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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA ESCUELA DE POSTGRADO MAESTRA EN TECNOLOGA DE ALIMENTOS

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VIDA TIL DEL YOGUR BIONATURAL USANDO EL MTODO DEL VALOR Q10 Y ANLISIS DE SUPERVIVENCIA

SHELF LIFE OF BIONATURAL YOGURT USING Q10 VALUE METHOD AND SURVIVAL ANALYSIS

R. Snchez, F. Cerrn, J. Canchuricra, M. Aquino*

Universidad Nacional Agraria La Molina, Escuela de Post grado, Especialidad en Tecnologa de Alimentos, Laboratorio fisicoqumica y Microbiologa, Per.

Recibido, 26 de julio del 2013

RESUMEN Uno de los alimentos que actualmente tienen una gran demanda para el consumo diario es el yogur bionatural, cuyas caractersticas son favorables para la salud humana, ya que es una fuente natural de calcio y alto valor nutritivo. Es necesario consumir seguro, sin haber sufrido ningn deterioro, y este es un tema fundamental, ya que depende de la salud de los consumidores. El objetivo de esta investigacin fue estimar el tiempo de vida til del yogurt bionatural marca La Molina; utilizando la metodologa del valor Q10 y el anlisis de supervivencia. Para la estimacin de la vida til del yogurt bionatural, se utiliz un panel semi-entrenado (evaluadores), que mediante pruebas sensoriales cuantificaron los parmetros de calidad y el deterioro del yogur bionatural en funcin al tiempo. Las muestras de yogurt se almacenaron a diferentes temperaturas (4 y 10C), y se sometieron a los anlisis microbiolgico (recuento de coliformes, hongos y levaduras) y fisicoqumico (pH y viscosidad). No se observaron cambios microbiolgicos en las muestras evaluadas ya que no sobrepasaron los lmites establecidos segn la norma de criterios microbiolgicos; en cuanto al pH, este se mantuvo constante para ambas temperaturas durante el periodo de evaluacin; mientras que la viscosidad, si hubo cambio con respecto al tiempo. Los resultados muestran que la vida til de este producto utilizando la metodologa del valor Q10 fue de 29 das almacenada a 6C; lo que coincide con el tiempo indicado por el fabricante en la etiqueta del producto; mientras que para el mtodo de anlisis de supervivencia fue de 44 das. Por lo tanto la vida til de un producto no se puede establecer solo a base de datos microbiolgicos y fisicoqumicos; si no tambin se puede hacer uso de pruebas sensoriales para identificar a travs del evaluador, cuando el producto pierde sus caractersticas y se hace inaceptable. Key Words: Vida til, sensorial, yogurt bionatural, valor Q10, anlisis supervivencia.

ABSTRACT

One of the foods that are currently in high demand for everyday consumption is the bionatural yogurt, whose characteristics are favorable for human health because it is a natural source of calcium and high nutritional value. You need to consume safe without having suffered any damage and this is a fundamental issue, since it depends on the health of consumers. The objective of this research was to estimate the lifetime of bionatural yogurt brand "La Molina"; value using the methodology of Q10 and survival analysis. A semi-trained panel (evaluators) which sensory testing quantified by the quality parameters and deterioration of yogurt bionatural function of time was used to estimate the lifetime of bionatural yogurt. The yogurt samples are stored at different temperatures (4 and 10C), and the microbiological analysis (coliform count, molds and yeasts) and physicochemical (pH, viscosity) were subjected. No changes were observed in microbiological samples evaluated as they did not exceed the limits set according to standard microbiological criteria; for pH, this constant for both temperatures was maintained during the evaluation period; while the viscosity, if there was a change with respect to time. The results show that the life of the product using methodology Q10 value was stored 29 days at 6C; which coincides with the time specified by the manufacturer on the product label; while for the method of analysis of survival was 44 days. Thus the life of a product cannot be set only based on microbiological and physicochemical data; if not you can also make use of sensory testing to identify through the evaluator when the product loses its characteristics and becomes unacceptable.

*Correspondencia. Tel.: 980206363; 5412923 E-mail: [email protected] (M. Aquino).

Tecnologa de Alimentos UNALM Vida en Anaquel de los Alimentos

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1. INTRODUCCIN

La necesidad de consumir alimentos en buen estado, sin haber sufrido deterioro alguno, es fundamental en los seres humanos, ya que de ella depende su buena salud. Uno de los alimentos que en la actualidad tiene alta demanda de consumo diario es el yogur bionatural, cuyas caractersticas son favorables para la salud del ser humano, por ser sta una fuente natural de calcio y alto poder nutritivo (Tola, 2006). De acuerdo con Hough et al. (2007) la vida til de la mayora de los productos alimenticios est limitada por los cambios en sus caractersticas sensoriales. En este contexto, sensorial estimacin de la vida til de los alimentos se ha convertido en un tema de la investigacin continua y extensa tanto en los mecanismos de deterioro que ocurren en sistemas alimentarios y el desarrollo y aplicacin de metodologas para la estimacin de la vida til (Manzocco y Lagazio, 2009). Varios autores han informado de que la informacin presentada en las etiquetas podra tener una influencia importante en la aceptacin de alimentos (Jaeger, 2006), lo que sugiere que las fechas de vida til podran significativamente influir en las expectativas de los consumidores y la percepcin de los productos alimenticios. El sabor final del yogur se asocia con la presencia de varios compuestos, a saber: cidos no voltiles (lctico o pirvico), voltiles cidos (butrico actico a) compuestos de carbonilo (acetaldehdo a compuestos diacetil) y miscelneos (aminocidos a los productos formado por la degradacin trmica) (Tamime y Robinson, 2001). El factor de aceleracin Q10 es una manera prctica y confiable de predecir el efecto de las variaciones de temperaturas de almacenamiento en un alimento, el cual indica el nmero de veces que se modifica la velocidad de una reaccin de

deterioro cuando la temperatura es variada en 10C (Toroky y King, 1991). Los investigadores establecen que el modelo Q10 puede ser usado para describir que tan rpida puede ir una reaccin, incluyendo las altas temperaturas. Si el factor de aceleracin de temperatura es dado, entonces se extrapola para temperaturas ms bajas (Ibarz y Naves, 1995). El objetivo de la presente investigacin fue realizar un estudio fsico-qumico y sensorial del yogur bionatural aplicando el factor de aceleracin de Q10 y el mtodo de supervivencia con la finalidad de estimar el tiempo la vida til de dicho producto. 2. MATERIALES Y MTODOS

2.1. Muestra Yogur bionatural marca La Molina (24 muestras) fue adquirida en la planta piloto de lcteos UNALM (un da despus de la fecha de elaboracin), y se mantuvo a 4 y 10C (luego de su compra). Los resultados obtenidos al inicio del estudio fueron tomados como tiempo cero (da 0). 2.2. Estudio del tiempo de vida til 2.2.1. Anlisis Sensorial Se trabaj con cinco panelistas semi-entrenados para la evaluacin sensorial durante el almacenamiento del yogur bionatural a 4 y 10C. Cada da de anlisis, las muestras fueron retiradas de los armarios de almacenamiento (para ser atemperadas al ambiente), y se evaluaron sensorialmente mediante pruebas de aceptacin con escala hednica de noveno grado. Los puntajes fueron asignados para las diferentes caractersticas de sabor, olor y textura. Un valor menor igual a 6.5 fue el lmite de aceptacin sensorial que marc el final de la vida til del yogur bionatural.


3

2.2.2. Anlisis fisicoqumico pH El pH del yogur se determin con un potencimetro (HANNA), el cual cuenta con un electrodo de penetracin y un termmetro. Viscosidad Se midi utilizando un viscosmetro Brookfield rotativo controlado por un ordenador PROGRAMMABLE RHEOMETER, que consta de una unidad electrnica y de sistemas de medicin de diferentes rangos de viscosidad, un sensor de medicin de temperatura, un termostato y un software. Para la medicin se utiliz el spindle 5, el esfuerzo cortante y la viscosidad fueron medidos y registrados a diferentes velocidades de cizallamiento; todas las mediciones se llevaron a cabo a temperatura ambiente (25C).

2.2.3. Anlisis Microbiolgico Se realiz el recuento microbiolgico a travs de la tcnica en placas; de coliformes, hongos y levaduras; que solicita la NTS 071-MINSA en leches fermentadas y yogur (inicio y final del estudio). Se utiliz como medio de base agar OGY (coliformes) y VRBA (mohos y levaduras), se procedi a realizar las diluciones y a sembrar en placas Petri para luego incubar a 37C por 48 horas. Este anlisis tambin nos sirve para conocer el estado higinico sanitario de las muestras evaluadas. 2.3. Anlisis de Datos El puntaje obtenido despus de realizada la evaluacin sensorial; se promedi para cada uno de los atributos evaluados (sabor, olor y textura) a diferentes temperaturas (4 y 10C); luego los datos se sometieron a regresin para identificar la orden de reaccin (orden cero o uno). Se determin la pendiente para cada caso. Orden de Reaccin: Orden cero:

Orden uno: Donde: A: Calidad a tiempo t. A0: Calidad a tiempo cero. k: Constante de velocidad de reaccin. t: Tiempo La estimacin del tiempo de vida til se determinar mediante dos mtodos: Valor Q10: Est definido como la variacin de la velocidad de reaccin cada 10C; ste mtodo es utilizado en las estimaciones de vida til de alimentos. Esta variacin se define de la siguiente forma:

Donde: K: Constante velocidad de reaccin (pendiente).

T: Diferencia de temperatura (C). Mtodo de supervivencia: Este mtodo utiliza como modelo la Weibull. Se utiliza con la finalidad de determinar la vida til de los alimentos; es decir conocer el tiempo en el cual el consumidor rechaza el producto. Se define como la probabilidad de que un consumidor rechace un producto almacenado en el tiempo t. El riesgo no estara enfocado sobre el deterioro del producto, sino sobre el rechazo del consumidor hacia el producto (Curia y Fiszmanz, 2005). El mtodo de supervivencia, por su gran versatilidad es capaz de explicar distintos tipos de deterioro en los productos alimenticios durante su almacenamiento (Cantillo y Fernndez, 1998). Para trminos del estudio se evaluara en funcin al atributo sabor. La funcin est determinada por siguiente funcin:

(

)


4

Para el ploteo de datos se tienen en cuenta las siguientes expresiones:

(

)

[ ]

(

)

Donde: : Tiempo de vida caracterstico(>0) : Parmetro de forma, inversa de la pendiente

(>0). t: Tiempo. H: Factor de riesgo. 3. RESULTADOS Y DISCUSIONES 3.1. Evaluacin sensorial Despus de 42 das de evaluacin, se obtuvieron los resultados de aceptacin del yogur bionatural a 4 y 10C; evalundose el atributo sabor, olor y textura; de los cuales el sabor fue el que al finalizar la evaluacin obtuvo la puntuacin ms baja, seguido por la textura, luego el olor. 3.2. Anlisis fisicoqumico

Se observ que el pH se mantuvo casi constante en todo el tiempo de evaluacin presentando subidas y bajadas pero no se alej significativamente del valor inicial (Figura 1).

Figura 1: Comportamiento del pH en funcin al tiempo en das, durante el almacenamiento a 4 y 10C. Segn Illescas (2001) una de las principales propiedades del yogur es el pH; debido a que en su elaboracin se busca disminuir el pH de la leche (6.5 6.7) y llegar al pH del yogur (3.7 4.6), el cual le confiere el olor y sabor caracterstico. Los valores obtenidos en nuestra investigacin se encuentran dentro de los valores especificados por el autor. Rivas (2000) reporta en su estudio valores de pH similares a los obtenidos en nuestro estudio los cuales se encuentran dentro del rango establecido para este producto. Alatriste (2002) indica que la acidez y el pH son parmetros muy importantes debido a que indican la presencia de microorganismos que pueden estar presentes, desarrollarse o deteriorar el alimento. En cuanto a la viscosidad se obtuvo un decremento considerable en ambas condiciones de almacenamiento (4 y 10C). Para establecer el lmite de viscosidad del yogur, tomamos la viscosidad de un yogurt vencido el cual fue de 15000 cp. Este dato fue el que tomamos como base para determinar el fin de la vida til del yogur en funcin a su viscosidad (Figura 2).

4

4,1

4,2

4,3

4,4

4,5

4,6

4,7

4,8

4,9

5

0 10 20 30 40

pH

Tiempo (das)

pH 4C

pH 10C


5

Figura 2: Comportamiento de la viscosidad (cp) en funcin al tiempo en das, durante el almacenamiento a 4 y 10C. Podemos observar de la Figura 2 que la viscosidad del yogur bionatural, llega al valor lmite establecido por un producto vencido de las mismas caractersticas aproximadamente en el da 40. En cuanto al comportamiento del yogur bionatural como fluido, Peleg y Bagley (1983) indican que este presenta el comportamiento de un fluido no newtoniano de tipo Pseudoplstico, ya que su viscosidad disminuye en funcin al tiempo. 3.3. Anlisis microbiolgico Todas las muestras fueron sometidas al anlisis microbiolgico (coliformes, levaduras y mohos), resultando que las muestras eran aptas para el consumo humano (da cero y da 42), segn lo especificado por la NTS 071-MINSA. Los anlisis se realizaron en el laboratorio de microbiologa de la facultad de Industrias Alimentarias UNALM.

Cuadro 1: Recuento microbiolgico del yogur bionatural al inicio y fin del estudio.

T (C)

Tiempo (Da)

Microorganismos

Hongos y Levadura (UFC/ml)

Coliformes (UFC/ml)

NTS 071- MINSA

4 0 Ausencia 0 102

(coliformes, hongos y levaduras

42 10 0

10 0 Ausencia 0

42 160 1

3.4. Determinacin del orden de la cintica de

reaccin Los datos obtenidos se sometieron a regresin, donde se determin que los valores obtenidos de la evaluacin sensorial y la viscosidad del yogur bionatural siguen una reaccin de orden cero; es decir poseen una tendencia tipo lineal (figura 2, 3, 4 y 5), ya que el valor R2 es ms cercano a 1. Los valores de R2 obtenidos se muestran en la Cuadro 2. Cuadro 2: Valores de R2 para determinar el orden de la reaccin de los datos sometidos a evaluacin.

T (C)

Sabor Olor Textura Viscosidad

n=0 n=1 n=0 n=1 n=0 n=1 n=0 n=1

4 0.93 0.91 0.81 0.80 0.97 0.96 0.97 0.91

10 0.99 0.99 0.90 0.97 0.96 0.96 0.96 0.92

Figura 3: Comportamiento del atributo sabor en funcin al tiempo en das, durante el almacenamiento a 4 y 10C.

y = -418,87x + 32055 R = 0,973

y = -401,54x + 30295 R = 0,9598

0

10000

20000

30000

40000

0 10 20 30 40 50

Vis

cosi

dad

(cp

)

Tiempo (das)

Viscosidad 4C

Viscosidad 10C

y = -0,0479x + 8,1005 R = 0,929

y = -0,058x + 8,1032 R = 0,9889

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

Pu

nta

je

Tiempo (das)

Sabor 4CSabor 10C


6

Figura 4: Comportamiento del atributo olor en funcin al tiempo en das, durante el almacenamiento a 4 y 10C.

Figura 5: Comportamiento del atributo textura en funcin al tiempo en das, durante el almacenamiento a 4 y 10C.

Cuadro 3: Valores de la constante de velocidad de reaccin (K) de cada atributo para cada temperatura de almacenamiento.

T (C)

Pendiente K

Sabor Olor Textura Viscosidad

K4 0.0478695 0.0309895 0.04786954 418.86667

K10 0.0580454 0.0451838 0.05594716 401.53544

3.5. Determinacin del tiempo de vida til Mtodo Valor Q (10) Se trabaj interpolando a temperatura 6C; a partir de las temperaturas de almacenamiento que fueron 4 y 10C.

Cuadro 4: Tiempo estimado de vida til del yogurt bionatural La Molina a 6C.

Atributo Evaluado

Q10 K6 Tiempo de

vida til (das)

Sabor 1.379 0.051 29

Olor 1.875 0.035 43

Textura 1.297 0.050 34

Viscosidad 1.073 424.808 40

Podemos observar el atributo que demarca el fin de la vida til del yogurt bionatural es el sabor, ya pasado los 29 das de vida, la aceptabilidad en funcin al sabor disminuye, por lo tanto el producto pierde sus parmetros de calidad. Incrementndose el deterioro a los 34 das por la prdida de textura, a los 40 das por la cada de la viscosidad y a las 43 das por la presencia de un olor no caracterstico. Mtodo de Supervivencia Se trabajaron con datos obtenidos de la evaluacin del atributo sabor, que fue el factor que marco el fin de la vida til para el mtodo del valor Q10. Los valores menores a 6.5 fueron considerados como rechazos por parte del panel. Luego de realizar el ploteo de los datos, se realiz la grfica de los riesgos acumulados donde se relacionan los valores de Ln (H) vs. Ln (t); estos valores muestran la ecuacin donde se encuentran la pendiente y el Ln (); que nos ayudaran a calcular el tiempo de vida til del yogur bionatural mediante este modelo.

Figura 6: Riesgos acumulados del mtodo de supervivencia.

y = -0,031x + 8,0277 R = 0,807

y = -0,0452x + 8,2393 R = 0,8905

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

Pu

nta

je

Tiempo (das)

Olor 4C

Olor 10C

y = -0,0479x + 8,2005 R = 0,9704

y = -0,0559x + 8,1493 R = 0,9674

0

3

6

9

0 10 20 30 40 50

Pu

nta

je

Tiempo (das)

Textura 4C

Textura 10C

y = 0.1451x + 3.8463 R = 0.7099

3,3

3,4

3,5

3,6

3,7

3,8

3,9

-3,0 -2,0 -1,0 0,0

Ln (

t)

Ln (H)


7

Cuadro 5: Parmetros y , y tiempo estimado de vida til del yogur bionatural, mediante el mtodo de supervivencia (50% de probabilidad de riesgo).

Pendiente ln ln(t) t (das)

0.15 6.89 3.85 46.82 3.79 44.39

El tiempo estimado de vida til para el yogur bionatural, mediante el mtodo de supervivencia; es de 44 das.

Los resultados obtenidos por el mtodo del valor Q10, determina que el tiempo de vida til del yogur bionatural es de 29 das almacenado a 6C, este valor es muy cercano al especificado por el fabricante que fue de 30 das en condiciones de almacenamiento entre 2 y 6C. El valor obtenido por el valor Q10 fue establecido despus de la evaluacin sensorial de tres atributos (sabor, olor y textura) y de la determinacin de la viscosidad de las muestras almacenadas a 4 y 10C. Segn el grupo de panelistas el atributo sabor despus de los 29 das se hace inaceptable, a pesar que los dems atributos evaluados an tenan aceptabilidad; pero por seguridad se establece que el tiempo de vida til ms corto, y para este estudio fue de 29 das. Para el mtodo de supervivencia, se evalu los datos obtenidos sensorialmente en funcin al atributo sabor; y se determin una vida til de 44 das. Dndole un margen de 15 das ms de lo especificado por el fabricante y de lo reportado por el mtodo del valor Q10. Cruz et al. (2010) realiz la determinacin de vida til del yogur natural almacenado a 10C a partir del mtodo de supervivencia, donde obtuvo que al 50% de probabilidad de rechazo de producto la vida til del yogurt fue de 53 das; este resultado es lejano al obtenido por nuestro estudio tomando en cuenta la diferencia de temperaturas ya que a 6C se obtuvo 44 das de vida til y el autor reporta a 10C de

almacenamiento en 53 das; cuando a mayor temperatura se debera de obtener menor. Tamine y Robinson (2007) menciona que el mtodo de supervivencia, no es muy preciso para determinar la vida til; ya que se realiza en funcin a un grupo de personas no entrenadas, las que solo evalan un atributo del producto, por lo tanto solo se tomara en cuenta como un valor probable pero no exacto. Agreda y Gonzlez (2006) realizaron un estudio de vida til para el yogur natural marca LABNEH. Para la evaluacin del tiempo de vida til se seleccion como indicador de deterioro el % de acidez. Se determin el valor final de este indicador de deterioro (%acidez), a travs de la evaluacin sensorial realizada por un panel semi-entrenado y este valor fue el correspondiente al da que fue rechazado el producto por los panelistas. La vida til del producto se determin mediante el modelo cintico, siendo este de 33 das, tiempo cercano a lo obtenido por nuestros estudios a travs del mtodo de valor Q10. En este caso los autores analizaron los datos obtenidos en la evaluacin sensorial a travs de un ANVA y la prueba de Kruskal Wallis por medio del paquete estadstico Statistic 8.0. Por otro lado Poblete y Martnez (2011) realizaron un estudio de la vida til de yogur natural en funcin a anlisis fisicoqumicos y microbiolgicos para una muestra de yogur refrigerada (10C) y una muestra expuesta a temperatura ambiente. Ellos reportaron el fin de la vida til del yogur expuesto al ambiente a los 10 das de evaluacin, despus de observar un cambio de coloracin y presencia de mohos; mientras que para la muestra refrigerada el tiempo de vida til fue de 24 das, ya que la muestra comenz a presentar grumos y perder consistencia. Alcal y Yez (2011) realizaron un estudio en yogur natural, reportando como tiempo de vida til 24 das, en funcin al cambio de textura tornndose sta de cremosa a grumosa cuando


8

la temperatura de evaluacin de la muestra es de 7.9C. Este valor coincide con el valor reportado por Poblete y Martnez (2011), quienes tambin indican que la caracterstica del producto que se vio ms rpidamente degradada fue la textura del producto. En nuestros resultados la textura cambia a partir del da 34 (Cuadro 4), es decir toma diez das ms de vida en comparacin con los otros dos estudios; este valor presenta diferencia significativa respecto a los valores reportados por los dems estudios. Tamine y Robinson (2007) indican que parmetros como el color, humedad, densidad acidez titulable, sinresis; tambin se deben de tener en cuenta para realizar un estudio mucho ms completo en el yogur natural. 4. CONCLUSIONES El tiempo de vida til estimado para el yogur bionatural marca La Molina, se determin utilizando un panel sensorial semi-entrenado, anlisis microbiolgicos y fisicoqumicos a diferentes condiciones de temperatura. El tiempo de vida til estimado para el yogur bionatural a 6C por el mtodo de Valor Q10 es de 29 das, mientras que por el mtodo de supervivencia fue de 44 das. Las consideraciones tericas desarrolladas en el marco de la cintica qumica para la determinacin de la vida til de los productos alimenticios, tanto para orden cero y orden uno, han sido sometidos al ajuste experimental de cuyo anlisis se ha podido apreciar con la ayuda del coeficiente de determinacin y la observacin de las grficas de regresin, que la cintica del deterioro del yogurt obedece al comportamiento de una cintica de orden cero por tener una tendencia lineal. Los anlisis microbiolgicos demostraron que al inicio y final del estudio del yogurt bionatural, el

producto mantuvo valores permisibles estipulados por la Norma de los criterios microbiolgicos; es decir que no causaran dao al consumidor. El pH se mantuvo constante durante el periodo de evaluacin para ambas temperatura (4 y 10C). El atributo que determino el fin de la vida til del yogur bionatural en la evaluacin sensorial, fue el atributo sabor. Seguido por la textura y el olor. El valor lmite para la viscosidad fue de 15000 cp, valor reportado por el producto vencido. Las muestras llegaron a este valor aproximadamente en el da 40 (4 y 10C). El tiempo estimado de vida til del yogur bionatural en sus diferentes caractersticas sensoriales (sabor, olor y textura) y fisicoqumicas (pH y viscosidad), establecen una relacin inversa entre las condiciones de almacenamiento y el tiempo de vida til; es decir a mayor temperatura menor tiempo de vida til. 5. AGRADECIMIENTO Al Dr. Vargas, por su apoyo incondicional en la realizacin del estudio y por facilitarnos las instalaciones de la Planta Piloto de Lcteos La Molina. Al Dr. Silva, por concedernos el permiso de realizar nuestros anlisis microbiolgicos en el laboratorio de Microbiologa de la Facultad de Ingeniera Alimentaria. Al Ing. Jos Mayta, por su apoyo en formar el grupo de panelistas semi-entrenados para nuestro estudio. Al Ing. Salas; por brindarnos los conocimientos tericos y prcticos en el desarrollo del curso.


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6. BIBLIOGRAFA

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