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CESO
Universidad Tecnológica Equinoccial. 2012
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo LUCILA DEL ROSARIO NÁJERA GÓMEZ, declaro que el trabajo aquí
descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para
ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias
bibliográficas que se incluyen en este documento.
La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de
Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional
vigente.
_________________________
Lucila del Rosario Nájera Gómez
C.I.1721927133
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Estudio del efecto de
un recubrimiento con carboximetilcelulosa (CMC) en el contenido de
aceite absorbido en rodajas de plátano verde dominico (musa
paradisiacassp.) durante el proceso de fritura”, que, para aspirar al título
de Ingeniera de Alimentos fue desarrollado por Lucila del Rosario Nájera
Gómez, bajo mi dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la
Ingeniería; y cumple con las condiciones requeridas por el reglamento de
Trabajos de Titulación artículos 18 y 25.
___________________
Ing. Juan Bravo
DIRECTOR DEL TRABAJO
C.I. 1001367414
DEDICATORIA
Dedico este trabajo a mis padres Jorge León y Martha Lucila por el amor, la
paciencia y el apoyo brindado en todos los momentos. A mis hermanos y
cuñada: Jorge, Andrés y Johana, por hacer de mi vida más amena. En
especial a mi querida abuelita Lucilita, fuente de fortaleza moral,que es el
ejemplo a seguir en mi vida.
AGRADECIMIENTO A Dios por brindarme una vida llena de aprendizajes y experiencias valiosas;
por ser mi fuente de paz y reflexión
A mis padres Jorge León y Martha Lucila, quienes siempre desean lo mejor
para sus hijos, por su preocupación, apoyo y dedicación a lo largo de toda
nuestra carrera estudiantil; porque mediante sus amorosos y sabios
consejos buscan nuestra felicidad. A mis hermanos y cuñada Jorge, Andrés
y Johana, que siempre dan su cariño. A mi abuelita, por ser una persona
excepcional en mi vida, ya que sus consejos, generosidady amor me
ayudaron a vencer dificultades dándome fortaleza para seguir adelante,
También a todos mis primos, tíos y familiares quienes me desearon éxitos y
triunfos.
A la Universidad Tecnológica Equinoccial por acogerme en sus aulas y
darme la oportunidad de realizar mi sueño al culminar esta hermosa carrera
de Ingeniería de Alimentos. Al Decano de la Facultad de Ciencias de la
Ingeniería,Ing. Jorge Viteri Moya y a todos mis profesores, por brindarme sus
invaluables conocimientosy porquesupieron guiarmecorrectamente en mi
formación profesional. Al personal de Laboratorio y Planta de Alimentos
quienes me permitieron el uso de estas instalaciones, y de forma especial a
mi tutor de Tesis Ing. Juan Bravo, por su valioso tiempo, paciencia y loable
labor como orientadoren la realización de este estudio.
A mis queridos amigos y compañeros, que desde el inicio hasta el final,
fueron un gran apoyo; gracias por brindarme su confianza y amistad y por
compartir gratos momentos en todos estos años de estudio, les deseo
muchos éxitos y felicidad en sus vidas.
Un agradecimiento muy especial a Carlos Haro, quien me demostró que los
sueños se vuelven realidad con perseverancia y ganas. Gracias por ser la
persona que me ayuda a no desfallecer y que con su amor y apoyo ha
llenado mi vida de momentos inolvidables. A mis amigos del Banco de
Alimentos de Quito por mostrar esa entrega y amor por las personas
necesitadas y enseñarme el valor de la solidaridad.
Por último agradezco a todas las personas que, de alguna u otra manera
me apoyan desinteresadamente para cumplir con la misión a la que fui
asignada.
“Dios no te hubiera dado la capacidad de soñar sin darte también
la posibilidad de convertir tus sueños en realidad.”
HectorTassinari
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN viii
ABSTRACT x
1 INTRODUCCIÓN 1
2 MARCO TEÓRICO 3
2.1 EL PLÁTANO 3
2.1.1 PLÁTANO DOMINICO 5
2.1.2 CARACTERÍSTICAS POSTCOSECHA DEL PLÁTANO 6
2.1.3 ALTERNATIVAS DE PROCESAMIENTO Y CONSUMO 7
2.2 RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES 8
2.2.1 PROPIEDADES FUNCIONALES DE LOS
RECUBRIMIENTOS 9
2.2.2 COMPOSICIÓN DE LAS PELÍCULAS Y
RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES 11
2.2.2.1 Hidrocoloides 11
2.2.2.2 Lípidos 17
2.2.2.3 Compuestos 18
2.2.3 METODOS DE APLICACIÓN DE LOS RECUBRIMIENTOS 18
2.2.3.1 Inmersión 18
2.2.3.2 Aspersión 19
2.2.3.3 Moldeado 19
2.2.3.4 Otros métodos 20
2.2.4 PROPIEDADES DE BARRERA DE LAS PELÍCULAS Y
RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES 20
ii
PÁGINA
2.2.5 PROCESO DE FORMACIÓN DEL RECUBRIMIENTO O
PELÍCULA 22
2.2.6 UTILIDADES DE LOS RECUBRIMIENTOS 24
2.3 FRITURA 25
2.3.1 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA DURANTE EL
PROCESO DE FRITURA 27
2.3.1.1 Cinética de la absorción de aceite 28
2.3.2 EFECTOS DE LA FRITURA EN LOS ALIMENTOS 28
2.4 BOCADITOS FRITOS 29
2.4.1 CHIFLE, CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES 30
3 MATERIALES Y MÉTODOS 31
3.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA 31
3.1.1 ANÁLISIS FÍSICOS 31
3.1.2 ANÁLISIS QUÍMICOS 32
3.1.3 ANÁLISIS PROXIMAL 32
3.2 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA 33
3.3 ENSAYOS PRELIMINARES DE TEMPERATURA DE
DISOLUCIÓN DEL RECUBRIMIENTO Y FRITURA 33
3.4 DISEÑO EXPERIMENTAL 34
3.5 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL 35
3.5.1 ACEPTABILIDA SENSORIAL 36
3.5.2 FRITURA AL VACÍO 36
4 ANÁLISIS DE RESULTADOS 37
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA 37
4.1.1 ANÁLISIS FÍSICOS Y QUÍMICOS 37
iii
PÁGINA
4.1.2 ANÁLISIS PROXIMAL 38
4.2 ENSAYOS PREELIMINARES DE RECUBRIMIENTO 39
4.2.1 PREPARACIÓN DEL RECUBRIMIENTO Y ENSAYOS DE
TEMPERATURA DE DILUCIÓN 39
4.3 DISEÑO EXPERIMENTAL 40
4.3.1 PORCENTAJE DE HUMEDAD 40
4.3.2 PORCENTAJE DE MATERIA GRASA 42
4.4 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL 45
4.4.1 COMPARACIÓN CON OTROS MÉTODOS DE FRITURA 46
4.4.2 ACEPTABILIDAD SENSORIAL 47
4.4.2.1 Aceptabilidad global 47
4.4.2.2 Aceptabilidad por Atributos 48
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 52
5.1 CONCLUSIONES 52
5.2 RECOMENDACIONES 54
BIBLIOGRAFÍA 55
ANEXOS 63
iv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA
Tabla 2.1 Composición química del plátano Dominico (porción
comestible). 6
Tabla 2.2 Requerimientos funcionales de los recubrimientos
comestibles. 10
Tabla 2.3 Clasificación y uso de los polisacáridos. 14
Tabla 2.4 Valor nutricional de los chifles. 30
Tabla 3.1 Tiempo y temperatura para la fritura de las rodajas de
plátano verde. 34
Tabla 3.2 Tratamientos aplicados a las rodajas de plátano verde. 35
Tabla 4.1 Caracterización física del plátano verde Dominico. 37
Tabla 4.2 Color externo e interno del plátano verde Dominico. 38
Tabla 4.3 Análisis proximal del plátano verde 38
Tabla 4.4 Porcentaje de Humedad para cada tratamiento. 40
Tabla 4.5 Porcentaje de reducción de materia grasa para cada
tratamiento. 43
Tabla 4.6 Porcentaje de humedad y materia grasa del chifle con
recubrimiento. 45
v
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 2.1 Plantación de plátano y sus frutos. 3
Figura 2.2 Componentes de las películas y recubrimientos
comestibles. 11
Figura 2.3 Estructura de la molécula de CMC. 16
Figura 2.4 Representación esquemática del proceso de
recubrimiento multicapa. 19
Figura 2.5 Esquema de trasferencia simultanea de masa y calor
durante el proceso de fritura. 27
Figura 4.1 Efecto de las variables de tiempo de inmersión y
concentración de CMC en el porcentaje de humedad. 41
Figura 4.2 Efecto de las variables de tiempo de inmersión y
concentración de CMC en el porcentaje de aceite
reducido. 44
Figura 4.3 Comparación con otros métodos de fritura. 46
Figura 4.4 Aceptabilidad global del producto final con
recubrimiento. 48
Figura 4.5 Aceptabilidad para el atributo de color. 49
Figura 4.6 Aceptabilidad para el atributo de textura. 50
Figura 4.7 Aceptabilidad para el atributo de sabor. 50
vi
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
ANEXO I
Prueba de aceptabilidad de chifles con recubrimiento 63
ANEXO II
Caracterización física y química del plátano verde dominico 65
ANEXO III
Datos del color externo e interno del plátano verde dominico 67
ANEXO IV
Análisis proximal del plátano verde dominico 68
ANEXO V
Análisis de porcentaje de humedad para cada tratamiento aplicado 70
ANEXO VI
Análisis de interacción entre las variables de tiempo de inmersión y
concentración de CMC, sobre la variable de respuesta: porcentaje
de humedad del producto con recubrimiento 71
ANEXO VII
Análisis de porcentaje de materia grasa para cada tratamiento
aplicado 72
ANEXO VIII
Análisis de interacción entre las variables de tiempo de inmersión y
concentración de CMC, sobre la variable de respuesta: porcentaje
de aceite reducido de producto con recubrimiento 73
vii
ANEXO IX
Fotografías del proceso 74
viii
RESUMEN
El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de un recubrimiento con
carboximetilcelulosa (CMC) en el porcentaje de aceite absorbido por los
chifles en el proceso de fritura. Como paso inicial se determinó la
temperatura de disolución de la CMC en agua, la cual fue de 60°C,
posteriormente se definieron las variables experimentales en este estudio,
las cuales se basaron en diferentes concentraciones de CMC (0.5, 1.0 y
1.5% p/v) y tiempos de inmersión de la rodaja de plátano verde en la
solución (5,10 y 20 segundos); el producto recubierto fue sometido a fritura a
una temperatura de 150 ± 5 °C durante 5 minutos para luego analizar su
contenido de humedad y porcentaje de aceite absorbido, que son las
variables de respuesta. Los tratamientos que fueron sometidos a un tiempo
de inmersión de 5 segundos, alcanzaron menores contenidos de humedad
independientemente de las diferentes concentraciones de CMC ensayadas
(0.5, 1.0 y 1.5%). En cuanto al porcentaje de aceite absorbido, se reportó
que los tratamientos que tuvieron una estadía de 5 segundos de inmersión
en la solución con CMC, obtuvieron menores concentraciones de aceite en
su composición. Al comparar los tratamientos con la muestra control (sin
aplicación de tratamiento), para obtener el porcentaje de reducción de aceite
absorbido, se observó que también a 5 segundos de inmersión se logra
mejores resultados, en los cuales el mayor porcentaje de reducción de aceite
se alcanzó a una concentración de 1.0% de CMC, con el que se consiguió
una disminución de hasta un 37%. Con los parámetros de concentración de
CMC y tiempo de inmersión establecidos (1.0% y 5 s), se obtuvo el producto
final del cual se realizó su caracterización y se determinó que esta
constituido por 1.38% de humedad y 15 % de materia grasa; estos valores
se compararon con los obtenidos en otros métodos de fritura y se observó
que en el método de fritura convencional el porcentaje de grasa fue del 25%,
siendo este valor mucho más elevado; y con el método de fritura al vacío el
porcentaje de grasa fue del 12% similar al obtenido con la aplicación del
ix
recubrimiento. En cuanto al contenido de humedad, el recubrimiento no tuvo
un efecto significativo. Adicionalmente se efectuaron ensayos de
aceptabilidad sensorial y se concluyó que el recubrimiento no afecta a los
atributos de color, sabor y textura del chifle. También, se puso a
consideración la aceptabilidad global del producto recubierto y se obtuvo que
a un 87% de consumidores les gusta el producto.
x
ABSTRACT
The aim of this study was to investigate the effect of a coating with
carboxymethylcellulose (CMC) in the percentage of oil absorption in fried
banana chips. For this different concentrations of CMC were defined (0.5, 1.0
and 1.5% p/v) and the immersion time of banana strips were (5, 10 and 10
seconds); the coated product was subjected to frying at 150°C for 5 min in
palm oil with a constant product weigh/oil volume ratio of 1:18. Then moisture
and fat contents were determined. The treatments were subjected to an
immersion time of 5 seconds, reached lower moisture contents in different
concentrations of CMC tested (0.5, 1.0 y 1.5%) . Regarding the percentage
of oil uptake, was reported that the treatments who had 5 seconds of
immersion in the solution of CMC, showed lower concentrations of oil, to
comparewith the control samples (without application of treatment)was
sowed that the percentage of oil reduction during 5 seconds of immersion
was the highest values, the best results were obtained at concentration of
1.0% of CMC and 5 seconds of immersion whose oil content was 37%. Then
parameters of CMC concentrations an immersion time was established (1.0%
and 5s), the final product was obtained which was determined
characterization and showed that it has 1.38%% of moisture content and
15% fat. These values were compared with those obtained by other frying
methods and it found that conventional frying showed the highest values of
fat percentage (25%), and the vacuum frying method reached similar values
(12%). No effect of CMC coating on the final moisture content was observed.
In Addition, sensory acceptability of banana chips were tested, color, flavor
and texture, were evaluated and was concluded that the coating doesn’t
affect this attributes. Also global acceptability of the coated banana chips
was considered and it obtained that 87$ of consumers like the product.
1 INTRODUCCIÓN
1
1 INTRODUCCIÓN
La fritura es una de las técnicas más antiguas de preparación de alimentos.
En la actualidad, los alimentos fritos gozan de una popularidad cada vez
mayor en el mundo, su preparación es fácil y rápida, su aspecto y sabor
corresponden con los deseados por el consumidor. Estas razones han
llevado a una generalización de la friturahasta llegar a la industria alimentaria
con los snacks, que han registrado un incremento conjunto con el
crecimiento de la población y el cambio de patrones de vida diarios. Un
ejemplo de esto es el chifle,que es un snack elaborado a partir del plátano
verde, el cual esrebanado, dorado en aceite y saborizado para su consumo;
se lo considera como uno de los productos más saludables por su alto
contenido de potasio y porque no tiene colesterol en comparación con otros
productos fritos (CORPEI, 2003; Lusas & Ronald, 2001).
Los snacks consumidos esporádicamente no hacen daño, pero es
importante no abusar de ellos, pues cocinar los alimentos en aceite aumenta
la cantidad de calorías que se consumen, lo que puede ocasionar aumento
de peso, además, el consumo de estos alimentos con frecuencia y durante
períodos prolongados de tiempo puede conducir a complicaciones graves de
salud. Por estos motivos, estos alimentos o “comida chatarra”, son mal vistos
por las personas, quienes los catalogan como comidas rápidas, con un alto
contenido de grasas, azúcares y sal. Las empresas alimentarias, han
enfrentado luchas constantes por cambiar el nombre mal asignado a estos
productos, razón por la que día a día se buscan innovaciones, actualmente
se ha impulsado la creación de ingredientes funcionales, se utilizan
sustitutos de azúcar y grasa, y con nuevos procesos de producción para
hacerlos cada vez más nutritivos(Posada & Ramírez, 2005; Zuleta, 2004).
Una alternativa para producir snacks más saludables, es la utilización de
películas o recubrimientos comestibles, en cuyo campo se han generado
2
recientes e importantes avances en beneficio de la industria alimentaria. Las
películas y recubrimientos elaborados a partir de hidrocoloides y
polisacáridos de cadena larga, tienen la propiedad de reducir grasas o
calorías y desarrollar características sensoriales de textura en el producto
frito(García, Ferrero, Bértola, Martino, & Zaritzky, 2002; Krochta, Baldwin, &
Nisperos-Carriedo, 1994).
La Carboximetilcelulosa (CMC), es un polisacárido que se usa en muchas
aplicaciones alimentarias, su carácter hidrofílico, le proporciona alta
viscosidad en soluciones diluidas, buenas propiedades para formar películas
y excelente comportamiento como coloide protector y adhesivo, su
capacidad de formar recubrimientos fuertes y resistentes al aceite la hace de
gran importancia en situaciones donde se busca obtener un producto con
menor contenido de grasa (García M, Pinotti, Martino, & Zaritzky, 2004).
La alimentación saludable, se ha convertido en una tendencia de evolución
fundamental del consumo y la industria a nivel mundial; la gran cantidad de
casos de enfermedades del corazón u obesidad, han ocasionado que las
personas se preocupen por los alimentos que consumen. Los snacks al ser
un producto que tiene gran demanda, se espera que no ocasionen
problemas a la salud, por lo cual, este estudio ofrece una alternativa para
brindar alimentos más saludables por medio de la aplicación de un
recubrimiento comestible con CMC, para reducir el contenido de aceite
absorbido en uno de los snacks más consumidos como lo es el chifle. Con el
fin de cumplir con este propósito se busca alcanzar los siguientes objetivos:
Caracterizar física y químicamente al plátano verde Dominico (Musa
paradisiaca ).
Determinar el proceso de recubrimiento para las rodajas de plátano verde
Caracterizar el producto final.
Comparar con el proceso de fritura al vacío y el proceso de fritura
convencional.
2 MARCO TEÓRICO
3
2 MARCO TEÓRICO
2.1 EL PLÁTANO
El plátano pertenece al género musa, familia de las musáceas, que se
cultivan en clima tropical; se caracterizan por ser plantas altas con bases
foliares unidas que forman un seudotallo; la lámina de la hoja es muy grande
con el nervio central muy desarrollado y los secundarios en posición
pinnada; posee inflorescencias grandes con brácteas vistosas, flores
irregulares unisexuales; las pistiladas con ovarios de tres celdas; las
estaminadas con seis estambres fértiles. El fruto es una baya o
cápsula(Leon, 2000; Romero, 2011). En la Figura 2.1 se muestra una
plantación de plátano, así como sus frutos.
Figura 2.1Plantación de plátano y sus frutos.
(INIAP, 2011)
Dentro de las musáceas existen dos subtipos principales: acuminata y
balbisiana; de ahí surgen diploides, triploides y tetraploides: AA, AB, AAA,
AAB, ABB, AAAA, AAAB(INTA, 2011).
4
Los nombres técnicos usados hasta ahora son Musa sapientum para los
bananos y Musa paradisiaca para los plátanos. El término banano se aplica
a los cultivares cuya fruta se come fresca y plátano a los que se comen
cocinados, asados o fritos. Los plátanos y bananos son híbridos entre Musa
acuminatay Musabalbisiana y requieren una nomenclatura especial. Se
designa con A al genotipo o grupo de cromosomas procedentes de Musa
acuminata, y con B el de Musabalbisiana(Leon, 2000).
El banano es el cuarto cultivo de frutas más importante del mundo. Los
países latinoamericanos y del Caribe producen el grueso de los bananos que
entran en el comercio internacional. En las regiones cálidas del sudoeste
asiático se lo considera como el cultivo principal. Los consumidores del norte
lo aprecian sólo como un postre, pero constituye una parte esencial de la
dieta diaria para los habitantes de más de cien países tropicales y
subtropicales (Belalcázar Carvajal, 2001).
Ecuador es uno de los mayores exportadores de banano y plátano del
mundo y su presencia en el comercio mundial va en aumento.Su cultivo
representa un importante sostén para la socio-economía y seguridad
alimentaria del país, generando fuentes estables y transitorias de trabajo,
además de proveer permanentemente alimentos ricos en energía a la
mayoría de la población campesina(FAO, 2004; INIAP, 2011).
El banano posee una superficie de siembra de 230000 hectáreas, las cuales
se concentran mayoritariamente en tres provincias del litoral, como Guayas,
Los Ríos y El Oro (92%) y entre otras 7 provincias (8%)(INIAP, 2011).
En cuanto al cultivo de plátano se han reportando en el país un total de
144981 ha sembradas, de las cuales 86721 ha están bajo el sistema de
monocultivo y 58269 ha se encuentran asociadas con otros cultivos (INEC,
5
2011). El triángulo platanero como se considera a las provincias de Manabí,
Santo Domingo y los Ríos, con 52612, 14249 y 13376 ha respectivamente,
abarcan la mayor franja de producción de esta musácea. Las principales
variedades explotadas en estas zonas son el “Dominico”, que se lo destina
principalmente para el auto-consumo y el “Barraganete” que se lo destina en
su mayor parte a la exportación, estimándose que anualmente se exportan
alrededor de 90000 TM de este cultivar (INIAP, 2011).
2.1.1 PLÁTANO DOMINICO
El plátano Dominico pertenece al subgrupo AAB, posee un mayor número de
dedos en cada racimo a diferencia del Barraganete, entre 80 y 90, el tamaño
de cada uno oscila entre 20 a 25 cm de longitudun peso de entre 150 y 200
g y de 2 a 4 cm de diámetro. Posee un color verde que llegar a su estado
óptimo de maduración se torna amarillo con manchas y rayas de color
marrón(Agronet, 2006; Rivas & Cartay, 2010).
El plátano dominico tiene una composición química considerada como fuente
importante de potasio, magnesio y fosfato, además contiene en menor
proporción hierro, betacaroteno, vitaminas del grupo B, sobre todo ácido
fólico, vitamina C, vitamina E; es fuente de fibra soluble, que tiene la
característica de ser pegajosa y formar una especie de gel, por lo tanto,
ayuda a disminuir el nivel elevado de colesterol en la sangre;su cantidad de
azúcares son una de las mejores formas de proveer energía a nuestro
organismo de forma inmediata (Pronaca, 2011).
A continuación en la Tabla 2.1 se da a conocer a detalle los valores
nutricionales del plátano Dominico.
6
Tabla 2.1Composición química del plátano Dominico (porción comestible).
Componente Plátano Dominico verde
Agua (%) 59.40
Proteínas (g) 1.20
Grasas (g) 0.20
Cenizas (g) 0.90
Carbohidratos totales (g) 38.30
Energía (kcal) 160.00
Calcio (mg) 4.00
Fósforo (mg) 39.00
Hierro (mg) 0.50
Vitamina A equiv. Totales (µg) 318.00
Vitamina C (mg) 20.00
(FAO, 2012)
2.1.2 CARACTERÍSTICAS POSTCOSECHA DEL PLÁTANO
Las características físicas como químicas son importantes para productores
y consumidores de banano y plátano en general ya que constituyen un
parámetro de calidad y maduración del producto. Los parámetro de peso,
longitud, diámetro y volumen, representan importantes criterios para la
selección post cosecha; el color es probablemente el único factor por el cual
el consumidor podría evaluar la calidad y la aceptabilidad de la fruta ya que
indica el estado de deterioro, infestación por enfermedades y/o
contaminantes. La información de una percepción del color necesita una
evaluación, descripción y un medio para difundir los resultados de manera
sistemática; tablas de colores o instrumentos de medición de colores son
herramientas que se utilizan para este propósito (Dadzie & Orchard, 1997).
Las mediciones de color se registran utilizando la escala L*, a* y b* de
Hunter. La coordenada "L" es una medida de claridad (blanco-negro)y varía
desde el punto de ausencia de reflejo, L = 0, hasta el punto de reflejodifuso
7
perfecto, L = 100. La escala "a" varía desde los valores negativos para
elcolor verde, hasta los positivos para el rojo. La escala "b" varía desde los
valoresnegativos para el color azul, hasta los positivos para el amarillo.La
textura o firmeza de la pulpa es importante para en la evaluación de la
susceptibilidad de la fruta a daños físicos, mecánicos o manejos post
cosecha (Mc Guire, 1992).
Las frutas, incluyendo los plátanos, contienen muchos compuestos solubles
en agua, como por ejemplo, azúcares, ácidos, vitamina C, aminoácidos y
algunas pectinas; estos aumentan a medida que la fruta madura y puede
representar un índice o estado de madurez. Los valores de pH determinan la
acidez o alcalinidad de un producto; mientras la acidez titulable es una
medida de cantidad de ácido presente, ambos se utilizan para estimar la
calidad para el consumo y las características ocultas, como por ejemplo, el
porcentaje de ácidos es importante para la evaluación del sabor de la fruta
ya que indica un balance entre los contenido de azúcar y de acidez (Dadzie
& Orchard, 1997).
2.1.3 ALTERNATIVAS DE PROCESAMIENTO Y CONSUMO
En el mercado existen varias formas de presentación del plátano: congelado
IQF (Individual Quick Freezing), enrodajas, puré o pulpa, deshidratado,
harina, hojuelas, horneados.Generalmente se lo consume cocinado ya sea
frito, asado, hervido enestofados, sopas, ensaladas; elaborados en forma de
chifles se utilizancomo bocaditos. En la gastronomía del Ecuador se lo utiliza
para remplazar a las papas, además se lo considera como un producto muy
apreciado en la cocina de estilo tropical. Por otra parte la porción no
comestible de esta planta como las hojas se utilizan para envolver distintas
carnes, como pescado o pollo, otorgando un sabor cítricoa estas; además
8
partes de la planta deplátano son ricas en fibra, que se puede utilizar en la
producción de papely cuerdas(Uribe, 2008).
2.2 RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES
Las películas comestibles y recubrimientos, tales como la cera, se han
utilizado durante siglos en varias frutas para evitar la pérdida de humedad y
para proporcionar un brillo superficial con fines estéticos. Durante las
década de los años 20 y 30, se practicaba en China la inmersión de limones
y naranjas en cera para retardar la pérdida de humedad. En Inglaterra,
durante la década de los 60, las películas comestibles tenían muy poco uso
comercial, y se limitaban principalmente a capas de cera aplicadas sobre
frutas para prevenir la pérdida de humedad. En la actualidad, las películas
comestibles y recubrimientos encuentran un uso en varias aplicaciones,
incluyendo cubiertas para salsas, recubrimiento de chocolate para nueces y
frutas, y recubrimientos de ceras para frutas y vegetales manteniendo la
calidad de una amplia gama de alimentos(Embuscando & Huber, 2009;
Krochta et al., 1994).
Según la Food and DrugAdministration (FDA) de EEUU (2006),
losrecubrimientos comestibles son aquellos formados a partir de
formulacionesque contengan aditivos permitidos para su uso alimentario.
Entre esos aditivosalimentarios, la Directiva 95/2/CE (1995), incluye los
siguientes: goma arábiga,goma xantana, glicerina, pectinas, celulosa y sus
derivados (metilcelulosa MC,hidroxipropil celulosa HPC,
hidroxipropilmetilcelulosa HPMC, carboximetilcelulosa CMC, entre otros.). En
1998, esta directivafue modificada por la Directiva 98/72/CE (1998)
introduciendo nuevos aditivostales como la lecitina, polisorbatos, ácidos
grasos y sales de ácidos grasos.
9
Se considera un recubrimiento cuando una solución aplicada sobreun
producto forma una película superficial al secarse, mientras que un filmo
película comestible seforma con anterioridad y posteriormente se aplica
sobre el producto. En la práctica, se habla indistintamente de film o
recubrimientohaciendo referencia a una delgada capa de material que cubre
la superficie delalimento, aplicada mediante inmersión, pulverización o
pintado, o bien comouna envoltura continua que separa distintos
componentes alimenticios, quepuede ser consumida como parte del
producto(Guilbert, 1986).
2.2.1 PROPIEDADES FUNCIONALES DE LOS RECUBRIMIENTOS
Según Kester y Fennema (1986)las películas y requerimientos comestibles
no tienen como finalidad remplazar los materiales de empaques sintéticos,
su importancia recae en la capacidad de actuar como un conjunto para
mejorar la calidad del alimento en general, extender su tiempo de vida de
anaquel y mejorar la eficiencia económica de los materiales para empaque.
Biquet y Labuza (1988); Kester y Fennema (1986) explican algunas de las
propiedades funcionales de las películas y recubrimientos comestibles:
Retardan la perdida de humedad de los alimentos frescos o
congelados.
Retardan la absorción de humedad en otros casos como alimentos en
polvo o crujientes.
Retardan la transferencia de gases (O2, CO2) con lo que se puede
controlar la respiración y por tanto la maduración de ciertos productos
10
o la oxidación de ciertos compuestos contenidos en el alimento. Se
considera que crean una atmósfera modificada.
Retardan la migración de grasas y aceites o reducen la absorción de
grasas durante el proceso de fritura de productos.
Imparten integridad estructural a los alimentos y favorecen su manejo.
Retienen compuestos volátiles asociados con el sabor.
Son vehículos para la incorporación de aditivos.
Ayudan a mejorar ciertas propiedades de apariencia del producto.
Retardan el crecimiento microbiano durante el almacenamiento.
Estas propiedades van a depender de la selección de los materiales y la
naturaleza de los componentes del recubrimiento.
Adicionalmente, Kester y Fennema (1986),explican que existen ciertos
requerimientos funcionales que permiten controlar o aminorar las causas de
alteración de los alimentos a recubrir. Algunos de estos requerimientos se
explican en la Tabla 2.2.
Tabla 2.2Requerimientos funcionales de los recubrimientos comestibles.
Propiedades
sensoriales
Deben ser transparentes, no otorgar sabor y olor
diferente al alimento y no ser detectados durante su
consumo.
Propiedades
barrera
Presentar una adecuada permeabilidad al vapor de agua
y solutos y una permeabilidad selectiva a gases y
volátiles.
Salud Deben estar libres de tóxicos y ser seguros para la salud.
Tecnología Simple para su elaboración.
11
Costo Las materias primas y el coste de producción del
recubrimiento deben ser de bajo costo.
2.2.2 COMPOSICIÓN DE LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS
COMESTIBLES
Según Krochta et al. (1994) los recubrimientos comestibles puede dividirse
en tres categorías: Hidrocoloides, Lípidos y Compuestos como se puede
observar en la Figura 2.2.
Proteínas
Polisacáridos
Hidrocoloides Derivados de celulosa
Pectinas
Películas y Recubrimientos Comestibles
Almidones
Alignatos
Ceras
Lípidos Acilgliceroles
Ácidos Grasos
Compuestos Formado por hidrocoloides y lípidos
Figura 2.2Componentes de las películas y recubrimientos comestibles.
(Krochta et al., 1994)
2.2.2.1 Hidrocoloides
El término hidrocoloide engloba a sustancias naturales poliméricas solubles
o dispersables en agua. Por esta razón se les puede considerar como fibras
solubles. Aunque en este grupo también se le incluye a los almidones y
12
algunas proteínas, como la gelatina, generalmente el término hidrocoloide se
lo aplica a sustancias de composiciónpolisacárida. Comúnmente se les
denomina como “gomas”. Su característica principal y común es que son
moléculas altamente hidrofílicas que actúan sobre el agua que se encuentra
libre en el medio donde se aplican, llegando a reducir su movilidad y
aumentando así la viscosidad. En este sentido la estructura del polímero
(lineal o ramificado, su grado de ramificación, etc.) es de gran importancia ya
que de ella depende la capacidad de retención de agua y, por tanto, las
características reológicas y de textura que impartirá al producto
acabado(Cubero, Monferrer, & Villalta, 2002).
Las películas y recubrimientos de hidrocoloides poseen buenas propiedades
de barrera al oxígeno, dióxido de carbono y lípidos, también pueden ser
usados en aplicaciones donde el objetivo no sea controlar la migración de
vapor de agua ya que su carácter hidrofílico lo hacen menos resistente;
aquellos que son moderadamente solubles en agua como: etilcelulosa,
glúten de trigo y zeína; proveen una resistencia algo mayor al paso de vapor
de agua que los hidrocoloides solubles en agua. Ciertas
películascomestibles, especialmente aquellas basadas en
polímeroshidrofílicos, son altamente impermeables a grasas y aaceites. Esta
es una propiedad funcional deseable enmateriales de envases para frituras
(Kester & Fennema, 1986; Krochta et al., 1994).
La mayor parte de hidrocoloides poseen propiedades mecánicas,
haciéndolos útiles para mejor la estructura integral de productos frágiles. La
solubilidad en agua de los films y recubrimientos de polisacáridos, es una
ventaja en situaciones donde el recubrimiento es parte de un producto que
debe ser calentado antes de ser consumido. Durante el calentamiento, la
película o recubrimiento podría disolverse y así no alterar las propiedades
sensoriales del alimento(Krochta et al., 1994).
13
Dentro del grupo de los hidrocoloides encontramos a las proteínas,
polisacáridos y derivados de celulosa.
Los recubrimientos a base de proteínas se usan ampliamente en frutas y
vegetales; estos compuestos forman excelentes barreras al oxígeno, aceite y
mejoran la integridad estructural del alimento recubierto, pero no son
barreras efectivas a la humedad(Krochta et al., 1994).
Entre las proteínas que se utilizan en la formulación de recubrimientos
comestibles se encuentran las de origen animal (caseínas, proteínas del
suero lácteo) y de origen vegetal(zeína de maíz, gluten de trigo, y proteína
de soja, principalmente) dependiendo de este origen muestran una amplia
variedad de característicasmoleculares. Así, las proteínas varían en su peso
molecular, conformación,carga (dependiendo del pH), flexibilidad y
estabilidad térmica y las diferenciasen estas características moleculares
determinarán su habilidad para formarrecubrimientos así como las
características de los recubrimientos formados(Pastor, 2010).
Los recubrimientos elaborados a partir de polisacáridos, son excelentes
barreras al intercambio de oxígeno, absorción de aceite, disminución de la
pérdida de aroma, y mejoramiento de la integridad estructural del alimento;
pero al pertenecer a la familia de los hidrocoloides y al igual que los
recubrimientos de proteínas, no son barreras efectivas a la pérdida de
humedad debido a su naturaleza hidrofílica. Pueden evitar la
descomposición y extender la vida útil del producto recubierto, sin crear
condiciones anaeróbicas severas (Baldwin, Nisperos-Carriedo, & Baker,
1995).
14
La Tabla 2.3 recoge los principalespolisacáridos utilizados en la formulación
de los recubrimientos y suscaracterísticas más relevantes(Krochta et al.,
1994).
Tabla 2.3Clasificación y uso de los polisacáridos.
Tipo/Ejemplo Uso
Celulosa y derivados: Carboximetilcelulosa Metilcelulosa Hidroxipropilmetilcelulosa Celulosa microcristalina
Propósitos múltiples, sustancia GRAS. * Propósitos múltiples, sustancia GRAS. Emulsionante, formador de películas, coloide protector, estabilizante, agente de suspensión, espesante. Emulsionante, formador de películas, coloide protector, estabilizante, agente de suspensión, espesante.
Almidones y derivados: Crudo Almidón modificado Pregelatinizado Dextrina Maltodextrina Pectinas
Sustancia GRAS Componente de la mezcla, sustancia de propósitos varios Aditivo de propósitos múltiples Estabilizante, espesante Sustancia GRAS Emulsionante, estabilizante, espesante
Extracto de algas: Agar Alignatos Carragenina
Agente secante, saborizante, estabilizante, espesante, humectante. Estabilizador, espesante, humectante, texturizador, endurecedor, factor adyuvante, potenciador de sabor Emulsionante, estabilizante, espesante
Exudado de gomas: Goma Arábica
Emulsionante estabilizante, espesante, humectante, texturizador, potenciador de sabor
Gomas de semillas: Goma Guar Xanthan
Emulsionante, estabilizante, espesante, endurecedor Estabilizante, emulsionante, espesante, agente de suspensión.
GRAS: GenerallyRecognized as Safe(generalmente reconocidoscomo seguros) (FDA, 2006)
(Krochta et al., 1994)
La celulosa al ser el compuesto orgánico más abundante en la naturaleza se
la considera como el polisacárido estructural de todo el reino vegetal, y
constituye una fuente de glucosa prácticamente inagotable que se renueva
de forma continua mediante la fotosíntesis. Comercialmente, este
15
polisacárido se obtiene de la madera y algodón, siendo esta última la fuente
más pura. Es un homopolisacárido lineal de unidades de D-glucopiranosas,
pero con la diferencia de que los monómeros se unen mediante enlaces
glucosídicosβ(1,4).Tiene zonas cristalinas y amorfas: las primeras se
producen cuando las moléculas se enlazan con un alto grado de ordenación,
mientras que en las segundas no existe este orden. A pesar de tener
muchos hidroxilos libres es muy poco soluble en agua, debido a que estos
grupos no se hidratan por estar interactuando entre sí (Badui, 2006).
Generalmente la celulosa no se la emplea de forma directa como aditivopor
lo cualse han obtenido diversos derivados, uno de ellos y el más utilizado es
la carboximetilcelulosa (CMC), que se fabrica haciendo reaccionar en un
tanque con agitación la celulosa del algodón con hidróxido de sodio y ácido
monocloroacético. El derivado obtenido se neutraliza y se seca, y el exceso
de sales se elimina mediante una extracción con alcohol-agua(Badui, 2006).
La CMC es un éter de celulosa aniónico que se usa en muchas aplicaciones
alimentarias por su viscosidad, propiedades de retención de agua, y
transparencia en la solución. Las moléculas de CMC son más cortas en
promedio que la celulosa original con desviaciones desiguales, dando áreas
de alta y baja sustitución. Principalmente esta sustitución se encuentran en
los enlaces2-O- y 6-O-, seguidos en orden de importancia por los enlaces
2,6-di-O-, luego 3-O-, 3,6-di-O-, 2,3-di-O- y por último 2,3,6-tri-O- como se
puede ver en la Figura 2.3Preparaciones diferentes pueden dar diferentes
grados de sustitución, pero generalmente se encuentra en un rango de 0.6 –
0.95(Chaplin, 2012). Un grado de sustitución de 0.4 es el mínimo necesario
para una solución; un grado de sustitución de 0.7 es el más común utilizado
en sistemas alimenticios y 0.95 es el máximo rango. Con el incremento del
grado de sustitución, incrementa la solubilidad, y compatibilidad con otros
ingredientes.
16
Figura 2.3Estructura de la molécula de CMC.
(Chaplin, 2012)
Las soluciones de CMC son estables a un pH de 7-9. Por encima de un pH
de 10 puede ocurrir un leve descenso en la viscosidad; al contrario, un pH
menor a 4 puede incrementar la viscosidad significativamente. La CMC es
compatible con un amplio rango de otros ingredientes alimentarios
incluyendo proteínas, azúcar, almidones y otros hidrocoloides(Krochta et al.,
1994).
La CMC es soluble en agua fría y caliente, mejorando las propiedades
mecánicas y de barrera de las películas, sin embargo, al igual que todos los
polímeros solubles en agua, las partículas de CMC tienen la tendencia a
aglomerarse y formar grumos cuando es humectada en agua; calentando las
soluciones de CMC se acelera sustancialmente la velocidad de disolución.
No es soluble en solventes orgánicos. La CMC es el derivado de celulosa
más importante utilizado en aplicaciones de alimentos, es utilizada como
agente auxiliar en el batido de helados, cremas y natas, como auxiliar para
formar geles en gelatinas y pudines, como espesante en aderezos y
rellenos, como agente suspensor en jugos de frutas, como coloide protector
en emulsiones y mayonesas, como agente protector para cubrir la superficie
de las frutas y estabilizador en productos listos para hornear. Debido a que
la CMC no es metabolizada por el cuerpo humano ha sido aprobada su
17
utilización en los alimentos bajos en calorías(Krochta et al., 1994; QuimiNet,
2006).Su capacidad de formar recubrimientos fuertes y resistentes al aceite
la hace de gran importancia en muchas aplicaciones. García, Ferrero,
Bértola, Martino, & Zaritzky, (2002) encontraron que la CMC es una película
capazde absorber el aceite recogido en losalimentos sometidos a proceso de
frituraprofunda. Singthong y Thonkaew(2009) investigaron la influencia del
alignato, CMC y pectina en el porcentaje de aceite absorbido en chifles, los
valores más bajos fueron de los tratamientos con 1% de CMC y 1 % de
pectina en su formulación. Cuando es usada en forma de recubrimiento seco
y aplicada a apio recién cortado como lo hizo Mason (1969) conserva su
textura original, firmeza y frescura. Frutas y vegetales recubiertos con una
película semipermeable a base de CMC y ésteres de ácidos grasos de
sacarosa, reducen el oxígeno captado sin ocasionar un incremento en los
niveles de dióxido de carbono dentro de los tejidos internos de las frutas y
vegetales, siendo un gran avance en la prevención de la respiración
anaeróbica (Krochta et al., 1994).
2.2.2.2 Lípidos
Estos recubrimientos son generalmente usados como barrera para el vapor
de agua, o como agentes de recubrimiento para añadir brillo a productos de
confitería. Su uso en forma pura como película, independiente es limitado,
debido a que la mayoría carece de suficiente integridad estructural y
durabilidad. Las ceras son comúnmente usadas para recubrir frutas y
vegetales, con el fin de retardar la respiración y la pérdida de humedad. A
pesar de que los ácidos grasos y alcoholes grasos son barreras efectivas al
vapor de agua, su fragilidad requiere que sean utilizados en conjunto con
una matriz de soporte (Krochta et al., 1994).
18
2.2.2.3 Compuestos
Son recubrimientos que pueden ser formulados combinando las ventajas de
cada grupo: lípidos e hidrocoloides, y disminuyendo las desventajas de cada
uno. Cuando una barrera al vapor de agua es el objetivo, los componentes
lipídicos pueden ser de ayuda, mientras que los componentes del
hidrocoloide lo proveen la durabilidad necesaria(Greener & Fennema,
1994).
2.2.3 MÉTODOS DE APLICACIÓN DE LOS RECUBRIMIENTOS
2.2.3.1 Inmersión
Este método se recomienda para productos que requieren la aplicación de
varias capas de recubrimientos, tienen una superficie irregular o requieren
un recubrimiento uniforme. Es importante recambiar la solución de inmersión
ya que durante elproceso hay contaminación por microorganismos, sólidos
uotros contaminantes(Abraján, 2008).
En el método por inmersión hay que considerar las condiciones de densidad,
viscosidad y tensión superficial de la solución, como también el tiempo de
permanencia. Según (Krochta et al., 1994) el tiempo de inmersión no es
importante, sin embargo, si no es suficiente, no formará una buena
cobertura. En general los alimentos a ser recubiertos se sumergen de 5 a 30
segundos. Cuando de trata de frutas mínimamente procesadas resulta difícil
obtener una buena adhesión del recubrimiento debido a la superficie
hidrofílica de la fruta cortada, para esto se utiliza la técnica de inmersión
19
capa por capa(Vargas, Pastor, Chiralt, Mc Clements, & Gonzáles, 2008). En
la Figura 2.4 se puede apreciar el mecanismo de su aplicación.
Figura 2.4Representación esquemática del proceso de recubrimiento
multicapa. (Skurtys et al., 2009)
2.2.3.2 Aspersión
Según Krochta et al. (1994) las películas aplicadas de esta manera pueden
formar una capa más delgada y más uniforme, a diferencia de las películas
aplicadas por inmersión, sin embargo, la aspersión es adecuada para
alimentos que requieran ser recubiertos de un solo lado y cuando se desee
una protección solo en la superficie.
2.2.3.3 Moldeado
Mediante esta técnica se obtienen películas o films premoldeados. Consiste
básicamente en la obtención de una dispersión uniforme compuesta por
biomoléculas (proteínas, polisacáridos, lípidos), plastificante y agua que se
20
vierte sobre una placa de material inocuo (acero inoxidable) donde se deja
secar para que se forme el film o película. La velocidad de secado junto con
la temperatura y humedad son condiciones determinantes para la calidad del
film (transparencia, consistencia, propiedades mecánicas), por lo tanto
deben ser controladas correctamente. Una vez finalizado elsecado se tiene
un film de gran tamaño, el cual es fraccionado para ser aplicado sobre los
alimentos a tratar(Parzanese, 2012).
2.2.3.4 Otros métodos
Según Guilbert (1986), se pueden emplear otros métodos de aplicación
como la extensión del recubrimiento o película sobre el producto mediante
cepillos.
2.2.4 PROPIEDADES DE BARRERA DE LAS PELÍCULAS Y
RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES
Como se mencionó en el numeral 2.2.1, uno de los requerimientos
funcionales de las películas y recubrimientos comestibles es su propiedad de
formar una barrera, que dependiendo del producto al que se va a realizar la
aplicación, pueden ser empleados para controlar la permeabilidad a los
gases,restringir la migración de humedad, o formar una barrera contra la
absorción de aceite (Krochta et al., 1994).
La habilidad de los recubrimientos comestibles para modificar el transporte
de gases es importantepara productos como frutas y vegetales frescos, los
cuales son caracterizados por tener unmetabolismo activo, con lo cual se
logra retardar la transferencia de gases permeantes. Esta permeabilidad a
21
los gases se da en tres pasos: adsorción del permeante en la superficie del
recubrimiento, difusión del permeante de un lado del recubrimiento hacia el
otro lado, y luego desorción del permeante del recubrimiento(Skurtys et al.,
2009).
Los gases permeantes son sustancias que existen de manera gaseosa bajo
condiciones estándar de temperatura y presión (0°C, 1 atm). La mayoría de
investigaciones sobre recubrimientos comestibles están enfocados en la
permeabilidad de oxigeno y dióxido de carbono, debido a que estas
propiedades tienen influencia sobre las tasas de oxidación y la respiración
en alimentos cerrados(Krochta et al., 1994).
La permeabilidad al vapor de agua es una propiedad del complejo film-
permeante y es la velocidad de transmisión de vapor de agua por una
unidad de superficie de un área plana y por unidad de espesor, inducida por
una unidad de diferencia depresión de vapor entre dos superficies, y bajo
unas condiciones particulares detemperatura y humedad relativa(ASTM,
1995).
Aparentemente, las diferentescaracterísticas inherentes a los recubrimientos
comestibles juegan el papelprincipal en el proceso de transferencia de
materia debido a la influencia de ladifusividad y solubilidad de permeantes
como el agua y el O2, CO2 y otrosgases; además la naturaleza del
recubrimiento empleado desempeña un papel muy importante: a mayor
hidrofilicidad de los materiales utilizados, mayor permeabilidad al vapor de
agua. La estructura química, grado de cristalinidad,densidad, orientación
molecular,peso molecular, polimerización y la presencia de plastificantes y
aditivos tambiéninfluyen directamente sobre laspropiedades de barrera al
vapor de agua de losrecubrimientos comestibles(Wu, Weller, Hamouz,
Cuppet, & Schnepf, 2002).
Los recubrimientos comestibles al actuar como barreras al intercambio de
agua y gas, logran reducir el movimiento del aceite al interior de los
22
alimentos durante la fritura, reducir la concentración del alimento durante la
cocción y mejorar la apariencia y estructura de mismo,Embuscando y Huber
(2009);Varela &Fiszman (2010) explican que una de las funciones
principales de los hidrocoloides es formar una capa "invisible" de
revestimiento para evitar la absorción excesiva de aceite.
Las propiedades de barrera de los recubrimientos comestibles a los lípidos
son de interés para varias aplicaciones. Debido a que muchos
recubrimientos comestibles son hidrofílicos, se esperan que formen buena
barrera contra los lípidos(Krochta et al., 1994). Varias investigaciones han
demostrado que los recubrimientos pueden llegar a ser una buena
alternativa para reducir el aceite absorbido durante el proceso de
fritura:García et al. (2002),utilizaron distintos hidrocoloides con propiedades
térmicas gelificantes o espesantes, tales como proteínas o hidratos de
carbono para reducir la migración de aceite y observaron que algunos
hidrocoloides poseen una menor barrera contra el aceite, a pesar de ser
sustancias hidrofílicas. De igual forma García et al. (2002) comprobó que al
freír en inmersión rodajas de papa, el recubrimiento con metilcelulosafue
más efectivo que el recubrimiento con hidroxipropilcelulosa.
2.2.5 PROCESO DE FORMACIÓN DEL RECUBRIMIENTO O PELÍCULA
SegúnContreras y Labuza (1981); Torres (1994)los procesos que
intervienen en la formación de los recubrimientos o películas son los
siguientes:
Fusión y solidificación de grasas, ceras y resinas.
Agrupación simple, cuando un hidrocoloide esdispersado en
soluciones acuosas y precipitado ogelificado por eliminación del
solvente. También por laadición de un soluto no electrolítico en el que
23
el polímerono es soluble, por la adición de un electrolito queinduzca
un efecto de precipitación por salado o por lamodificación del pH de la
solución.
Coacervación compleja, cuando dos dispersionescoloidales con
cargas diferentes se combinaninduciendo interacciones y la
precipitación de la mezclade polímeros.
Gelatinización térmica o coagulación por calor de lasolución
macromolecular que involucradesnaturalización, gelificación,
precipitación yenfriamiento rápido de la solución del hidrocoloide
queinduce una transición sol-gel.
Al entrar el contacto el recubrimiento con el alimento, se establecen dos
tipos de fuerzas: adhesivas y cohesivas.
La adhesividad delrecubrimiento sobre la superficie del producto
dependeprincipalmente de su naturaleza y uniones entre el soporte yla
película, y no del método de aplicación. Los factoresinvolucrados en el
grado de cohesión son: la estructura depolímero, el tipo de solvente, la
temperatura, la presión, latécnica de aplicación y eliminación del solvente y
lapresencia de otras moléculas como los plastificantes olípidos y el tipo de
unión entre las moléculas. El grado decohesión afecta a algunas
propiedades de la película orecubrimiento, tales como son: la resistencia,
flexibilidad,permeabilidad, etc. Una cohesión fuerte reduce laflexibilidad, las
propiedades de barrera a los gases y solutos. Cuando las películas proteicas
se exponen a un calor excesivo se afecta la cohesión, ya que las moléculas
son inmovilizadas prematuramente provocando defectos como perforaciones
y fractura de la película(Fellows, 1990; Guzmán Venegas, 2003).
En los recubrimientos de polisacáridos es importante considerar la
temperatura de disolución durante su preparación; si esta varia, la
24
viscosidad, reología y secado también cambiarán con lo que se producirá
cambios en el proceso y calidad del producto recubierto.Durante esta fase
de disolución es necesario considerar dos etapas: dispersión del polvo seco
en agua y dilución de las partículas humectadas (Embuscando & Huber,
2009).
2.2.6 UTILIDADES DE LOS RECUBRIMIENTOS
Uno de los mayores propósitos de las industrias alimentarias, es otorgar a
los consumidores productos cada vez más sanos, y parte de ello es lograr
que los alimentos fritos contengan menos cantidad de aceite absorbido, el
cual puede ser causante de problemas del corazón si se lo consume en
exceso. El uso de recubrimientos comestibles a proporcionado una buena
alternativa para este fin como lo demuestran varias investigaciones:
Balasubramaniam, Chinnan, Mallikarjunan, y Phillips (1997)utilizaron un
recubrimiento de HPMC en bolas de pollo y observaron que la humedad del
producto final aumento en un 16.4% y el porcentaje de aceite absorbido se
redujo en un 33.7%. De igual forma Pranoto (2009) evaluó la eficiencia de
recubrimientos a base de MC e HPMC, para la aplicación de estos utilizó la
técnica de inmersión y de aspersión, los resultados que obtuvo fue que el
recubrimiento de HPMC aplicado por el método de aspersión redujo en un
35.25%, el contenido de aceite a comparación de la muestra sin
recubrimiento (43.65%).Rimac-Brncic, Lelas, y Rade (2004)utilizaron
bastones de papa fritos recubiertos con CMC al 1% en su estudio, sus
resultados demostraron que la CMC fue capaz de reducir hasta un 54% de
aceite. Singthong y Thongkaew (2009)emplearon recubrimientos de CMC,
aliganato y pectina en chips de banana, el tratamiento con CMC logró
disminuir un 22.91% de aceite.
25
2.3 FRITURA
Una de las técnicas más antiguas de preparación y conservación de
alimentos es la fritura, pero es a mediados del siglo XX cuando se la
empieza a considerar como parte importante de la ciencia y tecnología,
describiéndose los cambios físicos y químicos que ocurren durante este
proceso, así como las variables que se incluyen en las distintas
interacciones que se presentan entre los tres componentes básicos del
freído: aceite-alimento-freidor(Badui, 2006; Stier, 2004).
Los alimentos fritos han sido catalogados como una delicia culinaria
alrededor del mundo por décadas, debido a que estos adquieren
características únicas de aroma y textura, que no se pueden conseguir con
otras técnicas de procesado de alimentos. Es difícil determinar cuando y
dónde la fritura se utilizó por primera vez, no obstante, hay evidencia que el
hombre consumió alimentos fritos mucho antes que la civilización moderna
los reinventara. En la actualidad la fritura involucra equipos, técnicas,
ingredientes y empaques sofisticados como consecuencia del gran
crecimiento de estos productos(Bailey, 2005).
La frituraes un proceso de cocción de alimentos por inmersión en aceite o
grasa, a una temperatura superior al punto de ebullición del agua,
normalmente entre 150 y 200ºC(Kochhar & Gertz, 2004). Existen dos
procesos de fritura: la fritura por contacto, que resulta muy adecuada para
alimentos de relación superficie/volumen favorable y que presentan
irregularidades en el color, como huevos y hamburguesas; y la fritura por
inmersión, donde el alimento recibe el mismo tratamiento térmico en toda su
superficie, lo cual le confiere un color y aspecto uniformes(Fellows, 1998).
26
En el proceso de fritura por inmersión, se involucran un número considerable
de variables, tales como pre tratamientos aplicados al alimento, el tipo de
alimento, la calidad, tipo y composición del aceite, la temperatura de freído,
la duración del proceso, la humedad y composición del alimento, la forma y
porosidad de producto por mencionar algunas(Vélez & Hernández, 1999).
Según Brennan (2006)en base a observaciones visuales y análisis de
temperatura y humedad, se reconocen cuatro etapas bien diferenciadas en
el proceso de fritura:
1. Calentamiento inicial, que dura pocos segundos, se caracteriza por
que la superficie del alimento se calienta hasta llegar a la
temperatura de ebullición del agua. La transferencia de calor es por
convección natural y no se produce la vaporización de agua.
2. La ebullición superficial es iniciada con la salida de vapor y formación
intensa de burbujas, se caracteriza por la pérdida repentina de agua,
la formación de una costra superficial y el cambio de convección
natural a convección forzada ocurre debido a la intensa turbulencia
desarrollada en el aceite. El cambio de estado de agua a vapor, es el
fenómeno que gobierna esta etapa.
3. El periodo de velocidad decreciente, que es el más largo, se
caracteriza por los fenómenos físicos de evaporación superficial y el
calentamiento hasta alcanzar el punto de ebullición del centro del
alimento. Por otro lado, se desarrollan los cambios bioquímicos de
gelatinización del almidón, desnaturalización de las proteínas,
cocimiento en el interior del alimento y aumento de la formación de la
costra superficial, por lo que la transferencia de calor disminuye.
4. Finalmente, se presenta la etapa de punto final de burbuja, se
visualiza por la ausencia de burbujeo y formación definitiva de la
costra.
27
2.3.1 TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA DURANTE EL PROCESO
DE FRITURA
La fritura es un proceso complicado en donde simultáneamente la
transferencia de calor y masa tienen lugar. El aceite caliente proporciona
calor al producto a ser freído; el calor transforma la humedad interna del
alimento en vapor de agua y este sale del alimento a través de la
superficie(Bailey, 2005).
Durante la fritura, la transferencia de calor se realiza por dos mecanismos
universalmente conocidos: conducción y convección. En la Figura 2.5 se
muestra un esquema de este proceso, donde se puede observar que el calor
se transfiere por convección desde el aceite caliente hacia la superficie del
alimento y posteriormente la transferencia de calor por conducción tiene
lugar en el interior del alimento. En lo que se refiere a transferencia de masa,
se pueden apreciar dos mecanismos: uno de evaporación continua del vapor
de agua del interior del alimento hacia el aceite y el otro es la transferencia
de calor del aceite al alimento(Singh, 1995; Vélez & Hernández, 1999).
Figura 2.5Esquema de trasferencia simultanea de masa y calor durante el
proceso de fritura. (Brennan, 2006)
28
2.3.1.1 Cinética de la absorción de aceite
Según Gamble y Price (1998), la etapa en la cual la mayor cantidad de
aceite es absorbida por el alimento, ocurre cuando es retirado del aceite
caliente y empieza su enfriamiento debido a un descenso en la presión de
vapor que ocasiona un efecto de succión, provocando así que el aceite
depositado en la superficie del alimento pueda atravesar la costra; además
concluyó que la absorción de aceite está relacionada con la humedad
residual del alimento, así, la mayor retención de aceite en el producto tiene
lugar cuando la mayor cantidad de agua ha salido del mismo.
2.3.2 EFECTOS DE LA FRITURA EN LOS ALIMENTOS
Con la fritura se logran mejorar las características de color, sabor y olor en la
corteza de los alimentos. Estas cualidades se desarrollan por la combinación
entre la reacción de Mailard y los compuestos que el aceite absorbe. El
oscurecimiento de la superficie de los alimentos es una reacción química
entre el aceite o el aceite presente en el producto y las proteínas y azúcares
del alimento(Fellows, 1998).
Según Fellows (1998), los principales factores que controlan los cambios en
el color y sabor son:
El tipo de aceite utilizado en el momento de fritura.
Si el aceite fue reusado.
La presión superficial entre el aceite y el alimento.
La temperatura y tiempo de fritura.
El tamaño, contenido de humedad y la superficie expuesta al medio
circundante.
29
2.4 BOCADITOS FRITOS
Los snacks son alimentos salados o dulces, que se encuentran listos para
elconsumo inmediato y sacian el hambre por un periodo corto de tiempo;
estos sustituyen ocasionalmente las comidas (desayuno, almuerzo, cena) o
son ingeridos regularmente fuera de éstas. Proporcionan una cierta cantidad
de energía al organismo, son accesibles ya que son distribuidos en un sinfín
de lugares, y se los obtiene a partir de diversas materias primas y procesos
que proporcionan una gran diversidad de sabores, formas y colores. El
mercado de los snacks se caracteriza por ser muy dinámico, debido a la
constante aparición de productos novedosos y a la sustitución de
ingredientes quedeterminan cambios en la composición química y nutricional
(Gauthier, 2002; Guy, 2001; Montero, Blanco, & Fernández, 2000).
Guy (2001),propone que es necesario que los snacks sean clasificados de
acuerdo a las transformaciones que sufren a medida que pasan a ser
productos terminados, y los divide en:
Snacks vegetales de corte natural.
Productos formados de pasta a partir de derivados de patata y agua.
Productos formados a partir de derivados de maíz.
Productos intermedios o aperitivos aglomerados.
Aperitivos extruidos expandidos directamente
Palomitas de maíz y trigo inflado.
Las principales materias primas utilizadas en el proceso de elaboración de
snacks son cereales (maíz, trigo, arroz, avena), tubérculos (papa, yuca) y
frutas (plátano), que constituyen los principales productos vegetales usados
en la elaboración de snacks(BNP Media, 2007 ).
30
2.4.1 CHIFLE, CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES
El plátano con destino industrial se utiliza principalmente en la preparación
deproductos procesados para consumo humano, harinas y snacks más
conocidos como chifles que para su proceso de transformación son
rebanados, dorados en aceite y saborizados; cuyas formas dependen según
se proceda al corte del plátano. Dependiendo del país latinoamericano, este
producto cambia el nombre como por ejemplo: “platanitos”, “chifles”,
“chipilos”, “tostones” o “patacones”; y pertenecen a la categoría de snacks
salados(León & Vargas, 2003). En Ecuador, el chifle es uno de los
productos autóctonos de mayor consumo (CORPEI, 2003).
Los chifles son considerados como uno de los snacks más saludables por su
alto contenido de potasio y porque no tiene colesterol en comparación con
otros snacks, cuyo valor alimenticio es muy bajo. En la Tabla 2.4. se puede
apreciar su valor nutricional(CORPEI, 2003).
Tabla 2.4Valor nutricional de los chifles.
Cantidad por cada 100g. de hojuelas
Hojuela de banana Hojuela de plátano
Calorías totales (kcal) 564 545
Calorías de Grasas (g) 346 316
Grasas Totales (g) 33 31
Grasas Saturadas (g) 8 6
Colesterol (mg) 0 0
Sodio (mg) 120 120
Carbohidratos Totales (g) 56 60
Fibra Dietética (g) 3.8 1.6
Azúcares (g) 14 12
Proteínas (g) 2 2
Potasio (mg) 340 220
Calcio(mg) 9 9
Hierro (mg) 20 21
(CORPEI, 2003)
3 MATERIALES Y MÉTODOS
31
3 MATERIALES Y MÉTODOS
Para el presente estudio se utilizó como materia prima plátano verde de la
variedad Dominico (Musa paradisiaca ssp.); para la elaboración del
recubrimiento se utilizó Carboximetilcelulosa comestible (CMC) marca
LAQUIN Cía. Ltda. Ambos fueron adquiridos en un mercado local.
3.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
3.1.1 ANÁLISIS FÍSICOS
Se realizaron análisis de peso, diámetro, color y textura.
El peso de la fruta se determinó en una balanza digital, marca Mettler Toledo
con una capacidad máxima de 610 ± 0.1 g. Se registraron valores tanto de
la cáscara como de la pulpa (Dadzie & Orchard, 1997).
Para el diámetro, se midió la parte media de la fruta con un calibrador Pie de
Rey (160 ± 0.05mm). Se tomaron medidas de la cáscara y de la pulpa
(Dadzie & Orchard, 1997).
Los datos de color de la cáscara y de la pulpa de los plátanos se obtuvieron
con un colorímetro modelo RGB-1002 marca Lutron los valores se
registraron en la escala L*, a* y b* de Hunter (Dadzie & Orchard, 1997).
Mediante un penetrómetro, marca TR Turoni, modelo 53205, se determinó
lafirmeza de la sección transversal de la fruta. Se midió con un pistón de 6
32
mm de diámetro la fuerza necesaria para penetrar 1cm de pulpa(Dadzie &
Orchard, 1997).
3.1.2 ANÁLISIS QUÍMICOS
La muestra se preparó de la siguiente manera, se homogenizóen un
triturador de alimentos vertical, marca Philips,30 g de la fruta en 90 ml de
agua destilada, luego se filtró y con este resultante se determinó: el
contenido de sólidos solubles totales, pH y acidez titulable(Dadzie &
Orchard, 1997).
El contenido de sólidos solubles totales se determinó según el método
A.O.A.C.932.12 (1998). Se empleó un refractómetro de mano, marca ATC,
con una escala de 0 - 30%.
El pH se analizó mediante un pH-metro, marca ThermoScientific, según el
método A.O.A.C.981.12. (1998).
El grado de acidez se determinó como porcentaje de ácido málico, según el
método A.O.A.C.942.15 (1998).
3.1.3 ANÁLISIS PROXIMAL
Previamente se homogenizóla muestra en una cápsula de porcelana para
realizar los análisis de porcentaje de humedad, cenizas y materia grasa.
Para el porcentaje de humedadse procedió según el método A.O.A.C.
925.10 (1998).Se utilizó una estufa, marcaMemmert, modelo SNB 200.
33
El contenido de cenizas se lo realizó con el método A.O.A.C. 942.05 (1998).
Se empleó una mufla, marca Thermolyne.
Se determinó el porcentaje de materia grasa según el método
A.O.A.C.920.85 (1998).(AOAC, 1998)
3.2 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
Los plátanos fueron lavados y pelados a mano para luego ser cortados en
rodajas de un espesor de 2 ± 0.1 mm en una ralladora manual.
Posteriormente se sumergieron las rodajas en una solución de ácido cítrico
0.05% en peso para disminuir el pardeamiento, así como evitar que se
adhieran una a otras (Ortega Montes, Marrugo Negrete, & Bermúdez, 2004)..
3.3 ENSAYOS PRELIMINARES DE TEMPERATURA DE
DISOLUCIÓN DEL RECUBRIMIENTO Y FRITURA
Se prepararon soluciones de CMC en concentraciones de 0.5, 1.0 y 1.5%
(p/v) las cuales se diluyeron en agua destilada a diferentes temperaturas (18,
60 y 90.5°C), las soluciones se colocaron en un vaso de precipitación y se
mezclaron en una plancha de agitación magnética, marca VELP Scientifica,
modelo AM4.
Los ensayos de fritura se realizaron en rodajas de plátano verde sin
recubrirse a lastemperaturas y tiemposque se muestran en la Tabla 3.1
34
Tabla 3.1Tiempo y temperatura para la fritura de las rodajas de plátano verde.
Tiempo (min) Temperatura (°C)
3 170 ± 5°C
5 155 ± 5°C
7 135 ± 5°C
El proceso de fritura se llevó a cabo en una freidora eléctrica, marca Betty
“G”,Modelo CF-53. Se utilizó aceite de palma en una proporción de 1:18
(peso del producto/peso del aceite). Se sumergieron las rodajas en el aceite
caliente hasta el tiempo determinado de fritura; posteriormente se escurrió
las rodajas de plátano verde fritas (chifles) y se colocaron en papel
absorbente para eliminar el exceso de aceite.
3.4 DISEÑO EXPERIMENTAL
Las variables de estudio fueron la concentración de CMC (0.5, 1.0 y 1.5%) y
el tiempo de inmersión de las rodajas de plátano verde en el recubrimiento
(5,10 y 20 segundos).La concentración de CMC y sus niveles fueron
seleccionados con base en el trabajo realizado por Singthong y Thongkaew
(2009), y el tiempo de inmersión con base a la teoría descrita por Vargas et
al. (2008). Las variables de respuesta son el porcentaje de humedad y de
materia grasa.
Para el proceso de recubrimiento se utilizó el método de inmersión. Las
rodajas de plátano se sumergieron en lasconcentraciones de CMC a los
tiempos establecidos. Posteriormente se secaronen la estufa, a una
temperatura de 110 °C durante 3 minutos.
35
Los tratamientos que se realizaron se obtuvieron de la combinación de los
niveles de cada una de las variables como se muestra a continuación en la
Tabla 3.2
Tabla 3.2Tratamientos aplicados a las rodajas de plátano verde.
Tratamientos Concentración
CMC (%) Tiempo de inmersión
en CMC (s)
1 0.5 5
2 0.5 10
3 0.5 20
4 1.0 5
5 1.0 10
6 1.0 20
7 1.5 5
8 1.5 10
9 1.5 20
Para evaluar los resultados, se realizó el análisis de varianza al 95% de
confianza. Se utilizó el programa STATGRAPHICS Centurion.
3.5 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
Posterior a la selección de la formulación óptima con base a las valoraciones
obtenidas en las variables de respuesta, se realizó los ensayos de
aceptabilidad y la comparación con la fritura convencional y fritura al vacío.
36
3.5.1 ACEPTABILIDAD SENSORIAL
La aceptabilidad se realizó con 100 posibles consumidores entre estudiantes
de la Universidad Tecnológica Equinoccial. A cada consumidor se le entregó
una muestracon un formulario y se le pidió que mediante escalas hedónicas
de 5 puntos, donde 5 representa “me gusta mucho” y 1 “me disgusta mucho,
indique su grado de aceptabilidad. Se evaluó los atributos de color, textura,
sabor y aceptabilidad global del producto, además se les preguntó si
estarían dispuestos a comprarlo. En el Anexo I, se muestra el formulario
utilizado.
3.5.2 FRITURA AL VACÍO
Para el proceso, se utilizó el equipo de fritura al vacío del Centro de
Investigación de Alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial.
Se sometieron a proceso de fritura al vació 200 g de rodajas de plátano
verde sin recubrir, de un espesor de 2 ± 0.1 mm, se utilizó aceite de marca
Danolin.El proceso se lo realizó a una temperatura de 120°C, durante 20 min
y posterior centrifugado a 0.5 Hz durante 10 min. Con la muestra obtenida se
realizóel análisis de humedad ydeterminación de materia grasa.
4 ANÁLISIS DE RESULTADOS
37
4 ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
4.1.1 ANÁLISIS FÍSICOS Y QUÍMICOS
Los valores promedios para cada una de las características físicas y
químicas de los plátanos verdes,variedad Dominicoanalizados, se muestran
en la Tabla 4.1 y el Anexo II se indica el ejemplo de los cálculos realizados.
Tabla 4.1Caracterización física del plátano verde Dominico.
Parámetro Físico y Químico Valor promedio1
Peso fruta (g) 157.4 ± 8.2
Peso pulpa (g) 90.5 ± 4.0
Peso de la cáscara (g) 66.7 ± 5.5
Diámetro fruta (cm) 3.90 ± 0.13
Diámetro pulpa (cm) 2.75 ± 0.16
Textura (kg) 3.45 ± 0.15
Solidos Solubles Totales (°Brix)
3.30 ± 0.40
pH 5.80 ± 0.10
Acidez Titulable (%) 0.10 ± 0.013 1 media ± desviación estándar (n=5)
En la Tabla 4.2 se muestran los datos del color externo e interno. En el
Anexo III se encuentra los detalles de este análisis.
38
Tabla 4.2Color externo e interno del plátano verde Dominico.
Coordenada * Color externo Color interno
L* 61.24 95.06
a* -49.07 -10.40
b* 49.71 38.47
*escala L*, a* y b* de Hunter
Los valores obtenidos en la caracterización física y química, se asemejan
con los valores de investigaciones realizadas por Arcila, Giraldo, Celis, y
Duarte (2002); Arequipa, Cajiao, y Perasso (2010). Al madurar la fruta se
presentan cambios significativos en su composición física y química, tales
como la hidrólisis del almidón que dan lugar a la formación de azúcares
reductores; el valor de pH disminuye conforme va aumentando la
maduración de la fruta, mientras que el contenido de ácido málico se
incrementa (Gallo, 1997). Estos valores en general, indican que la fruta
presenta las características indicadas de calidad para ser procesada según
el Codex Alimentarius (1997). Losparámetros de color que indica la Tabla
4.2 establece que la fruta esta se encuentra verde.
4.1.2 ANÁLISIS PROXIMAL
En la Tabla 4.2 se presentan los resultados obtenidos del análisis proximalen
el plátano verde y el Anexo IV se encuentra el ejemplo de los cálculos
realizados.
Tabla 4.3Análisis proximal del plátano verde
Parámetro Valor promedio 1
% Humedad 57.95 ± 0.36
% Cenizas 0.91 ± 0.14
% de materia grasa 0.19 ± 0.01 1 media ± desviación estándar (n=3)
39
Estos valores coinciden con otros estudios, entre ellos los realizados por la
Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura,
FAO (2012)en el plátano verde, los cuales se encuentran expresados en el
numeral 2.1.1.
4.2 ENSAYOS PRELIMINARES DE RECUBRIMIENTO
4.2.1 PREPARACIÓN DEL RECUBRIMIENTO Y ENSAYOS DE
TEMPERATURA DE DILUCIÓN
Al ensayar las temperaturas propuestas en el numeral 3.3 de la parte
experimental, se evidenció una de las características de la CMC, que es la
formación de grumos al ser humectada,por tal motivo fue necesario calentar
la solución.A 18°C el proceso de homogenización tardó mucho más y se
necesitó de mayor tiempo de agitación; por otro lado, a una temperatura de
90.5 °C, que es a la cual el agua entróen ebullición, se requirió de mayor
tiempo para que la solución se enfriara. Por tales motivos se seleccionó
60°C como la temperatura de disolución para todos los ensayos
posteriores.Esto lo corrobora investigaciones realizadas por Meyers (1990);
García et al. (2002), las cuales argumentan que la CMC y sus derivados se
caracterizan por tener propiedades de gelatinización térmica; para que este
proceso sea irreversible,la temperatura debe estar por encima de los 60 °C.
Las condiciones del proceso de fritura, que se indicaron en el Numeral 3.3
que permitieron obtener un producto con las mejores características
organolépticas fue de 155 ± 5 °C, durante 5 minutos las cuales se
establecieron para los procesos posteriores.
40
4.3 DISEÑO EXPERIMENTAL
Las variables del proceso fueron la concentración de CMC, el tiempo de
inmersión y las variables de respuesta el porcentaje de humedad y materia
grasa de las rodajas de plátano verde fritas, tal como se indicó en la Tabla
3.2 en el numeral 3.4.
4.3.1 PORCENTAJE DE HUMEDAD
En la Tabla 4.4 se muestran los valores obtenidos del análisis de humedad
para cada tratamiento aplicado y en el Anexo V, se indica los detalles de los
cálculos realizados
Tabla 4.4Porcentaje de Humedad para cada tratamiento.
Tiempo de inmersión (s)
Concentración CMC (%)
Humedad (%)1
5 0.5 1.37 ± 0.04
10 0.5 1.40 ± 0.09
20 0.5 1.53 ± 0.00
5 1.0 1.40 ± 0.01
10 1.0 2.25 ± 0.00
20 1.0 1.39 ± 0.21
5 1.5 1.60 ± 0.01
10 1.5 1.39 ± 0.06
20 1.5 2.17 ± 0.00 1 media ± desviación estándar (n=2)
Se evaluó la influencia de las variables del proceso: concentración de CMC y
tiempo de inmersión, sobre la variable de respuesta: % de humedad del
producto
encuentra
En la fi
tratamien
Letras Mide inmerLSD = 0.1
Figura 4
Aquí se
diferencia
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5
10
20
42
Como se explicó en el numeral 2.2.4, una de las propiedades de los
recubrimientos es la permeabilidad al vapor de agua; cuando se utiliza un
agente gelificante, como la CMC en este caso, permite un incremento en la
capacidad de retención de agua lo que ocasiona que el alimento no pierda
humedad durante fritura (Singthong & Thongkaew, 2009). Sin embargo, el
chifle es un producto que no contiene un porcentaje de humedad alto debido
a que este afecta a su textura, por tal motivo, se eligieron los tratamientos
cuyo contenido de humedad fueron los menores.
En las empresas dedicadas a la elaboración de alimentos, uno de los ideales
es utilizar eficientemente los recursos de tiempo y materia prima, por
ello,tratamientos con concentraciones menores de CMC (0.5%) y menores
tiempos de inmersión (5 s), cumplirían con este propósito, sin descartar
aquellos cuya concentración de CMC es mayor, como el tratamiento con
1.0% de CMC y 5 s de inmersión, que ejerce un mismo efecto sobre el
porcentaje de humedad.
4.3.2 PORCENTAJE DE MATERIA GRASA
En la Tabla 4.5 se aprecian los porcentajes de reducción en el contenido de
materia grasa que presentaron cada tratamiento respecto a su muestra
control que no tenía recubrimiento y en el Anexo VII se indican los detalles
de los cálculos realizados
Como se puede apreciar, el tratamiento con el cual se logró disminuir hasta
un 36%, fue el que contiene 1.0% de CMC y un tiempo de inmersión en la
solución de 5 s. Un porcentaje similar se obtuvo con el tratamiento de 1.5%
de CMC y 5 segundos de inmersión; también el tratamiento de 0.5% de CMC
y 5 segundos de inmersión, logró disminuir hasta un 32% de materia grasa
en el chifle.
43
Tabla 4.5Porcentaje de reducción de materia grasa para cada tratamiento.
Tiempo de inmersión (s)
Concentración CMC (%)
Aceite Reducido (%)1
5 0.5 32.76 ± 0.01
10 0.5 14.34 ± 0.04
20 0.5 18.29 ± 0.00
5 1.0 36.74 ± 0.01
10 1.0 27.91 ± 0.00
20 1.0 31.89 ± 0.03
5 1.5 36.51 ± 0.01
10 1.5 25.17 ± 0.02
20 1.5 24.25 ± 0.01 1 media ± desviación estándar (n=2)
Como se explicó en la sección 2.2.4, los recubrimientos a base de
hidrocoloides poseen un carácter hidrofílico, por lo cual, se esperan que
formen una buena barrera contra los lípidos y evitar así la absorción
excesiva de aceite en los procesos de fritura(Krochta et al., 1994).
En la Figura 4.2 se presentan los resultados del análisis de la influencia de
la concentración de CMC y tiempo de inmersión, sobre el contenido de
materia grasa o aceite absorbido de cada tratamiento con respecto al
control; se aplicó la prueba de LSD (p<0.05).
En el Anexo V se encuentra el resultado del análisis de interacción entre
estas dos variables.
Letras Mide inmerLSD = 3.9
Figura 4
Como se
de 5 s,
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destacar
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sultados
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5
10
20
45
Con base a los resultados obtenidos, se puede observar que hay un
incremento en el porcentaje de reducción en todos los tiempo de inmersión
(5, 10 y 20 s), cuando la concentración de CMC va de 0.5 a 1.0%, pero esta
tendencia se pierde al llegar a 1.5 % de concentración.Una tendencia similar
se observa en el estudio realizado por Singthong y Thongkaew (2009).
Por último, el tratamiento que contiene 5 s de tiempo de inmersión en
cualquiera de sus niveles de concentración de CMC, son los que lograron
reducir en mayor proporción el contenido de aceite absorbido, entre estos el
que alcanzó un mayor porcentaje de reducción fue el que tenía 1.0 % de
CMC en la solución del recubrimiento con un valor de 36.74% como se
indicóanteriormente en la Tabla 4.5.
4.4 CARACTERIZACIÓN DEL PRODUCTO FINAL
Del análisis del diseño experimental se determinó que el tratamiento con una
concentración de 1.0% de CMC y 5 s de inmersión en la solución, fue el que
logró disminuir en mayor porcentaje el aceite absorbido en el chifle. En la
Tabla 4.6 se detallan los resultados del análisis de humedad y materia grasa
que posee el chifle que fue sometido a este tratamiento.
Tabla 4.6Porcentaje de humedad y materia grasa del chifle con recubrimiento.
Tratamiento Humedad (%) 1 Materia grasa (%) 1
5 s – 1% CMC 1.38% ± 0.06 15.64 ± 0.15
1 media ± desviación estándar (n=2)
Estos parámetros cumplen con los establecidos por la Norma Técnica
Ecuatoriana INEN (2010) para bocaditos de productos vegetales, la cual
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47
Se observa que al freír los chifles con el método de fritura convencional, se
obtiene un 25.71% de aceite absorbido; con el método de fritura al vacío se
logra una disminución del porcentaje de aceite absorbido, de hasta un
12.02% de grasa en el producto final, y por último con el chifle que tiene
recubrimiento, se logra un 15.64% de aceite absorbido. Estos resultados
indican que la aplicación de un recubrimiento de CMC, logra reducir el
porcentaje de aceite absorbido en los chifles y que la fritura al vacío es un
método que logra resultados similares a los que se obtuvieron en este
estudio.
En cuanto a porcentaje de humedad, se observa que al aplicar el
recubrimiento, si bien se obtienen valores un tanto mayores en comparación
al método de fritura convencional, el recubrimiento no ejerce un efecto
significativo sobre esta variable. Esto se puede deber a la naturaleza del
recubrimiento; la CMC al pertenecer a la familia de los hidrocoloides, posee
un carácter hidrofílico, por lo que lo hace menos resistente a la pérdida de
humedad(Krochta et al., 1994).
4.4.2 ACEPTABILIDAD SENSORIAL
4.4.2.1 Aceptabilidad global
Se realizaron ensayos de aceptabilidad del producto mediante una encuesta
por escalas hedónicas a 100 posibles consumidores como se detalló en el
numeral 3.5.1.
En la Figura 4.4 se observa los resultados del grado de aceptabilidad global
para el producto final con recubrimiento.
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51
Adicionalmente se preguntó a los consumidores si estarían dispuestos a
comprar el producto, y se obtuvo un 98% de respuestas afirmativas.
Se obtuvieron buenos resultados en cada uno de los atributos puestos a
consideración de los consumidores, lo que demuestra que el aplicar un
recubrimiento a las rodajas de plátano verde fritas, no afecta a las
características organolépticas propias del producto. Esto también se
demostró en estudios realizados por Singthong y Thongkaew (2009), en el
cual los chifles recubiertos con CMC no mostraron diferencias en los
atributos de olor, sabor y color en comparación con las muestras control,
excepto en textura que obtuvo una mejor aceptación.
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
52
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
Se caracterizó física y químicamente al plátano verde dominico con lo
que se obtuvo un contenido de sólidos solubles totales de 3.30 °Brix,
un pH de 5.80 y un porcentaje de ácido málico de 0.10. Del análisis
proximal, se determinó que el plátano está constituido por un 57.95%
de humedad, 0.91% de cenizas y 0.19% de materia grasa.
De los ensayos preliminares, se establecióla temperatura de
disolución de la CMC fue a 60°C, a la cual se logra un mejor grado
de homogenización; y la temperatura y tiempo de fritura del chifle que
fue de 150 ± 5 °C.
A un tiempo de inmersión de 5 segundos de la rodaja de plátano
verde en la solución con recubrimiento, se consiguió el menor
porcentaje de humedad en el producto sometido previamente a fritura,
independientemente de las diferentes concentraciones de CMC
ensayadas (0.5, 1.0 y 1.5%).
La aplicación de un recubierto con CMC en el chifle, permitió reducir
el porcentaje de aceite absorbido por los chifles durante el proceso de
fritura, los mejores resultados se obtuvieron a una concentración de
1.0% de CMC y un tiempo de inmersión de 5 segundos, con lo que se
logró disminuir hasta un 37% de aceite absorbido.
Se determinó que el chifle con recubrimiento está constituido por
1.38% de humedad y 15.64% de materia grasa, valores que cumplen
con los establecidos por la Norma Técnica Ecuatoriana INEN.
53
De la comparación del chifle con recubrimiento con otros métodos de
fritura, se observó que se logra un menor porcentaje de aceite
absorbido a diferencia del método de fritura convencional con un 15%
y 25% respectivamente; mientras que con el método de fritura al vació
se alcanzó un porcentaje un tanto similar al del chifle con
recubrimiento con un 12% de aceite absorbido.
De los ensayos de aceptabilidad sensorial se concluyó que el
recubrimiento no afecta a los atributos de color, sabor y textura del
chifle. En cuanto a su aceptabilidad global el producto tuvo buenos
resultados con un 87% de acogida.
54
5.2 RECOMENDACIONES
Desarrollar pruebas de comparaciónde la eficacia de la CMC como
recubrimiento, con otros tipos de hidrocoloides como:metilcelulosa,
pectina,alignatos entre otros, que también logran disminuir el
contenido de aceite absorbido en productos fritos.
Realizar análisis de tiempo de vida útil del chifle con recubrimiento y
también del que no contiene recubrimiento, con el fin de determinar la
diferencia que hay entre los dos métodos.
Realizar estudios sobre la aplicación conjunta de recubrimiento y el
método de fritura al vacío, con el fin de conseguir una mayor
reducción del contenido de grasa en el producto.
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ANEXOS
ANEXO I
PRUEBA DE ACEPTABILIDAD DE CHIFLES CON
RECUBRIMIENTO
Universidad Tecnológica Equinoccial
Facultad de Ciencias de la Ingeniería - Carrera de Ingeniería de Alimentos
Laboratorio de Análisis Sensorial
PRUEBA DE ACEPTABILIDAD DE CHIFLES CON RECUBRIMIENTO
Nombre…………………………………………………………………………………… Edad: 15-17 18-20 21-23 24-26 27-29 >30 Por favor pruebe los chifles que se le da e indique su nivel de agrado marcando con una X en la casilla que mejor describe su sentir con la muestra Muestra No. Color Textura Sabor Aceptabilidad Global Me gusta mucho ………………………………………………………… Me gusta moderadamente …………………………………………………………. No me gusta ni me disgusta ………………………………………………………… Me disgusta moderadamente …………………………………………………………… Me disgusta mucho ……………………………………………………….. Compraría este producto SI NO Comentarios…………………………………………………………………………...………………………………………………………………………………………………………………………...… Gracias.
ANEXO II
CARACTERIZACIÓN FÍSICA Y QUÍMICA DEL
PLÁTANO VERDE DOMINICO
Peso
Tabla AII.1 Datos experimentales para el peso plátano verde
Muestra Peso fruta Peso pulpa Peso cáscara
1 150.1 89.0 61.1
2 162.0 94.2 67.4
3 149.3 87.6 61.3
4 168.6 95.2 73.4
5 156.9 86.4 70.5
Promedio 157.4 90.5 66.7
Desv. Estándar 8.2 4.0 5.5
Diámetro
Tabla AII.2 Datos experimentales para el diámetro plátano verde
Muestra Diámetro total
(g) Diámetro pulpa
(g)
1 3.67 2.70
2 3.90 2.72
3 3.95 2.56
4 3.98 2.99
5 3.99 2.77
Promedio 3.90 2.75
Desv. Estándar 0.13 0.16
Textura
Tabla AII.3 Datos experimentales para la textura del plátano verde
Muestra 1 2 3 4 5 Promedio Desviación Estándar
Textura (kg)
3.44 3.24 3.64 3.51 3.41 3.45 0.15
Solidos Solubles:
valor obtenido x factor de dilución
Ejemplo: 1.1 x 3 = 3.3
pH:
Tabla AII.4 Datos experimentales para el pH plátano verde
Muestra pH
1 5.8
2 5.8
3 5.8
4 5.6
5 5.9
Promedio 5.8
Desv. Estándar 0.1
Acidez Titulable:
Se empleó la siguiente ecuación:
% Acidez TitulableV N Meq
Mm100
Datos:
Normalidad NaOH: 0.1
Meq.ácido málico: 0.067
Masa muestra: 8.33
Ejemplo:
% Acidez Titulable . . .
.100 0.113%
ANEXO III
DATOS DEL COLOR EXTERNO E INTERNO DEL
PLÁTANO VERDE DOMINICO
Color
Resultados de la conversión de la escala RGB a L*, a* y b* de Hunter
Color externo:
Figura AIII.1 Datos experimentales para el color externo del plátano verde
Color interno:
Figura AIII.1 Datos experimentales para el color interno del plátano verde
ANEXO IV
ANÁLISIS PROXIMAL DEL PLÁTANO VERDE
DOMINICO
Para la determinación de humedad, cenizas y materia grasa, se emplearon
las siguientes ecuaciones respectivamente:
% Humedad m2 m3m2 m1
100
Donde:
m1 = masa de la cápsula vacía y con su tapa en gramos
m2 = masa de la cápsula tapada con la muestra antes del secado
m3 = masa de la cápsula con tapa más la muestra desecada, en gramos
% Ceniza m3 m1m2 m1
100
Donde:
m1 = masa del crisol vacío y tarado en gramos
m2 = masa del crisol con la muestra antes de incinerar, en gramos
m3 = masa del crisol más la muestra incinerada, en gramos
% Materia Grasa m2 m1
m100
Donde:
m1 = masa del dedal vacío y tarado, en gramos
m2 = masa del dedal con la muestra sin grasa, en gramos
m3 = masa de la muestra seca, en gramos
Los resultados de los análisis por triplicado se exponen a continuación:
Tabla AIV.1 Datos experimentales para el análisis proximal del plátano verde
Muestra Humedad
(%) Ceniza
(%) Grasa
(%)
1 57.539 1.055 0.200
2 58.112 0.771 0.189
3 58.201 0,904 0.201
Promedio 57.951 0.910 0.197
Desv. Estándar 0.359 0.142 0.007
ANEXO V
ANÁLISIS DE PORCENTAJE DE HUMEDAD PARA
CADA TRATAMIENTO APLICADO
Tabla AV.1 Datos experimentales para la determinación de humedad en chifles con recubrimiento
Tratamiento peso
muestra (g)
peso cápsula vacía (g)
peso cápsula + muestra
(g)
peso cápsula + muestra seca
(g)
Humedad (%)
Promedio (%)
1 3.040 73,119 76.159 76.118 1.35%
1.37% 2.937 65,627 68.564 68.523 1.40%
control 3.015 76,590 79.605 79.580 0.83% 0.83%
2 3.068 39.490 42.558 42.517 1.34%
1.40% 3.000 39.697 42.697 42.653 1.47%
control 3.015 76.590 79.605 79.583 0.73% 0.92%
3 2.941 73.131 76.072 76.027 1.53%
1.53% 3.008 76.604 79.612 79.566 1.53%
control 3.058 65.639 68.697 68.669 0.92% 0.92%
4 3.030 73.120 76.150 76.108 1.39%
1.40% 3.046 65.627 68.673 68.630 1.41%
control 3.015 76.590 79.605 79.583 0.73% 0.73%
5 2.976 73.139 76.115 76.048 2.25%
2.25% 3.017 75.013 78.030 77.962 2.25%
control 2.979 76.627 79.606 79.566 1.34% 1.34%
6 3.009 73.145 76.154 76.108 1.53%
1.39% 2.975 60.637 63.612 63.575 1.24%
control 3.017 74.467 77.484 77.458 0.86% 0.86%
7 2.992 73.146 76.138 76.086 1.60%
1.60% 3.021 60.634 63.655 63.607 1.75%
control 3.054 76.618 79672 79.649 0.75% 0.75%
8 3.014 73,147 76.161 76.118 1.43%
1.39% 3.040 60.634 63.674 63.633 1.35%
control 3.029 76.618 79.647 79.619 0.92% 0.92%
9 2.998 70.004 73.002 72.937 2.17%
2.17% 2.997 65.652 68.649 68.584 2.17%
control 3.017 78.474 81.491 81.452 1.29% 1.29%
ANEXO VI
ANÁLISIS DE INTERACCIÓN ENTRE LAS VARIABLES
DE TIEMPO DE INMERSIÓN Y CONCENTRACIÓN DE
CMC, SOBRE LA VARIABLE DE RESPUESTA: % DE
HUMEDAD DEL PRODUCTO CON RECUBRIMIENTO
Figura AVI.1 Análisis de interacción para la humedad del chifle con recubrimiento
Concentración de CMC (%)
Hum
edad
(%
)
Tiempo de inmersión (s)51020
Interacciones y 95.0% de Fisher LSD
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
0.5 1.0 1.5LSD = 0.17855
ANEXO VII
ANÁLISIS DE PORCENTAJE DE MATERIA GRASA
PARA CADA TRATAMIENTO APLICADO
Tabla AVII.1 Datos experimentales para la determinación de grasa en chifles con recubrimiento
Tratamiento peso
muestra (g)
peso dedal vacío
(g)
peso dedal + muestra
(g)
peso dedal + muestra sin grasa
(g)
Grasa (%)
Promedio (%)
Reducción (%)
1 1,998 2,495 4,493 4,209 14,21%
14,33% 32,76% 2,057 2,386 4,443 4,146 14,44%
control 2,023 2,487 4,510 4,079 21,30% 21,30%
2 2,074 2,462 4,536 4,149 18,66%
18,13% 14,34% 2,029 2,591 4,620 4,263 17,59%
control 2,065 2,537 4,602 4,165 21,16% 21,16%
3 2,026 2,340 4,366 3,956 20,24%
20,19% 18,29% 2,085 2,475 4,560 4,14 20,14%
control 1,991 2,529 4,520 4,028 24,71% 24,71%
4 2,064 2,347 4,411 4,081 15,99%
16,14% 36,74% 1,989 2,329 4,318 3,994 16,29%
control 1,995 2,344 4,339 3,83 25,51% 25,51%
5 2,019 2,307 4,326 3,945 18,87%
18,83% 27,91% 2,081 2,487 4,568 4,177 18,79%
control 2,029 2,295 4,324 3,794 26,12% 26,12%
6 1,992 2,426 4,418 3,993 21,34%
21,98% 31,89% 2,056 2,514 4,570 4,105 22,62%
control 2,002 2,486 4,488 3,842 32,27% 32,27%
7 2,009 2,210 4,219 3,942 13,79%
13,90% 36,51% 2,013 2,463 4,476 4,194 14,01%
control 2,010 2,355 4,365 3,925 21,89% 21,89%
8 2,039 2,533 4,572 4,248 15,89%
15,64% 25,17% 2,035 2,427 4,462 4,149 15,38%
control 2,058 2,197 4,255 3,825 20,89% 20,89%
9 1,995 2,461 4,456 4,114 17,14%
17,03% 24,25% 2,027 2,412 4,439 4,096 16,92%
control 1,997 2,352 4,349 3,900 22,48% 22,48%
ANEXO VIII
ANÁLISIS DE INTERACCIÓN ENTRE LAS VARIABLES
DE TIEMPO DE INMERSIÓN Y CONCENTRACIÓN DE
CMC, SOBRE LA VARIABLE DE RESPUESTA: % DE
ACEITE REDUCIDO DE PRODUCTO CON
RECUBRIMIENTO
Figura AVIII.1 Análisis de interacción para el % de grasa del chifle con recubrimiento
Concentración CMC (%)
Ace
ite r
educ
ido
(%
)
Tiempo de inmersión (s)51020
Interacciones y 95.0% de Fisher LSD
12
17
22
27
32
37
42
0,5 1 1,5
LSD = 3.9085
Fig
FO
gura AIX.2
OTOGR
Figura A
2CMC utiliz
ANEX
AFÍAS D
AIX.1Plátan
zada para l
XO IX
DEL PR
no verde D
la elaborac
ROCESO
ominico
ción del rec
O
cubrimient
to
Figura
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a AIX.4Muf
AIX.3Estuf
fla eléctrica
fa utilizada
a utilizada
a en el aná
en el anál
lisis de hu
isis de cen
medad
niza del plá
átano
Figura
a AIX.5Equ
Figu
uipo de ext
ra AIX.6Ag
tracción so
gitador ma
oxhlet utiliz
agnético m
zado en an
ultiposicion
nálisis de g
nes
grasa
Figura AIX.7Aplicación de recubrimiento a las rodajas de plátano verde
Figura AIX.8Rodajas de plátano verde recubiertas
Figura AIX.9Freidora eléctrica empleada en la fritura de chifles.
Figurra AIX.10C
Figura
Chifles con
AIX.11Mu
n recubrimi(derec
uestras par
ento (izquicha)
ra prueba d
ierda), sin
de aceptab
recubrimie
bilidad
ento
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