto al análisis económico se muestra una gran rentabilidad en el proceso de producción y comercialización de bebidas isotónicas de jugo de caña de azúcar envasado en envases de plástico tipo doy pack de 250 mi, es decir es un proyecto muy factible para personas que buscan una rentabilidad con la producción de jugo de caña. - Los resultados de la evaluación sensorial muestran una parcial aceptación del producto, al parecer la bebida presenta un alto contenido de azúcares, por lo que resultaría interesante realizar un estudio para poder establecer una formulación más adecuada para la bebida. - Podría ser motivo de otras investigaciones, determinar si es o no adecuado el uso de benzoato en la elaboración de este tipo de productos.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15-2006 REFERENCIAS BIBLIOGRAFÍA 1. Akermark y col. 1996.Como mantener el estado de hidratación y la disponibilidad de glucosa. www.wayfitness.net 2. Alvarado, J. de Dios. "Principios do Ingeniería Aplicados a Alimentos" Editorial Radio Comunicaciones 1996 pp 376-396. 3. American Dietetic Association, Dietitians of Canadá, American College of Sports Medicine, 2000 4. Ayala Luisa 1998," Sistema de información de investigación". 5. Ball y col. 1995." Pruebas wingate en bebidas deportivas" 6. Bergeron,."EL cultivo de la caña de azúcar y su impacto ambiental" 1996 7. Betancourt Y lllegas.G."Cultivo da la Caña para panela "Secretaria de Agricultura y fomento, Medellín 1974. pp 38-43,120-127. 8. Birch and Parker,."La industria de la Caña de azúcar en América Latina". Applied Science Publishers LTD. London 1979.pp98-102 9. Braverman "Introducción a la Bioquímica de los alimentos " Ed. El manual moderno México D.F 198O.pp 46- 63, 283- 289 10. Casa et al., 2000."Diferencias entre bebida energética y bebida deportiva".www.senkirol.com 11. Davis, Ball y colab.."Introducción a la ingeniería de los Alimentos". Ed. Acribia. Zaragoza, España. 1995.pp6-19 12. Fennema, R. Owen, "introducción a la Ciencia de los Alimentos" Ed. Reverte S.A. Barcelona España 1982.pp379-381. 13. Fruton, Joseph S. "Bioquímica General" Barcelona España. Ediciones Omega 1961 pp. 374. 14. Geplacea (2002). www.sica.gov.ee 15. Giacchero, C. y Santana, R.1994. www.trainermde.com.ar 16. Gonzalos, J.K.," Fitotecnia de la Caña de azúcar". Pueblo y Educación 1977.pp 6-11,12-.15, 77. 17. Gurley y col.; 2000."Contenido de las bebidas hidratantes, isotónicas y energéticas".www.trainermde.com.ar 18. "Estudio de Impacto Ambiental", 2002, www.lauca.usach.cl 19. "Evaluación de Impacto Ambiental", 1994. www.ingenieroambiental.com 20. "Historia de la Caña de Azúcar",2002. www.procana.org 21. "Historia de la Caña de azúcar en ecuador"www.sica.gov.ee Tabla 1. Análisis de la composición de la Bebida isotónica Tiempo (días)

Cenizas %

hidratos de Carbono %

Grasa %

Proteina %

Agua %

O 7 14

0,67 O.67 O,67

27,3 27,3 27,3

O,l 0,1 0,1

0,23 0,23 0,23

71,7 71,7 71,7

Fuente : AUTORES Tabla 2. Análisis físico-químico del mejor tratamiento A1B2C1 Tiempo (días)

Refrig.

O 7 14

17,0 18,2 18,9

Brix Ambiente 17,0 16,5 16,0

Refrig.

pH Ambiente

5,5 5,5 5,5

5,5 4,8 4,6

Fuente : AUTORES Tabla 3. Análisis fisico-qufmico del mejor tratamiento A1B2C1

Tiempo (días) O 7 14

Densidad (Kg/m 3 ) Refrig. Ambiente 1071,643 1 072,894 1075,813

1071,643 1065,325 1 065,000

Acidez f g / l O O c c ) Refrig. Ambiente 0,03961 0,05545 0,05545

O,O396l 0,05602 0,06224

Fuente : AUTORES

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Tabla 4. Análisis físico-químico en el jugo de caña puro

Tabla 5. Contaje total microbiano en la Bebida Isotónica Tiempo de almacenamiento

Valor

Análisis

# Colonias

#miaoorganismos

(Días)

(ufc/ml)

Grados Brix

15,0

pH Densidad

5,2

3,00E+01

1067

215

2J5E+03

1.90E+01

Acidez

BRIX por el método Norma INEN 0273

Nota : Dilución empleada es de 10o

Fuente: AUTORES

DIAGRAMA DE FLUJO DE LA ELABORACIÓN DE LA BEBIDA ISOTÓNICA

1 1

Diagrama 2. Flujograma del proceso de elaboración de Bebida ¡sotónica de iuqo de caña (Saccharum offícinarum) | 82 It

Pesaje de la materia prima

[CONTROL. p H : 5,5 (Eritorbato de Sodio 2/

Dilución

84,4 It

Mezcla 1

<T,

Premezcla de Minerales : * Citrato de Sodio : 15 gr * Citrato de Potasio : 15 gr * Cloruro de Sodio : 10 gr * Cloruro de Potasio : 10 gr * Fosfato de calcio : 10 gr * Carbonato de Magnesio : 10 gr

Pasteurización

70 °C

i m

_ I

( 85,1 It

Enfriamiento

50 °C

Mezcla

Homogenización

85,1 J t J I

Envasado

50 °C

CONTROL pH: 5,5

[

Sellado

7°C

Almacenamiento í

85,1 It

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Gráfico 1. Representación de los datos de °Brix para el tratamiento a1b2c1

Gráfico 2, Representación de los datos de pH para tratamientos del nivel a2

10,0 -, 8,0 -

20,00 19,50 19,00 18,50 18,00 17,50

4,0 2,0

Tiempo (Días • Prom.

- Polinómica (Promedio) i

Gráfico 3. Representación de los datos de Densidad para el tratamiento a1b2c1

Gráfico 4. Representación de los datos de Acidez para el tratamiento a1b2c1

1 -a •o

Tiempo (Días) - Poíínómica (Promedio)

Tiempo (Días) - Promedio

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006

INVESTIGACIÓN

INNOVACIÓN DE UNA TECNOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE UNA BEBIDA ALCOHÓLICA A PARTIR DE MAÍZ (Zea mays variedad Morochon) USANDO TRATAMIENTOS ENZIMÁTICOS. Freddy Del Pozo L*

Alex Valencia S.*

Gladys Navas M.**

RESUMEN La variedad de maíz, conocida como morocho es un producto nativo de la serranía ecuatoriana, digno de tomárselo en cuenta para el desarrollo de nuevos productos. Se caracterizó física y químicamente a la materia prima. Se seleccionaron muestras, para someterlas a molienda. Se realizaron soluciones de almidón en agua para someterlas a tratamiento calórico, y estudiar el cambio de estado del almidón. Se utilizaron enzimas amilolíticas para que rompan las cadenas de almidón, transformándolo en azucares fermentecibles. Al finalizar este proceso se pasteuriza el mosto para eliminar posibles contaminaciones microbianas. El mosto se distribuye en recipientes adecuados para la inoculación con levaduras (Saccharomyces cerevisiae). A lo largo del proceso fermentativo se realizaron análisis que permiten observar los cambios en el tiempo, de sólidos solubles, viscosidad cinemática, viscosidad dinámica, densidad, pH y acidez. A los 22 días culminó la fermentación y se dio paso al proceso de decantación de sólidos (primer trasiego), luego de quince días se realizó un segundo trasiego. En la bebida alcohólica obtenida se realizó un Análisis Sensorial con 30 catadores semientrenados, y un diseño experimental de bloques incompletos; en base a estos resultados se seleccionó como mejor tratamiento a a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto), en el que se realizaron los análisis: grado alcohólico, microbiológico, cromatográfico (contenido de metanol) y el estudio económico. La tecnología utilizada posibilitó obtener una bebida fermentada con 10.3° GL, que tuvo una buena aceptación de acuerdo a las pruebas de catación y con los Valores de pruebas físicas, químicas y microbiológicas que están en los límites establecidos por las Normas INEN para este tipo de bebidas. Se demuestra la posibilidad del desarrollo de un nuevo producto con el uso de este cereal.

INTRODUCCIÓN El cultivo de maíz tiene importancia especial, dado que este cereal constituye la base de la alimentación de los latinoamericanos, ocupa el tercer lugar en la producción mundial, después del trigo y el arroz. El maíz tiene diferentes épocas de siembras, especialmente en la zona central del país, en la sierra, en el litoral donde las condiciones climáticas varían con frecuencia. Se puede observar a lo largo del año siembras de maíz, especialmente en zonas donde la lluvia es persistente. Se debe considerar que la siembra en épocas inoportunas conduce a bajos rendimientos. Según la experiencia lograda por los organismos de investigación agropecuaria, en condiciones normales del litoral, las mejores épocas de siembra del maíz están comprendidas entre el 15 de Diciembre y el 30 de Enero para la estación lluviosa, y entre el 15 de Mayo y 15 de Junio para la estación seca. (16) Se define la fermentación alcohólica como la transformación de los azúcares en alcohol y anhídrido carbónico, es el fenómeno químico biológico producido por seres organizados o microorganismos vivos llamados levaduras o fermentos, que actúan y proliferan cuando se encuentran en un medio apropiado y condiciones favorables y adecuadas que provocan la fermentación. (Krestzchmar Hermann, 1961) * Egresado de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. Docente de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Las enzimas son sustancias capaces de aumentar o retrasar la transformación de otras sustancias en productos diversos, permaneciendo inalterables hasta el término de la reacción. (Revenios, 1962) Importancia del estudio Este estudio pretende aprovechar el maíz (Zea mays var. Morochon) comúnmente conocido como morocho, el cual poco a poco va perdiendo su importancia en la dieta del pueblo ecuatoriano. El tipo de maíz que se está difundiendo en la zona andina es el Morocho, éste ha sido desarrollado cruzando tipos de maíces harinosos con maíces duros de zonas altas. (15) En Ecuador tenemos la variedad INIAP-160 (Morocho blanco) que se cultiva en clima templado, principalmente en los valles de la provincia de Pichincha. Es un grano mediano que se produce a los 250 días en seco, precocidad intermedia. Se usa para choclo en tierno y en seco para morocho y mote. El rendimiento esperado es de 88 qq/Ha, la época de siembra varía de Septiembre a Noviembre. (13) MATERIALES Y MÉTODOS Materia prima El presente trabajo se realizó utilizando maíz (Zea mays var. Morochon), el mismo que fue adquirido en los centros de comercio de cereales de la ciudad de Ambato en la provincia de Tungurahua. Materiales y equipos - Bandejas plásticas y metálicas. - Baldes plásticos y metálicos - Ollas de acero inoxidable de doble fondo - Autoclave marca LEE METAL PRODUCTS # A789 AB1. - Balanza mecánica marca PELAUZE PE rango 0 - 60 Ib. - Balanza digital Scientech 210 x 0.0001 g SA 210. - Recipientes plásticos para fermentación de 20 I. - Botellas de vidrio de 750 mi con tapa. - Refractómetro RHB-32 ATC rango 0 - 32 °Brix. - pHmetro Checker 0.00 -14.00 - Alcoholímetro. - Termómetro digital. - Viscosímetro Cannon Fenske Rountine C790 y C788. - Vasos de precipitación. - Material de vidrio. - Cajas Petri. - Copas de cristal. - Mangueras plásticas. - Embudo. - Tamiz. Reactivos - Solución reguladora estándar buffer pH 4.01 color rojo. - Hidróxido de sodio 0.1N. - Levadura Saccharomyces cerevisiae RM. 78654 - AMT. - Enzima Fungamyl 2500 BG. - Solución de fenolftaleína. - Placas Petrifilm Mohos y Levaduras.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Metodología para la obtención de una bebida alcohólica a partir de maíz (Zea mays var. Morochon) usando tratamientos enzimáticos 1. Se realiza en la materia prima la caracterización física y el análisis proximal: determinación de carbohidratos, cenizas y humedad del maíz (Zea mays var. Morochon) y la caracterización física de la cebada y la jora. 2. Luego se procede a la molienda del morocho, proceso que debe proporcionar una partícula fina del grano para así facilitar la disolución. 3. El producto obtenido en el paso anterior es disuelto en agua, mediante una relación de 1 libra de morocho molido por 5 litros de agua. 4. La mezcla resultante se somete a un tratamiento calórico durante 20 minutos en autoclave a presión de 1.0 -1.2 atm, para lograr el cambio de estado del almidón de cristalino a gelatinizado. 5. Luego se realiza una separación del sobrenadante de la mezcla. 6. El producto resultante se divide en tres partes iguales con la finalidad de añadir a cada una de ellas un tipo de enzima diferente según el tratamiento correspondiente. 7. Luego en una estufa se deja reposar cada una de las mezclas anteriores, a las temperaturas de: 50 - 55 °C, para la mezcla con enzima Fungamyl 2500 BG durante 75 minutos. A una temperatura de 50 - 60 °C para las mezclas con las enzimas de jora y malta durante 150 minutos. 8. Previo enfriamiento de las mezclas indicadas anteriormente, se filtran en un tamiz, el líquido separado es el medio en el cual se inoculará la levadura Saccharomyces cerevisiae RM. 78654 - AMT, específica para productos como el morocho. 9. Para la fermentación se ajustan hasta 23 los grados Brix de cada una de las mezclas, para lo cual se utilizó panela y azúcar, a continuación se inocula la levadura Saccharomyces cerevisiae RM. 78654 - AMT en las concentraciones de 0.5 y 0.75 g por litro de mosto en cada una de las mezclas. Durante todo el proceso de fermentación se realizaron análisis de viscosidad, pH, acidez y grados Brix todos los días. 10. Cuando los grados Brix se estabilizaron, (22 días) se realizó el primer trasiego junto con una filtración para retener posibles impurezas grandes, se efectúa un segundo trasiego luego de transcurridos 15 días. 11. Luego del segundo trasiego se realizó la pasteurización de la bebida alcohólica 65 °C por 20 minutos, para así eliminar los posibles microorganismos existentes en la misma. 12. Se esterilizaron las botellas de vidrio de 750 mi, en una olla de cocción con agua a 90 °C por 5 minutos y se envaso la bebida alcohólica. 13. Finalmente se almacenaron las botellas a temperatura ambiente. 14. Se tomaron muestras para realizar el análisis sensorial respectivo. MÉTODOS DE ANÁLISIS Grados brix La medición de sólidos solubles se la realiza con un Refractómetro RHB-32 ATC rango 0 - 32 °Brix, para lo cual se colocan unas gotas del líquido a medir sobre el prisma y se toma la lectura directa.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VÓL. 15-2006 pH Para la determinación del pH se usa un pHmetro Checker 0.00 - 14.00, el cual previamente al análisis se calibró con solución buffer 4, luego de lo cual se introduce el electrodo en el líquido y se toma la lectura directamente.

Acidez total La acidez total expresa el conjunto de ácidos que contiene el mosto que se ensaya. La acidez está expresada en ácido acético

Viscosidad Según el Glosario de Términos Reológicos para Alimentos (Aguilera y Duran, 1996), la viscosidad cualitativamente representa la resistencia al flujo de un material; cuantitativamente se define como el cociente entre el esfuerzo de cizallamiento y la velocidad de cizallamiento en flujo estacionario. En este estudio se determina la viscosidad cinemática (mm2s) y dinámica (mPa.s) Análisis sensorial El análisis sensorial se realizó con 30 catadores semientrenados, se evaluó el sabor y la aceptabilidad. Análisis de mohos y levaduras El análisis microbiológico que se realizó fue contaje total de mohos y levaduras, por el método Petrifilm (3M)

Grado alcohólico La valoración del alcohol se efectuó por destilación y medida con un alcoholímetro. Diseño experimental El presente trabajo responde a un diseño experimental A*B*C. FACTORES A: Concentración de la enzima en el sustrato. B: Ajuste de grados Brix. C: Concentración de levaduras. NIVELES aO: 12 Kg de malta por 100 Kg de maíz (Zea mays var. Morochon) a1:12 Kg de jora por 100 Kg de maíz (Zea mays var. Morochon) a2: 0.05 g de Fungamyl 2500 BG por Kg de maíz (Zea mays var. Morochon) bO: 23 °Brix ajustados con panela. b1: 23 °Brix ajustados con azúcar. cO: 0.50 g por litro de mosto. d: 0.75 g por litro de mosto. Se trabaja con un total de 12 tratamientos más la réplica. HIPÓTESIS H0: Cada uno de los tratamientos son iguales entre sí. H1: Cada uno de los tratamientos son diferentes entre sí. RESPUESTAS EXPERIMENTALES Se determina: viscosidad, pH, acidez, °Brix y dentro del análisis sensorial el sabor y la aceptabilidad. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Materia prima La materia prima utilizada fue maíz (Zea mays var. Morochon), a la cual se realizó la caracterización física y química. Del análisis proxímal se presenta el contenido de proteína con un valor de 9.01% y de carbohidratos con un valor de 76.1%.

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL! 15 - 2006

Respuestas experimentales Grados brix Los valores de grados brix al final de la fermentación varían entre 14 y 4 °Brix en todos los tratamientos. PH Los valores de pH al final de la fermentación varían entre 2.78 y 3.77 Acidez total En el proceso de fermentación los valores de acidez en cada uno de los tratamientos no muestran cambios significativos, los cuales al finalizar el proceso de fermentación presentan valores diferentes para cada uno de los tratamientos esto debido a la composición de cada materia prima. Registrándose valores finales de acidez en un rango de 0.36% a 1.03%, los mismos que se encuentran expresados como porcentaje de ácido acético, valores que comparados con el de una bebida obtenida a base de cereal como la cerveza que es 0.31 % indica que la bebida obtenida en este estudio es aceptable. Viscosidad La viscosidad cinemática y dinámica disminuyen con relación al tiempo, la viscosidad cinemática fue obtenida con el viscosímetro de Cannon # C790 y C788. Análisis sensorial Según los resultados de la catación en la interacción ABC que relaciona los tres factores de estudio, se tiene que el mejor tratamiento es a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto). A la muestra obtenida con este tratamiento se realizó el análisis microbiológico, el grado alcohólico, el análisis cromatográfico y el estudio económico. Análisis microbiológico en el mejor tratamiento a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto) Del resultado del análisis microbiológico para mohos y levaduras, se desprende que hay ausencia de microorganismos en el mejor tratamiento obtenido por los resultados del análisis sensorial que es a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto), lo cual es un indicativo de que el tratamiento térmico (65 °C/20 minutos) fue aplicado de la mejor manera, por lo que se cumplió el objetivo de inhibir la presencia de hongos, levaduras y otros microorganismos. Grado alcohólico en el mejor tratamiento a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto) El valor del grado alcohólico obtenido es 10.3 °GL, que de acuerdo a la norma INEN 360 para bebida alcohólica tipo vino está entre 8 y 18 °GL, por lo que se encuentra dentro del rango de una bebida aceptable, la cantidad de alcohol se produce a partir de los sólidos (azúcares) consumidos por las levaduras. Análisis cromatográfico en el mejor tratamiento a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto) El análisis de alcoholes por el método de Cromatografía de Gases, realizado en el laboratorio de Control de Calidad LICORESA presenta un valor de 0.005% que según la norma INEN 347 establece un valor máximo de metanol en %(V/v) de 0.02; por lo que el valor obtenido está dentro de la norma. Análisis económico en el mejor tratamiento a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto) El presente estudio fue realizado a escala de laboratorio y dio como resultado 240 botellas de 750 mi de la bebida obtenida en todos los tratamientos incluidas las replicas. Dentro de las 240 botellas se encuentran 11 botellas obtenidas del mejor tratamiento a2b1c0 (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto).

•f

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 A este tratamiento se realiza un estudio económico que dio como resultado un precio de venta al público de la botella de 750 mi de $2.89 dólares, que deja una rentabilidad del 30 %. Se esperaría que en una producción industrial bajen estos costos. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES - La evaluación del efecto de las diastasas de malta y jora; y de alfa amilasa (Fungamyl 2500 BG) sobre las cadenas de almidón del Maíz (Zea mays var. Morochon), se logra siguiendo los pasos descritos en el numeral 4.4 del Capítulo IV, por ejemplo al analizar el comportamiento de las enzimas de malta y jora a una misma concentración (8Kg enzima/1 OOKg maíz) y a una misma temperatura (50°C) se observa similitud entre resultados, ln(ka)=-2.382 y ln(ka)=-2.3102 (gráficos 157 y 187) respectivamente, es decir que el comportamiento de las enzimas de malta y jora es similar. Relacionando las enzimas de malta y jora con fungamyl 2500BG a la misma temperatura (50°C) y con la concentración de enzima (0.05 g/Kg maíz) se tiene como resultado ln(ka)=-1.8878 (gráfico 217), se concluye que al trabajar con fungamyl 2500BG utilizando un 0.06% del peso requerido para malta y jora, se reducen notablemente los tiempos de reacción, de 150 minutos para malta y jora a 75 minutos para fumgamyl 2500BG, así como el porcentaje de desdoblamiento de almidones, para malta y jora de un 72% a el 90% para fungamyl 2500BG. Así se satisface el primer objetivo planteado. - Se utilizo la levadura (Saccharomyces cerevisiae RM. 78654-AMT) especifica para maíz en dos concentraciones que son: 0.5 g/l y 0.75 g/l, en base al análisis estadístico de la respuesta experimental °Brix (tabla 97) se concluye que la mejor concentración es 0.75 g/l. - Luego de que se realiza el análisis sensorial, se aplican pruebas estadísticas de significancia de Tukey con un nivel de confianza de 0.05, de las cuales se concluye que el mejor tratamiento es a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/I mosto) - Del estudio económico del mejor tratamiento a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto), se muestra que el precio de venta al público es de $2.89/botella de 750 mi, se concluye que es factible la elaboración de este tipo de bebida y que el costo podría ser mas bajo con una mayor producción por la reducción de costos de fabricación que esto significa. - Se recomienda el uso de la levadura, (Saccharomyces cerevisiae RM. 78654-AMT) especifica para maíz en una concentración de 0.5 g/l. - Se recomienda la utilización de la enzima Fungamyl 2500 BG en una concentración de 0.10 g/Kg, para acortar el tiempo del proceso de sacarificación de los almidones. - Se recomienda utilizar los desechos de la fermentación luego de concentrarlos y para enriquecimiento proteínico de alimentos para animales. - Se recomienda el trabajo de manera ordenada y aséptica, para lograr un producto de calidad y que no implique ningún riesgo para la salud del consumidor, ni cause daños ecológicos y ambientales. - Se recomienda a los Centros de Educación: facilitar los equipos y reactivos necesarios para el correcto desenvolvimiento de una tesis; gestionar más espacios disponibles para el trabajo de Tesistas y Analistas de Investigación. - Se recomienda desarrollar proyectos que involucren los productos propios de la geografía Ecuatoriana. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Alvarado, Juan De Dios, y Aguilera, José Miguel. "Métodos para medir propiedades físicas en industrias de alimentos", s/ed. Editorial Acribia. Zaragoza - España, pp. 61, 68. 2. Bülock, J. y B. Kristiansen1991. "Biotecnología básica", s/ed. Editorial Acribia SA. Zaragoza - España. 3. Carbonell, Mateo. 1970. "Tratado de Vinicultura". Primera edición. Editorial AEDOS. Barcelona - España, pp. 30, 35, 41, 159, 160, 161, 167, 168.

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TABLAS Tabla 1. Análisis proximal de maíz (Zea mays var. Morochon)

Componente Humedad Cenizas E. Etéreo

10.28 1.35 3.58 Proteína 9.01 Fibra 1.88 ELN 84.18 Laboratorios del departamento de nutrición Santa Catalina INIAP, Junio/2004.

T ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 Tabla 2. Variación de grados Brix durante la fermentación de bebida alcohólica de maíz (Zea mays var. Morochon) en el mejor tratamiento a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz, 23 °Brix azúcar, 0.50g levadura/l) en 2 réplicas Tiempo (días) 0 1 2 3 4 7 8 9 10 11 14 15 16 17 18 21 22

Promedio

0,18 0,24 0,30 0,36 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42

0,17 0,23 0,29 0,35 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41 0,41

0,17 0,24 0,30 0,36 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42

Tabla 3. Variación de la viscosidad durante la fermentación de bebida alcohólica de Morochon) en el mejor tratamiento Í a2b1cO (0 05g fungamyl/Kg maíz, 23 °Brix azúcar, 0. Tiempo (días) 0 1 2 3

4 7 8 9 10 11 14 15 16 17 18 21 22

ana

[mm 2 /s] 2.727652 2.686409 2.633918 2.624545 2.605798 2.570418 2.555495 2.546169 2.538707 2.410000 2.331656 2.331158 2.258983 2.174623 2.099636 2.032148 1.966534

ónó2 [mmVs] 2.729970 2.688692 2.636157 2.626776 2.608013 2.572603 2.557668 2.548333 2.540866 2.412049 2.333638 2.333140 2.260903 2.176471 2.101420 2.033875 1.968205

óp> [mmVs] 2.728811 2.687551 2.635038 2.625660 2.606906 2.571510 2.556581 2.547251 2.539786 2.411024 2.332647 2.332149 2.259943 2.175547 2.100528 2.033011 1.967370

óitS [mPa.s] 2.964495 2.904811 2.827858 2.797662 2.754361 2.653179 2.637154 2.617623 2.602389 2.457189 2.346027 2.336188 2.248711 2.153436 2.076010 2.006214 1.938470

ómó2 [mPa.s] 2.971186 2.911375 2.834259 2.804004 2.760617 2.659239 2.643178 2.623607 2.608343 2.462818 2.351418 2.341561 2.253891 2.158402 2.080800 2.010845 1.942946

dp [mPa.s] 2.967840 2.908093 2.831059 2.800833 2.757489 2.656209 2.640166 2.620615 2.605366 2.460003 2.348722 2.338875 2.251301 2.155919 2.078405 2.008529 1.940708

a2 0.05g fungamyl/Kg maíz b1 23 °Brix azúcar cO 0.50 g levadura/l ?? viscosidad cinemática 1 ?? viscosidad cinemática 2 ?p viscosidad cinemática promedio ?? viscosidad dinámica 1 ?? viscosidad dinámica 2 ?p viscosidad dinámica promedio

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 Tabla 4. análisis Microbiológico en bebida alcohólica de maíz (Zea mays var. Morochon) en el mejor tratamiento a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz, 23 °Bríx azúcar, 0.50g levadura/I) Réplica Rl R2 Promedio

Mohos y levaduras (ufe / mi) Ausencia Ausencia Ausencia

Tabla 5. Grado alcohólico en bebida alcohólica de maíz (Zea mays var. Morochon) en el mejor tratamiento a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz, 23 °Brix azúcar, 0.50g levadura/I) Grado Alcohólico 10.3 °GL

Tratamiento 02bico

Tabla 6. Análisis cromatográfico de bebida alcohólica de maíz (Zea mays var. Morochon), en el mejor tratamiento a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz, 23 °Brix azúcar, 0.50g levadura/I)

Ensayo Metanol % (V/v)

a2bico 0.005

Análisis por Cromatografía de Gases, realizado en el laboratorio de Control de Calidad LICORESA Septiembre 9/2004.

Gráfico 2. pH vs. tiempo durante la fermentación de bebida de maíz (Zea mays var. Morochon)

'Bríxvs. tiempo durante la fermentación de maíz (Zea mays var. Morochon)

Gráfico 3. teidez total vs. tiempo durante la fermentación de bebida de maíz (Zea mays var. Morochon)

25.0-|

1Ü

Tiempo (días)

Gráfico 4. Viscosidad cinemática vs. tiempo durante la fermentación de bebida de maíz (Zea mays var. Morochon)

Gráfico 6. Viscosidad dinámica vs. tiempo durante la fermentación de bebida de maíz (Zea mays var. Morochon)

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15-2006 BALANCE DE MATERIALES DE LA ELABORACIÓN DE BEBIDA ALCOHÓLICA DE MAÍZ (Zea mays var. Morochon) TRATAMIENTO a2b1cO (0.05g fungamyl/Kg maíz (Zea mays var. Morochon), 23°Brix ajustados con azúcar, 0.50g levadura/l mosto)

0.48 Kg Maíz 5.2950 Kg Recepción Inactivación 0.48 Kg Maíz 5.2950 Kg Pesado 0.025 Kg

Filtración

Desechos

0.0285 Kg

0.48 Kg Maíz

5.27 Kg

0,0145 Kg

4.5 Kg Azúcar —H

0,4655 Kg

,, , Mezcla

9.77 Kg

"•"64 Kg

o,O115 Kg

0.185 Kg

0.0045 Kg Levadura

Fermentación

5 Kg Agua 9.7745 Kg

; 5.4540 Kg

0.87 Kg

Primer trasiego Autodavado

Desechos de la fermentación

i 8.9045 Kg 5.3450 Kg

0.89 Kg

0.02 Kg

Segundo trasiego

5.2950 Kg Enzima Fungamyl 2500 BG

0.0035 Kg ¡

5.2950 Kg

; 8.881 Kg

1.3322 Kg Sacarificación

5.2950 Kg

' 7.5489 Kg

Embotellado

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 HOJA DE CATACION DE BEBIDA ALCOHÓLICA DE MAÍZ (Zea mays var. Morochon) Reciba un cordial saludo del personal que forma parte del proyecto "Innovación de una tecnología para la obtención de una bebida alcohólica a partir de morocho (Zea mays var. Morochon)". Nombre: Fecha: Por favor marque con una X la alternativa que usted crea conveniente. 1. Desagrada 2. Agrada poco 3. Ni agrada ni ACEPTABILIDAD desagrada 4. Agrada 5. Agrada mucho

COLOR

1. Turbio 2. Poco claro 3. Claro 4. Brillante 5. Cristalino

OLOR

1. Inexistente 2. Flojo 3. Característico 4. Suficiente 5. Intenso

SABOR

1. Muy ligero 2. Ligero 3. Suficiente 4. Vigoroso 5. Generoso

COMENTARIOS Y SUGERENCIAS:

GRACIAS POR SU COLABORACIÓN

INVESTIGACIÓN

CIENCIA

ALIMENTOS

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y DEL MÉTODO UTILIZADO EN LA IMPLEMENTACIÓN DE UN DISPOSITIVO TIPO SONDA PARA LA DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DE LA CONDUCTIVIDAD TÉRMICA EN ALIMENTO María Villacís*

Freddy Del Pozo*

Rommel Rivera**

Darío Velástegui**

RESUMEN El conocimiento de las propiedades termofísicas como densidad, difusividad térmica, viscosidad, calor específico y conductividad térmica, es esencia y de primaria importancia para la industria. La conductividad térmica (k) proporciona una idea de cuantificación de las propiedades de transferencia de calor de un material sólido. Matemáticamente, es la constante de proporcionalidad de la Ley de Fourier para la conducción del calor. Se determina por la diferencia de temperatura entre el alimento y la resistencia global a la transferencia de calor. La sonda de conductividad térmica se recomienda para la mayoría de las aplicaciones en alimentos. Es un método simple y rápido, que requiere relativamente pequeños tamaños de muestra, con un sistema de adquisición de datos de sofisticación moderada y útil para determinar datos a temperaturas puntuales (variación mínima durante el experimento), tanto a temperatura ambiente como de refrigeración y congelación. La conductividad térmica fue medida con una sonda de fuente lineal similar a la que describió en detalle Sweat (1973). Solo una breve descripción de la sonda y la técnica serán presentadas aquí. La sonda que se usa fue desarrollada específicamente para la medición de la conductividad térmica de pequeñas muestras. La aguja hipodérmica es de 7 cm de longitud y 2.5mm de diámetro. Dentro de la aguja está un alambre de constantan cubierto de teflón. Este alambre de calor es unido a la aguja a la punta por una unión soldada. Un conductor es soldado al alambre de calor son el mango plástico, y el otro conector es soldado a la aguja de la sonda a la base del mango.

INTRODUCCIÓN La conductividad cuantifica las propiedades de transmisión de calor de sólidos, considerando el flujo de calor a través del área transversal y del gradiente de temperatura. La conductividad térmica es la transferencia de calor a través de 1m2 cuando el incremento de temperatura es de 1o C a una distancia de 1 metro. La conductividad está determinada por el contenido de humedad, composición, presión, estructura celular y temperatura; aquellos materiales que tienen baja conductividad térmica pueden ser utilizados como aislantes. Los alimentos son malos conductores por lo que en procesos de transferencia de calor en donde la conducción predomina, éstos generalmente son lentos. Los métodos para determinar la conductividad se basan en el paso de calor a través de la muestra alcanzando el estado estacionario y midiendo la velocidad de transferencia de calor y el gradiente de temperatura, cuando se conoce la geometría de la muestra. Muchas mediciones técnicas han sido discutidas por Muhsenin (1980), Reidy y Rippen (1971) y otros. Algunas técnicas estándar bien establecidas, tal como "guarded hot plated", trabajan bien para materiales no biológicos, pero no son apropiados para alimentos debido a los largos tiempos que se requieren para alcanzar el equilibrio de la temperatura, la migración de la humedad en la muestra y los grandes tamaños de muestra requeridos.

* Egresado de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos. **Docente de la Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos

Q rOO

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL.15-2006 La sonda de conductividad (k) presenta un alambre como fuente de calor y es muy recomendada para la mayoría de aplicaciones en alimentos. El método es simple, rápido y requiere relativamente pequeños tamaños de muestra. Es necesario ¡mplementar un sistema sofisticado de adquisición de datos. Esto ya ha sido descrito detalle por Mohsenin (1980), Reidy y Rippen (1971) y Sweat (1972,1976). La sonda que se utiliza actualmente para las investigaciones posee un conector de termocupla comercial de Omega Engineering Co. Una aguja hipodérmica de un grosor de 0.66mm diámetro externo. El alambre calefactor es de constantán de 0.077mm de diámetro y está aislado con un plástico todo esto se inserta dentro de la aguja dejando únicamente la punta por fuera MATERIALES Y MÉTODOS Materias Primas Se trabajó con babaco, banano, fresa, limón, mandarina, manzana, mora, tomate, tuna y uva; en las cuales se determino la conductividad térmica del equipo para verificar el correcto funcionamiento de la sonda y el programa en Lab-View Materiales y Equipos: Field Point. Sonda TP08. Container TP08. Computador. Programa Lab-View. Multímetro. Mezclador eléctrico Thunder Stick. Vaso de precipitación. Varilla de agitación. Destornilladores Métodos de Análisis Conductividad térmica: método de la sonda de conductividad térmica METODOLOGÍA - Se arma la sonda TP08 proveniente de la empresa Hukseflux de Holanda, conectándose al Field Point, éste proporcionado por la empresa National Instruments, mismo que se conecta a la energía eléctrica para su funcionamiento. - Una vez armado el equipo de la sonda y de comprobar el paso de energía con un multímetro se procede a conectar el equipo al computador. Se verifica entonces el encendido del Field Point. - Se empieza a correr el programa Lab-View. - Se preparó la muestra de fruta licuada en el Mezclador Eléctrico Thunder Stick, aproximadamente 80 mi. - Se coloca la muestra en el container TP08 y se cierra bien manteniendo la temperatura uniforme. - Posteriormente se introdujo la sonda TP08 en el orifico del container TP08 y se hace correr el programa. - Entonces se aplicó corriente eléctrica constante a la resistencia de la sonda y la temperatura en la sonda fue registrada a intervalos de tiempo por un período de diez minutos. Finalmente se obtuvo el inverso de la pendiente de la curva que se obtiene al graficar: 4 T/q vs In t, que es igual a la conductividad térmica K de la muestra en watts/metro °C.

•

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Como se puede observar en las siguientes Figuras se logró construir y adaptar una sonda para la medición de conductividad térmica en alimentos en estado estacionario. Este método es sencillo y rápido además de ser didáctico para la persona que opere el programa y realice las mediciones.

Gráfico. 1 Field Point

Gráfico. 2 Conector eléctrico

Gráfico. 4 Conector al computador

•

Gráfico. 6 Container TP08

Gra

Gráfico. 7 Sonda realizando lectura de temperatura en una muestra de pulpa de fruta.

Gráfico. 3 Sonda TP08 con protector de plástico

sin protector

Gráfico. 8 Adquisición de datos por el programa Lab-View

ALIMENTOS CIENCIA E INGENIERÍA VOL. 15 - 2006 7. LEWIS, M. 1987. 1993. "Propiedades físicas de los Alimentos y de los Sistemas de Procesado". España. Edit. Acribia. 8. LOZANO, J., URBICAIN, M., y ROSTEIN, E. 1979. "Thermal Conductivity of apples as a function of moisture content". J. Food Sci. 44: 198-199 9. SWEAT, V., HAUGH, C, y STADELMAN W.. 1973. "Thermal Conductivity of chicken meat at temperatures between -75 and 20°C". J. Food Sci. 38: 158-160 10. SWEAT, V. 1974. "Experimental valúes of Thermal Conductivity of selected fruits and vegetables. J. Food Sci. 39: 1080-1083. 11. SWEAT, V. 1986. "Thermal properties os Foods". In: "Engineering Properties of Foods". Rao, M. A. and Rizvi, S. S. M. (Eds). New York. Marcel Dekker Inc. P. 49 - 88. 12. SINGH, P., y HELDMAN, D. 1984. "Introduction to Food Engineering" . OrlandoFlorida. Academic Press Inc. p. 100 - 101 13. VOUDOURIS, N., y HAYAKAMA, K.. 1995. "Probé length and filling material effects on thermal conductivity determined by a máximum slope data reduction method" J. Food Sci. 60: 456-460 14. WANG, J., y HAYAKAWA, K.. 1993. "Thermal Conductivities of starch gels at high temperatures influenced by moisture" J. Food Sci. 58: 884-887 15. WANG, J., y HAYAKAWA, K.. 1993. "Máximum slope method for evaluating thermal conductivity probé data" J. Food Sci. 58: 1340-1345

DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LA PAPA (Solanum tuberosum Lin), variedades Semi-chola, Cecilia y Catalina" Pablo Hidalgo*

Diego Mora*

Oswaldo Larrea*

DISEÑO DE UN PROGRAMA DE BPM Y POES EN LA LINEA DE PASTEURIZACIÓN DE LECHE EN LA EMPRESA "SAN PABLO" PILLARO - TUNGURAHUA Juan Lana G.*

Franco Narváez R.*

Mario Manjarrez L*

EXTRACCIÓN DE PECTINA DE BAJO METOXILO A PARTIR DE CORTEZAS DE LIMÓN VARIEDAD MEYER ( Citrus meyerí Tanaka) Sandra Espín *

Diana Noboa*

César Vásconez *

EVALUACIÓN MICRO BIOLÓGICA DE PRODUCTOS MARINOS COMERCIALIZADOS EN LA CIUDAD DE AMBATO Diego Ortiz M.* Milton Ramos M.* INFLUENCIA DE CARRAGENINA EN LA ELABORACIÓN DE JAMÓN COCIDO DE PIERNA DE CERDO Sebastián Corella P.* Daniela Gómez De La Torre* Danilo Morales C* "DESARROLLO DE UNA BEBIDA ISOTÓNICA A PARTIR DE JUGO DE CAÑA DE AZÚCAR ( Saccharum officinarum)" César Guilcacundo* Ornar Ramírez* César Germán** NNOVACIÓN DE UNA TECNOLOGÍA PARA LA OBTENCIÓN DE UNA BEBIDA ALCOHÓLICA A PARTIR DE MAÍZ (Zea mays variedad Morochon) USANDO TRATAMIENTOS ENZIMÁTICOS. Freddy Del Pozo L.* Alex Valencia S.* Gladys Navas M.** DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y DEL MÉTODO IMPLE MENTACIÓN DETERMINACIÓN

DISPOSITIVO

EXPERIMENTAL

TIPO

UTILIZADO SONDA

DE LA CONDUCTIVIDAD

PARA

TÉRMICA

EN ALIMENTOS María Villa cís

FreddvDel Pozo

RommeIRivera

Darío Velástequi

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