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Journal of Food Chemistry (2013) 3-9 Journal of Food Chemistry Desnaturalización y reconocimiento de proteínas Paola Vargas a* Oscar Carrillo b , Leonardo Silva c a, b, c Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja RESUMEN: En el presente trabajo se realizó la desnaturalización de proteínas presentes en varios alimentos, Leche, yogurt y huevo; teniendo en cuenta agentes que favorecen este fenómeno (pH, temperatura, presencia de sales). Los resultados observados mostraron que la desnaturalización se favorece a altas temperaturas, en medios acidos y en sales divalentes, de la misma manera, el huevo fue el que presento un mayor grado de desnaturalización a las condiciones presentadas. Palabras Clave: proteína, desnaturalización, precipitación, pH, acidez, alcalinidad, prueba de Biuret. ABSTRACT: his work realized the denaturalization of proteins in some foods, milk, yogurt and egg, with their causes that protect this phenomenon (pH, temperature, salts presence). The results shown that this denaturalization is favored in high temperatures, acid conditions and divalent salts, in the same way, the egg protein presented a high value of denaturalization in the conditions presented. Keywords: Protein, Denaturalization, Precipitation, pH, acidity, basicity, Biuret test. 1. Introducción: La leche contiene cientos de tipos de proteínas, la mayoría de ellas en muy pequeñas cantidades; estas pueden ser clasificadas de diferentes

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Journal of Food Chemistry (2013) 3-9

Journal of Food Chemistry

Desnaturalización y reconocimiento de proteínas Paola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c

a, b, cUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: En el presente trabajo se realizó la desnaturalización de proteínas presentes en varios alimentos, Leche, yogurt y huevo; teniendo en cuenta agentes que favorecen este fenómeno (pH, temperatura, presencia de sales). Los resultados observados mostraron que la desnaturalización se favorece a altas temperaturas, en medios acidos y en sales divalentes, de la misma manera, el huevo fue el que presento un mayor grado de desnaturalización a las condiciones presentadas.

Palabras Clave: proteína, desnaturalización, precipitación, pH, acidez, alcalinidad, prueba de Biuret.

ABSTRACT: his work realized the denaturalization of proteins in some foods, milk, yogurt and egg, with their causes that protect this phenomenon (pH, temperature, salts presence). The results shown that this denaturalization is favored in high temperatures, acid conditions and divalent salts, in the same way, the egg protein presented a high value of denaturalization in the conditions presented.

Keywords: Protein, Denaturalization, Precipitation, pH, acidity, basicity, Biuret test.

1. Introducción: La leche contiene cientos de tipos de proteínas, la mayoría de ellas en muy pequeñas cantidades; estas pueden ser clasificadas de diferentes formas de acuerdo de las propiedades físicas o químicas, así como también sus funciones biológicas. [1]

La leche contiene 3-3.5% de proteínas que están distribuidas en caseína, proteínas solubles o seroproteínas y sustancias nitrogenadas no proteicas. Los dos grupos principales de las proteínas en la leche son distinguidos por sus amplias diferencias en cuanto a comportamiento. Las caseínas son fácilmente precipitadas de la leche en una variedad de formas, mientras que

las proteínas del suero permanecen en solución. Las proteínas que conforman la membrana de los glóbulos grasos se adhieren a la superficie de la grasa y son liberados de forma mecánica.

A un derivado de la leche como el yogurt se le incremente el contenido de proteínas con sólidos lácteos y se inocula con una mezcla de microorganismos.Varios factores alteran las conformaciones de las proteínas. En algunos casos estos cambios en la estructura producen una pérdida de la actividad biológica de la proteína. Si la forma de una proteína se cambia sin alterar su estructura primaria, se dice que la proteína se ha

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desnaturalizado. La desnaturalización de las proteínas puede lograrse por medios físicos o químicos, observando una disminución en la solubilidad y la formación del coagulo. Éste método es utilizado para demostrar la presencia de proteínas; también se pueden identificar proteínas, mediante el uso de sustancias que al ponerse en contacto con ellas produce una coloración específica, es el caso de la reacción de Biuret. El presente informe buscó identificar los factores involucrados en la desnaturalización de las proteínas mediante distintas pruebas de caracterización realizadas a los diferentes tipos de leche.[2]

Leche cruda se denomina como aquella que ha sido recientemente ordeñada sin ningún tipo de tratamiento térmico, conservando su valor nutricional nativo pero siendo más proclive al ataque microbiano. [3]Leche pasteurizada está referida a aquella que es sometida a un calentamiento de 60 a 75 °C por intervalo de tiempo de 30 minutos para la eliminación de microorganismos no deseados en la leche cruda que pueden ocasionar diversas enfermedades.Leche descremada definida como aquella a la que se le ha eliminado la grasa mediante centrifugado siendo utilizada en tratamientos para la reducción de peso. [4]Yogurt de acuerdo al Codex Alimentarius, el yogurt es leche (usualmente de vaca) que ha sido fermentada con Streptococcus thermophilus y Lactobacillus bulgaricus bajo condiciones definidas de tiempo y temperatura. [5]

El cloruro de sodio es un compuesto iónico formado por un catión sodio

(Na+) y un anión cloruro (Cl-), y como tal, puede reaccionar para obtener cualquiera de estos dos iones. Como cualquier otro cloruro iónico soluble , precipita cloruros insolubles esto es producido en masa por la evaporación de agua de mar o salmuera de otros recursos, como lagos salados y minando la roca de sal, llamada halita. [6]

El cloruro de magnesio, de fórmula MgCl2 es un compuesto mineral iónico a base de cloro, cargado negativamente, y magnesio, cargado positivamente. Es un ácido débil. El hexahidrato, cuando se calienta, puede experimentar una hidrólisis parcial. El cloruro de magnesio puede extraerse de salmueras o del agua de mar y es una gran fuente de magnesio, obtenido por electrólisis.[] El cloruro de magnesio puede presentarse en forma anhidra, bi-hidratado o hexahidratado. Este último compuesto se presenta como cristales romboides de gran belleza ornamental. Se utiliza como floculante y, además, como un reactivo en purificación de proteínas para precipitar proteínas solubles. En bioquímica, se usa para precipitar fraccionadamente las globulinas que no son solubles en agua y para diferenciarlas de las albúminas. Las globulinas se pueden redisolver para hacer subsecuentes análisis, como puede ser la extracción de una proteína en particular por cromatografía de afinidad con NaCl.[7]El Sulfato de Amonio es excelente componente para la llamada precipitación fraccionada, porque, entre otras cosas, hace que el agua compita entre la disolución de esta sal o de la proteína (formada por muchos grupos carboxilo y amonio), causando que precipite la proteína. [8]

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Técnica (reacción de Biuret).La producen los péptidos y las proteínas, pero no los aminoácidos, ya que se debe a la presencia del enlace peptídico (- CO- NH -) que se destruye al liberarse los aminoácidos.Cuando una proteína se pone en contacto con un álcali concentrado, se forma una sustancia compleja denominada Biuret; una molécula formada a partir de dos de urea (H2N-CO-NH-CO-NH2), que es la más sencilla que da positiva esta reacción.La presencia de proteínas en una mezcla se puede determinar mediante la reacción del Biuret. El reactivo de Biuret contiene CuSO4 en solución acuosa alcalina (de NaOH o KOH). La reacción se basa en la formación de un compuesto de color violeta, debido a la formación de un complejo de coordinación entre los iones Cu2+ y los pares de electrones no compartidos del nitrógeno que forma parte de los enlaces peptídicos presentando un máximo de absorción a 540 nm. [9]. El objetivo principal de esta práctica fue analizar el proceso de desnaturalización de una proteína alimentaria en diferentes condiciones de temperatura, acidez, basicidad y presencia de sales, así como determinar cualitativamente el contenido de proteína presente mediante la prueba de Biuret.

2. Materiales y métodos

2.1 Materiales y reactivos

Todos los materiales y reactivos utilizados fueron aportados por la

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (Tunja, Colombia).

2.2 Muestras utilizadas

Las muestras analizadas fueron obtenidas de un supermercado en la ciudad de Tunja, Colombia. Se tomaron muestras de Leche Alquería, huevo, y 2 muestras de yogurt, uno casero y otro comercial.

2.3 Preparación y análisis de las muestras

2.3.1Desnaturalización térmica

Se colocaron 3 ml de cada una de las muestras en diferentes tubos de ensayo, cada uno de estos fueron llevados a baño maría observando algún cambio después de 5 minutos, posteriormente se centrifugó la muestra para poder observar con una mayor veracidad el precipitado formado.

2.3.2 Desnaturalización por pH extremo

Se colocaron 3 ml de cada muestra en diferentes tubos de ensayo para después ser adicionado 0,5 ml de HCl concentrado, los cuales fueron llevados a baño maría por 3 minutos. Posteriormente se realizó el mismo procedimiento cambiándolo por NaOH 0,5 N.

2.3.3 Precipitación por sales

Se colocaron 5ml de cada muestra en diferentes tubos de ensayo, para después adicionarles una solución de NaCl saturada de manera constante y con suave agitación hasta que se observó algún cambio. Seguido de este

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paso se repitió el mismo procedimiento cambiando la solución de NaCl por una solución de MgCl2 y luego por una de (NH4)2SO4.

2.3.4 Efecto combinado acido-calor

Se tomaron 2 ml de cada una de las muestras tratadas en experimento 1 a los cuales se le agregaron 0.5 ml de ácido acético al 5%, después fueron puestos en baño maría para así poder determinar la temperatura a la cual empezaban a precipitar las proteínas.

2.3.5 Reacción de Biuret

Se tomó 1 ml de cada una de las muestras a los cuales se les agregó 2 ml del reactivo de Biuret, con el fin de observar la coloración.

3. Resultados y discusión

3.1 Desnaturalización térmicaCon el fin de determinar el grado de desnaturalizacióntérmica de las proteínas presentes en las muestras, se procedió a analizar cada una de estas, sometiéndolas a alta temperatura. La tabla 1 presenta las características que aparecen después del proceso térmico,así como el orden de formación de precipitado según la rapidez de formación de este.

Tabla 1: Efectos de la desnaturalizacióntérmica en diferentes productos alimentarios.

Tipo muestra Resultado Orden de formación

LECHE ALQUERIA

Formación de grumos, separación en dos fases.

3

HUEVO Formación de solido blanco, reacción rápida

1

YOGURT SABROSITO

Se presenta precipitación y

2

separación en 2 fases

YOGURT CASERO

3.2 Desnaturalización por pH extremo

3.2.1Reacción con H2SO4 concentrado

Al hacer reaccionar cada alimento con un ácido, se presenta una rápida desnaturalización de las proteínas presentes en este. La tabla 3 muestra la intensidad con la que dicha reacción se da, según la evidencia de precipitado.

3.2.2 Reacción con NaOH 0.5N

La interacción del alimento en un medio básico o de alto pH es un poco menos intensa que a pH bajo, según lo muestra la tabla 3.Las proteínas son más solubles a pH bajos.Los grupos ácidos y básicos alteran las cargas superficiales de las proteínas eliminando las interacciones electrostáticas las cuales estabilizan las estructuras tridimensionales y por eso es que se debe la precipitación de las proteínas. La caseína al dispersarse en un medio alcalino como el de NaOH, forma caseinatos por lo que se disuelve completamente en la matriz acuosa de la leche y por eso no se ve ninguna aparición de grumo.En el caso del pH acido, la caseína posee grupos cargados negativamente lo cual produce una repulsión entre las micelas las cuales se reducen al acercarse el pH al punto isoeléctrico de las caseínas. Los ácidos fuertes son capaces de desnaturalizar a las proteínas haciéndolas insolubles y se conocen como metaloproteinas. Los grupos ácidos de la caseína se encuentran ionizados en el pH de la

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leche, si baja este pH los grupos se protonarian y se precipitarían las micelas, lo cual generaría la coagulación de la leche, que es lo que paso con la muestra de leche al agregar el H2SO4 concentrado. Entre más concentrado sea el ácido la precipitación de las proteínas será más drástica. Todas las muestras tuvieron un comportamiento similar.

Tabla 2: Efectos de la desnaturalización a pH acido en diferentes productos alimentarios.

Tipo muestra IntensidadLECHE ALQUERIA

Alta

HUEVO Alta YOGURT SABROSITO

BajaBaja

YOGURT CASERO

Tabla 3: Efectos de la desnaturalización a pH acido en diferentes productos alimentarios.

Tipo muestra IntensidadLECHE ALQUERIA

Alta

HUEVO Alta YOGURT SABROSITO

BajaBaja

YOGURT CASERO

I c=12∑B=1

n

CB z2BEc. 1

3.3 Precipitación por salesTeniendo en cuenta la ecuación 1 y los equilibrios iónicos de cada una de las sales utilizadas, así como la solubilidad de dichas sales (NaCl=360g/L, PM=58.5; MgCl2=1670g/L, PM=203.3; (NH4)2SO4= 760g/L, PM=132.14; se obtienen los datos de la tabla 4.Se procede a tratar las muestras con cada una de las sales, con el fin de determinar el grado de desnaturalización de proteínas en cada alimento analizado. Las tablas 5, 6 y 7 muestran lo que sucede en cada caso.

Es bien conocido que las sales pueden influir en la solubilidad y, por tanto, en las propiedades emulsionantes de las proteínas. El proceso de precipitación por sales se debe probablemente a la unión de los cationes positivos a las cadenas con carga negativa del dominio hidrofílico de las proteínas, lo que ocasiona la minimización de la carga de las proteínas y el término de repulsión electrostática proteína-proteína. El proceso de solubilización por sales se puede describir como la unión adicional de la sal al dominio hidrofílico de las proteínas, permitiendo la resolubilización al aumentar la carga de las proteínas, lo que ocasiona un término de repulsión electrostática proteína-proteína elevada.

Tabla 4: Fuerzas iónicas de las sales empleadas

SalesEspecie química

CargaConcentración (M)

Fuerza iónica

MgCl2Mg+ 2 5.47

16.41 2Clˉ¹ -1 10.94

NaClNa+ 1 6.15

6.15 Clˉ -1 6.15

(NH4)2SO4

2NH4+ 1 11.52 17.28

SO4= -2 5.76

Tabla 5:Reacción de precipitación con NaClTIPO MUESTRA RESULTADOLECHE ALQUERIA UHT

Formación de precipitado

HUEVO No presento cambioYOGURT SABROSITO Formación de 2 fases: fase

superior formación de precipitado. Fase inferior solida

YOGURT CASERO

Tabla 6:Reacción de precipitación con MgCl2

TIPO MUESTRA RESULTADOLECHE ALQUERIA UHT

Formación rápida de precipitado

HUEVO Se endurecióYOGURT SABROSITO Formación rápida de

precipitadoYOGURT CASERO

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Tabla 7: Reacción de precipitación con (NH4)2SO4

TIPO MUESTRA RESULTADOLECHE ALQUERIA UHT

Formación de precipitado

HUEVO No presento cambioYOGURT SABROSITO Formación de precipitadoYOGURT CASERO

3.4 Efecto combinado: acido-calor

La tabla 8 muestra las temperaturas de precipitación de las proteínas presentes en cada una de las muestras en presencia de ácido acético.

Tabla 8: Temperaturas de desnaturalización proteica en presencia acida.

TIPO MUESTRA TEMPERATURA (°C)

LECHE ALQUERIA UHT

72

HUEVO 62YOGURT SABROSITO 65YOGURT CASERO

Al elevar la temperatura la energía cinética de las moléculas aumenta con lo que se desorganiza la envoltura acuosa de las proteína, y se desnaturalizan. También este aumento de temperatura elimina las interacciones débiles y desorganiza la estructura proteica. Los enlaces de hidrogeno, las interacciones electrostáticas y las de Van der Walls son de naturaleza exotérmica (impulsadas por la entalpia). Por tanto, las proteínas se desestabilizan a temperaturas altas y ganan estabilidad a temperaturas bajas. Sin embargo como los puentes de hidrogeno peptídicos de las proteínas están en su mayoría enterrados en el interior de la estructura, permanecen estables en un amplio rango de temperatura. Al agregar el ácido acético, la acción del pH y las cargas de esta ayuda a que las interacciones hidrofóbicas sean más

elevadas y la proteína se desnaturalice con mayor rapidez.

3.5 Reacción de Biuret

En el caso de la leche UHT podemos ver que la coloración es mucho más débil y esto se debe al tratamiento de pasteurización al que es sometida esta leche por consiguiente las cadenas polipeptídicas se encuentran unidas unas de otras.En las muestras de yogurt se observa una coloración azul poco intensa pero más notable que la de leche UHT en este caso la presencia de microorganismos fermentadores de lactosa pueden intervenir en el rompimiento de las cadenas polipeptídica y así estas quedan separadas.En el caso del huevo se observó una coloración azul un poco más intensa que la presentada en la leche UHT, el huevo posee un alto valor proteico, lo que significa una mayor presencia de grupos –NH-CO-.La reacción de Biuret es característica de las sustancias que poseen dos grupos -NH- CO- unidos directamente o separados por un átomo de carbono o de nitrógeno. Se trata de una reacción inducida por la unión peptídica pero también puede ocurrir en sustancias no proteicas que posean tal estructura como la de Biuret. Es un método colorimétrico que permite determinar la concentración de proteínas de una muestra mediante espectroscopia ultravioleta-visible a una longitud de onda de 540 nm (para detectar el ion Cu2+). [10]

4. Conclusiones

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Cualquier factor que modifique la interacción de la proteína con el disolvente disminuirá su estabilidad en disolución y provocará la precipitación, desaparición total o parcial de la envoltura acuosa, la ruptura de los puentes de hidrógeno facilitará la agregación intermolecular y provocará la precipitación. La precipitación suele ser consecuencia de la desnaturalización y se dice que la proteína se encuentra desnaturalizada, provocando diversos efectos: cambios en las propiedades hidrodinámicas de la proteína: aumenta la viscosidad y la drástica disminución de su solubilidad, los residuos hidrofóbicos del interior aparecen en la superficie.Los cambios de temperatura, pH (acido), concentración de sales y solventes favorecen más rápidamente el proceso de desnaturalización; y este proceso esmás evidente en el huevoque en el resto de las muestras, el contenido proteico presente en el huevo es mayor que los productos lácteos.

6. Referencias bibliograficas

[1] Proteínas en la leche. Disponible en: http://www.food-info.net/es/qa/qa-fp1.htm

[2] Desnaturalización de las proteínas. Disponible en: http://www.angelfire.com/magic2/bioquimica/Desnaturalizacion.htm.

[3] Leche entera. Disponible en: http://www.dietametabolica.es/leche.htm

[4] Leche pasteurizada. Disponible en: http://forum.wordreference.com/showthread.php?t=739861.

[5] Yogurt. Disponible en: http://www.dospinos.com/images/dospinos/principal/EL_YOGURT3.pdf.

[6] Feldman, S., & Wiley, J. (2005). Sodium chloride.Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology.

[7] Hill., Petrucci., McCreary., & Perry, "General Chemistry", 4th ed., Pearson/Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, USA.

[8] Sulfato de amonio. Disponible en: http://es.scribd.com/doc/22583925/Caracteristicas-Principales-de-Los-Reactivos-Mas-Usados-Para-La-Identificacion-de-Compuestos-Organicos.

[9] Reacción de Biuret. Disponible en: http://catedras.quimica.unlp.edu.ar/qo3/Apuntes/Biuret.pdf

[10] Fennema, O. (1995) Química de los alimentos 2ª edn, Acribia, S. A., Zaragoza, pág. 1001 -1002.

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Aprovechamiento de proteínas lácteas para la obtención de derivados con alta concentración de azúcar: Arequipe Paola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c a, b, c Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias

Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: En esta práctica de laboratorio se elaboro un producto con alta concentración de azúcar, arequipe. Se llevo el control de diferentes paramentaros durante el proceso y producto final, aprovechando la buena aceptación por parte de los consumidores de un producto tradicional como el ariquipe. Se buscó desarrollar un producto a partir de la leche deslactosada con atributos deseados de sabor, olor y color, pero sin que afectara algunas de las propiedades organolépticas propias del arequipe como son: textura suave al paladar y una consistencia para untar suavemente. Se obtuvo un rendimiento de 65% lo que indicó que el producto tiene cierta viabilidad para producción.

Palabras Clave: Arequipe, leche, azúcar, concentración

ABSTRACT: In this lab developed a product with high concentration of sugar, caramel. He took control of different paramentaros during the process and final product, taking advantage of the good acceptance by consumers of a traditional product like ariquipe. We sought to develop a product from lactose-free milk with desired attributes of taste, odor and color, but without affecting some of the organoleptic properties typical of caramel as: smooth texture on the palate and a soft spreadable consistency. A yield of xxxxx indicating that the product has some viability for production.

Keywords: Caramel, milk, sugar, concentration

1. IntroducciónEl arequipe es un dulce elaborado con leche pasteurizada, generalmente con leche de vaca, obtenido por concentración térmica de los sólidos propios de la leche, junto con los aportados por el azúcar, principalmente la sacarosa.

Este producto es considerado viscoso y posee una característica que lo hace muy apetecido, puede ser untado sobre galletas, panes y otros alimentos. Es higienizado y obtenido por la concentración térmica de una mezcla de leche y azúcares. Participando cada uno de estos elementos en diferente proporción, según el grado de

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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concentración deseado, el contenido de materia grasa de la leche y el tiempo de conservación requerido. Para la elaboración del arequipe se debe cumplir con ciertos requerimientos de calidad nutritiva como también microbiólogos; para ello se le da un tratamiento térmico previo (63°C durante 30 minutos o bien 72°C durante 15 a 20 segundos), antes de ser utilizada, procurando alterar lo menos posible su estructura física y equilibrio químico (Badui, S., 1990)

Respecto al porcentaje de azúcar y su relación con el grado de concentración final del producto, cabe considerar que mientras mayor es ésta última, la cantidad de azúcar es menor. Ello se justifica porque a mayor concentración, menor será el contenido de agua del producto, dificultándose la solubilidad de la lactosa, lo que trae como consecuencia la cristalización de ésta y el azucaramiento del dulce. En cuanto a la relación entre porcentaje de grasa y la cantidad de azúcar a agregar, debe considerarse que mientras mayor es el primero, corresponderá un aumento en los sólidos totales. Consecuentemente, es posible aumentar la cantidad de azúcar sin correr el riesgo de azucaramiento. Por el contrario, cuando el porcentaje de grasa es menor, la participación de azúcar debe disminuirse.

En relación al período de almacenamiento del dulce, en la medida que sea mayor, también lo será la evaporación del agua contenida en el producto. Si la proporción de humedad disminuye, de tal manera que el equilibrio entre el azúcar y el agua se

rompa, producirá el azucaramiento. Este problema resultará más acusado cuando la temperatura ambiente sea más elevada. También es necesario señalar que temperaturas inferiores a cero grados centígrados producen, inducen la cristalización de la sacarosa (Swaisgood, h., 1998) .

En el mercado de Colombia es más conocido el arequipe tradicional, pero varias empresas vienen adelantando investigaciones tendientes a la diversificación de este producto, particularmente con algunos cambios en la consistencia o formulación del producto, de manera que se obtienen alternativas económicas destinadas a la utilización como producto institucional, es decir como una materia prima que entra a ser parte de otros alimentos, entre ellos: relleno en productos de panaderías, reposterías, y combinación con otros dulces, por ejemplo el bocadillo.

El arequipe es una receta tradicional latinoamericana. Se lo prepara normalmente de leche de vaca o de cabra y azúcar con adición de bicarbonato de sodio, se hierve hasta caramelizar el azúcar y evaporar la leche. El caramelo blando y dulce que queda de color marrón es el famoso arequipe.

Gracias a su importante aporte en calcio, proteínas de leche y una baja tasa de materias grasas, el arequipe es aconsejable para los niños en período de crecimiento, los deportistas e incluso para los adultos que sufren de problemas de apetito.

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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Esta experimentación se realizó con los objetivos de adquirir destreza en la elaboración de productos con alta concentración como el arequipe; además de realizar el control de parámetros durante el proceso y en el producto final y por ultimo realizar las comparaciones entre la elaboración de un producto de forma industrial con la artesana [1] .

2. Materiales y métodos:

2.1 Materiales

Las muestras de leche deslactosada en bolsa marca Parmalat, el azúcar morena marca Manuelita, fueron adquiridas en un supermercado de la ciudad de Tunja.Reactivo: Bicarbonato de sodio.

2.2 Métodos

La elaboración del arequipe se realizó por medio de diferentes procesos:

2.2.1 Recepción de la leche

Se determinó la acidez, y el pH que debían estar en 6,6-6,8.

2.2.2. Neutralización

Para la neutralización de la leche deslactosada se adicionaron 1,99 g de bicarbonato de sodio.

2.2.3. Precalentamiento

La muestra de leche deslactosada ya neutralizada se sometió a un precalentamiento a una temperatura entre 60-70oC.

2.2.4 Adición del azúcar

Se adicionaron 300 g (15%) de azúcar morena que se dividieron en dos porciones en la cual 200 g fue agregado al principio y el azúcar restante 100 g se agrego disuelta en leche deslactosada previamente caliente cuando la mezcla se había alcanzado los 50º Brix y se mantuvo bajo constante agitación.

2.2.5. Concentración

Luego de adicionar el azúcar restante y concentrar hasta alcanzar los 70oBrix. Se tomaron los oBrix que estaban en un rango entre 65-70.

2.2.6. Enfriamiento

Se enfrió rápidamente en baño maría hasta obtener una temperatura en un rango entre 45-60oC, manteniendo una agitación constante.

2.2.7. Envasado

Se realizo el envasado a una temperatura en un rango entre 55-60oC utilizando material de icopor.

3. Resultados y discusión

3.1 Recepción de la lecheLa leche se obtuvo del supermercado marca Parmalat deslactosada (UHT) y se determino acidez , grados brix ° , densidad y temperatura tal como se indica a continuación .

Muestra Leche deslactosada

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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(UHT)Grados Brix ° 10% Acidez Titulable 0,171

Densidad (g/ml)ρ 1,032 azúcar Utilizada 298.8 gr

La densidad, se tomo con el termo lactodensímetro instrumento de laboratorio que permite determinarla, el rango establecido como normal para leches enteras está entre 1,028 a 1,033 gr/cm3. Si una leche está muy por debajo de este rango se puede sospechar de una adulteración con agua, si la leche está por encima de este rango, la leche puede haber sido sometida a un proceso de descremado o adición de sólidos [1], para este caso se puede presumir que la leche se encuentra en el rango aceptable para manipularla, debido a lo descrito anteriormente.Durante el procesamiento del producto, la acidez inicial (0,171 %) de la leche se va incrementando en la medida que las condiciones de concentración del arequipe aumentan. Este incremento de la acidez se debe a que el ácido láctico presente en la materia prima, si bien no aumenta en cuanto a cantidad durante la elaboración, por el hecho que el agua disminuya por efectos de la evaporación y por ende el volumen del producto, la acidez aumenta en porcentaje.

3.2 NeutralizaciónEn el proceso de elaboración de ariquipe, es fundamental la neutralización de la leche, pues se debe tener una acidez adecuada alrededor de 0,16%, para esta etapa se utilizo

bicarbonato de sodio 0,1% del total de muestra de leche inicial.Para nuestro producto utilizamos respectivamente 1,99 g de bicarbonato equivalentes al 0,1 % respectivamente.

1790g∗0 ,1%100%

=1 .79g

Que debían ser teóricamente% A .l áctico=¿

(1,9ml NaOH )∗(1mEq /1ml)∗(0,090 g/1mEq)10ml

*100= 0,171%

3.3 Adición del Azúcar

Se adicionaron 298,8 g de azúcar al iniciar el calentamiento de la leche. Este proceso de edulcoración durante la elaboración del arequipe es un factor importante a controlar; debido a que la correcta proporción de esta en la formulación otorga un aporte de sólidos adecuado dándole una textura y pardeamiento al producto final, acorde a las características requeridas.

El exceso de azúcar en el proceso de elaboración, genera una cristalización de los mismos dándole características indeseables, constituyéndose este como el principal defecto, en la práctica se adiciono el 15% de azúcar, no se observó ningún tipo de cristalización indeseada.

3.3 Concentración

Se dejó concentran el arequipe hasta un 50% donde se incorporo el azúcar restante (100 g). En este punto se evidencio la reacción de maillard cabe anotar que nuestro arequipe ya tenia

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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un color correspondiente proveniente del azúcar morena tal como lo refleja la fig 2. la lactosa por ser un azúcar no escapa de esta reacción que provoco la formación de pigmentos melanoides de color oscuro que actúo frente a la caseína. La reacción se fue favorecida por el calor, siendo el principal responsable del color oscuro de la leche.

También esta reacción indico el rompimiento e hidrolisis de los azucares reductores tales como la lactosa nombrada anteriormente, sino además la sacarosa, los cuales se ven propiciadas para efecto adicional del bicarbonato de sodio, el cual interviene en la reacción rompiendo los enlaces nitrogenados provocando caramelizacion, coloración y un sabor deseable (caramelo).

Es importante destacar que entre los fenómenos ya nombrados esta la coloración oscura, pero cabe señalar que también se presenta insolubilización de las proteínas, descenso del pH, liberación de CO2 y producción de compuestos reductores.

Fig2. Rx Maillard .

Fig3. Concentración del arequipe

3.4 Enfriamiento Se enfrió rápidamente en baño maría hasta obtener una temperatura en un rango entre 45-60oC, manteniendo una agitación constante. al tener el arequipe ya en un rango de 65-70 oBrix se debió enfriar rápidamente en un baño maría a una temperatura entre 45-60oC, para así evitar el aumento excesivo se sólidos solubles, además para permitir la evaporación del agua aprisionada en la masa, impidiendo así el cortado del producto, lo cual posiblemente después nos hubiera generado mal aspecto al producto final.

3.5 Envasado

Se envaso a una temperatura entre 55 - 60oC, con el fin de lograr el brillo característico del arequipe, además este proceso se realizo en vasos de plástico sencillos.

3.6 Porcentaje de rendimiento del Arequipe.

Se partió de 1991,8 g de muestra de leche deslactosada para elaborar el arequipe y se obtuvo un peso final de 705,6 g de arequipe aproximadamente.

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

Lactosa - C = O + H2N-R (grupo amino) -----> Lactosa - C = N - R + H2O

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El porcentaje de rendimiento se calculó de acuerdo con la siguiente ecuación:

%Rendimiento= gdearequipegde lechedeslactosada

x100

%Rendimiento= 705,6 g1991,8 g

x100

% Rendimiento= 35,4 %

El porcentaje de rendimiento fue aceptable debido a la reducción que presento la leche durante el proceso de concentración de la leche con el azúcar y bicarbonato de sodio.

3.7 Grado de aceptabilidad

Realizando un promedio entre los integrantes de los 4 grupos obtenemos el siguiente análisis sensorial, presentado en la figura 4. Lo que nos garantiza aun más el buen resultado de nuestro producto final.

Grupos 1 2 3 4Sabor 4 4 3 4Aroma 3 3 2 3Color 3 4 3 3Textura 4 3 3 4

Fig4.

1: No me gusta2: Ni me gusta ni me disgusta 3: Me gusta moderadamente4: Me gusta mucho

4. Conclusiones

El arequipe es un producto que se obtiene a partir de leche de vaca y azúcar participando cada uno de estos de diferentes proporciones en este proceso juegan muchos algunos

factores como la acidez, % Brix° etc. Estos factores aportan la calidad del producto final, es necesario tener un control muy exhaustivo de estos para lograr los resultados deseados.

En cuanto a la relación entre porcentaje de grasa y la cantidad de azúcar a agregar, debe considerarse que mientras mayor es el primero, corresponderá un aumento en los sólidos totales. Consecuentemente, es posible aumentar la cantidad de azúcar sin correr el riesgo de azucara miento. Por el contrario, cuando el porcentaje de grasa es menor, la participación de azúcar debe disminuirse.

5. Referencias bibliográficas

1.Feldman, S., & Wiley, J. (2005). Sodium chloride.Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology.

2.Hill., Petrucci., McCreary., & Perry, "General Chemistry", 4th ed., Pearson/Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, USA.

3. Fennema, O. (1995) Química de los alimentos 2ª edn, Acribia, S. A., Zaragoza, pág. 1001 -1002.

6. Referencias infográficas

[1] tomado de: http://tecnologiadelacteossenacauca.blogspot. com/2008/03/resumen-tecnologia-de lacteos.html.

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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Journal Food Chemistry

Elaboración de helado (brownie)Paola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c

a, b, cUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: En el mercado existen y cohabitan un número enorme de productos exhibidos y vendidos bajo el nombre dehelado no existiendo aun una normativa específica que imponga unos parámetros y unas características fijas. Si éste es elaborado con altos estándares de calidad, a base de productos naturales como leche, crema de leche, frutas y cero contenidos artificiales, puede entrar en la dieta diaria de niños y adultos en reemplazo de un café, un yogurt y demás. Es un alimento aliado de nuestros huesos, rico en calcio, proteínas y vitamina B2. El valor nutricional de los helados esta en relación con sus componentes: leche, mantequilla, azúcar, frutos. Los resultados obtenidos en el esponjamiento fue de 25% y en las características organolépticas el helado tuvo un buen olor y sabor pero fue rechazado por firmeza y color del producto.

Palabras Clave: Helado, Azúcar, Leche, Grasa, Estabilizante, Congelamiento, Frutos

ABSTRACT: In the market there and cohabit an enormous number of products displayed and sold under the name of ice cream does not exist even impose specific rules and parameters fixed characteristics. If this is made with high quality standards, based on natural products such as milk, cream, artificial fruits and zero content, you can enter the daily diet of children and adults in place of a coffee, yogurt and more. Food is a partner of our bones, rich in calcium, protein and vitamin B2. The nutritional value of ice cream is in relation to its components: milk, butter, sugar, and fruit. The results obtained in the overrun were 25% and in the organoleptic characteristics ice cream had a pleasant smell and taste but was rejected by firmness and color of the product.

Keywords:Ice Cream, Sugar, Milk, Fat, Stabilizer, Freeze, Fruit

1. Introducción

El helado es un lácteo solidificado producido por el congelamiento de una mezcla pasteurizada por agitación para incorporar aire y garantizar una uniformidad en la consistencia. La

mezcla está compuesta de una combinación de leche, azúcar, dextrosa, jarabe de maíz en forma seca o líquida, agua y huevos, saborizantes inofensivos, y estabilizadores o emulsificantes, todos de materiales comestibles saludables. La composición

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de los helados varía en diferentes mercados y localidades, el cual es sabroso, nutritivo, saludable y relativamente barato. La producción de helado se ha incrementado rápidamente en los años recientes en muchos países del mundo. Algunos factores que contribuyen al desarrollo de la industria de helados son: la perfecta refrigeración y adaptación de la industria alimenticia, la mejora en el método de manufactura y el desarrollo de los equipos de procesamiento de mejor calidad semejante a sistemas de operación continua automatizada, más y mejores ingredientes con mejora de conocimiento en el uso de ellos.

La utilidad del helado como alimento es realizada por muchos conocimientos científicos que están generando una ganancia en la producción y comercialización de esta industria.

Teniendo en cuenta todas estas consideraciones, el establecimiento de una planta procesadora de helados podría confirmar que esta idea de negocio para el empresario que está buscando un menor riesgo y un alto retorno de su inversión es una muy buena opción [1].

Aspecto químico del helado

El helado constituye uno de los triunfos de la tecnología de alimentos, y el aire es uno de sus principales ingredientes. Sin el aire, el helado sería una nieve de leche, pero con el aire se convierte en un sistema coloidal de alta complejidad. Consiste en una espuma semisólida de celdas de aire rodeadas por grasa emulsificada junto con una red de diminutos cristales de hielo que

están rodeados por un líquido acuoso en forma de sol.

Esto es lo que hace efectivamente la diferencia entre una nieve y un helado, el aire combinado con una baja temperatura -40 centígrados y grasa hidrogenada se trasforma de un líquido a un espumoso sólido agregándole sus saborizantes y estabilizadores, obtenemos un delicioso helado [3].

Apetitosos y nutritivos

El helado, por ser habitualmente una mezcla de alimentos de calidad (leche, yogur, frutas y frutos secos, etc.), resulta refrescante, sabroso, nutritivo y de fácil digestión. El helado de "primera calidad" es el que contiene mayor proporción de grasa, lo que contribuye a su excelente palatabilidad y cremosidad (10 gramos de grasa por cada 100 gramos de helado, a diferencia de los de leche, que contienen cerca del 6%). Está menos oreado (contiene menos aire en la mezcla) que los helados más comunes e incluye saborizantes de buena calidad, como la fruta natural.

El valor nutricional del helado depende de sus componentes: cantidad de agua (85%-90%), y 50%-60% en los de crema o leche), de leche (entera, desnatada, en polvo), mantequilla, nata, grasas vegetales (fundamentalmente, grasa de coco o palma hidrogenadas), azúcar común o sacarosa, jarabe de glucosa (líquido viscoso constituido por solución de azúcar en agua), frutos secos, concentrados de zumos, frutas (frescas, almíbar…), yema de huevo, chocolate, turrón, galletas, bizcochos, etc.

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Podemos considerar definitivamente a los helados no como una simple golosina o refresco veraniego, sino como un postre delicioso y nutritivo compatible con una dieta equilibrada, tanto en la niñez como en la etapa adulta.

Una bola de helado puede combinarse con fruta fresca, una merienda o postre delicioso, saludable y rico en vitaminas que puede alegrar nuestro menú [1].

Composición y valor nutritivo de los helados (de base láctea). 1) La valoración nutricional de los helados está directamente relacionada con su contenido en leche. 2) El valor calórico medio de los helados oscila entre los 150 Kilocalorías de los de leche a las 250 Kilocalorías de los Helados Crema, por lo que puede considerarse que se trata de un alimento de contenido energético medio, ya que es inferior al tradicionalmente considerado como valor umbral de 300 Kcal/100g para clasificar a los alimentos como altamente energéticos. 

3) El contenido proteico medio de los helados de base láctea es muy similar en los tres tipos de helado (3-3,5 g/100g), aunque en alguno de los casos llegan hasta el 5%. Si se tiene en cuenta que las proteínas son siempre de origen lácteo, se puede afirmar que el valor proteico de estos helados es cuantitativamente y cualitativamente similar al valor proteico de la leche.

4) Los helados de base láctea son productos dulces cuyo aporte

en glúcidos corresponde casi exclusivamente a azúcares como la lactosa o azúcar de la leche y otros añadidos (extrínsecos). Los helados de leche son los que presentan un menor contenido de glúcidos totales con un valor promedio inferior 25g/100g mientras que helados crema y helados muestran un contenido algo superior a esta cifra. La presencia de lactosa en los helados de base láctea (4-6% aprox.) tiene connotaciones positivas ya que la lactosa es beneficiosa para la flora intestinal y favorece la absorción del calcio. 5) Las grasas de los helados son fundamentalmente las de la leche o las grasas vegetales. La grasa es el macro-nutriente que presenta más variabilidad cualitativa y cuantitativa entre los diferentes tipos de helados.  6) Los helados que contienen leche pueden considerarse como una buena alternativa para contribuir al aporte dietético de calcio. El mayor contenido medio de calcio se encuentra en los helados de leche (148mg/100g), seguido de los helados crema (99mg/100g) y de los helados (88mg/100g). La biodisponibilidad del calcio en los helados es buena debido, por una parte, a la existencia de una adecuada relación Calcio/Fósforo y a la presencia de lactosa y, por otra, a la práctica ausencia de interferentes de la absorción de este mineral. 7) Los helados no pueden considerarse una fuente importante del conjunto de vitaminas y minerales, pero si cabe destacar su contenido en calcio y vitamina B2 (riboflavina). Además, se

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trata de productos en los que el aporte de sodio resulta relativamente bajo, siendo éste un aspecto positivo, ya que las dietas actuales con frecuencia superan las cantidades recomendadas de este elemento.  8) La presencia de cobertura de chocolate modifica cualitativa y cuantitativamente la valoración nutricional, ya que se traduce en un aumento del valor energético del producto, pero mejora el perfil lipídico. La incorporación de chocolate conlleva una reducción del ácido mirístico, considerado el ácido graso de mayor poder hipercolesteromiante, y un incremento del ácido esteárico, que en el organismo se puede transformar con facilidad en el mono insaturado ácido oleico.

El papel funcional de los estabilizantes y emulsificantes en los helados es muy importante porque ayuda a formar una estructura y preservarla durante toda la vida útil del producto y le confiere características organolépticas particulares como son la textura y la cremosidad. Por otro lado, los estabilizantes y emulsificantes ayudan a mantener la estructura del helado, a formar la emulsión ente agua y grasa, a incrementar la viscosidad, a mejorar la incorporación de aire y a ligar agua, con esto se busca que el derretimiento sea lento y proteger el producto contra choques térmicos[4].

Características organolépticas

Olor:Un Buen helado, sobre todo en relación a las bajas temperaturas a las que está conservado, no dejará nunca

una gran sensación de olor. Percibiremos un moderado olor según el sabor que hayamos elegido y, en el caso de las cremas, el típico olor de los productos lácteos. Cualquier olor agresivo descubre el uso de aromas artificiales o el degradacion orgánico de las materias primas utilizadas.

Color: Un buen helado tendrá unos colores tenues resultantes de las mezclas entre diferentes colores. Tanto los azucares como los lácteos indispensables en cualquier tipo  de helado, tienen un color neutro que rebaja naturalmente la intensidad de color de las otras materias primas. Un helado con unos colores muy intensos, siempre estará elaborado con colorantes artificiales.

Sabor: Un Buen helado será el resultado de una mezcla de ingredientes con sus particulares características en cuanto a sabor. Predominará el sabor del ingrediente principal relacionado con el gusto que se ha elegido sin olvidar los sabores típicos de los lácteos en las cremas por ejemplo. Sensaciones a rancio y a fermentado denotarán el degradación orgánica de las materias primas básicas. Los sabores se acercaran a los naturales de cada ingrediente presente en la mezcla y cualquier amplificación de sabor manifestará el utilizo de aromas artificiales. El dulzor y la acidez también tomarán protagonismo en el equilibrio del sabor final de cada helado.

Textura:Un Buen helado debe de combinar a las características organolépticas fundamentales, una

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buena cremosidad que labios, lengua y paladar apreciarán bajo el nombre de lo que se le llama textura [3].

Una adecuada textura tendrá esas características:

Sensación de cremosidad pero no de untuosidad

Sensación de frio cálido pero no de hielo

Moderado derretimiento Estructura firme Ausencia de arenosidad Volumen controlado

2. Materiales y métodos

2.1.Materiales

Las muestras empleadas en este laboratorio fueron compradas en Tunja: Agua (1200 ml), espesante (gelatina sin sabor 7,5 g), leche en polvo (2400 g), margarina (25 g), yema de huevo (4 g), esencia (2 ml), sal (2 g), Azúcar (300 g), brownie (90 g) y el estabilizante (CMC 6 g) que se adquirió del laboratorio.

2.2 Métodos

2.2.1 Preparación de la muestraSe colocó los 1200 mL de agua al fuego hasta una temperatura de 40°C, posteriormente, se licuo añadiendo al agua el azúcar con el estabilizante, leche en polvo, margarina y la esencia.

2.2.2 Pasteurización Se colocó la muestra al fuego hasta una temperatura de 85 °C.

2.2.3 Homogenización:Se enfrió la mezcla rápidamente y se llevó a congelación durante 1 h. Luego se comenzó el batido suave para incorporar aire, y cuando se observó un incremento del volumen más o menos de 1.5 veces, se le adiciono la gelatina sin sabor disuelta en agua caliente previamente, yema de huevo y se siguió el batido por unos minutos más, luego se le incorporo en pequeñas porciones el brownie previamente triturado con el fin de evitar que se hicieran grumos y se continuo el batido.

2.2.4 Maduración y congelación:Se llevó a congelación durante 24 h una vez la mezcla estuvo completamente esponjada. Luego se realizó el envasado, de acuerdo al volumen del helado. Se evaluó el sabor del helado con respecto a su color, sabor, aroma, textura (cristales, chicludo, gomoso, normal, suavidad).

3. Resultados y discusión

Determinación esponjamiento

Durante la elaboración del helado la incorporación del aire se realiza un proceso llamado overrun (extender la mezcla), en el cual suceden dos cosas. Aire condensador es puesto sobre la mezcla para incrementar el volumen del producto final por más del 120% (industrial).

% esponjamiento = 25

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En este caso fue de 25% de esponjamiento no se obtuvo un rendimiento muy bueno debido a que fue un proceso a nivel de laboratorio y con condiciones mínimas que requiere esta elaboración y no se manejó el batido por el tiempo adecuado.

3.1 Función de los ingredientes de los helados

La grasa de leche le confiere al producto mejor sabor, textura y más cuerpo, además es una fuente concentrada de calorías que le proporciona valor energético al helado. Los sólidos de leche no grasos contribuyen también a darle cuerpo, sabor y textura agradables al producto. Los niveles más altos permiten un mayor volumen sin que la textura del helado se altere.

El estabilizante utilizado es de celulosa (carboximetilcelulosa), debido a que forman geles al ligarse con el agua y de este modo mejoran el cuerpo y la textura del helado y evitan que se derrita rápidamente o pierda agua. Asimismo ayudan a prevenir la formación de cristales de hielo durante la congelación, los cuales le darían al producto una textura áspera.

La yema de huevo es un buen emulsificante natural debido a su contenido de lecitina. Los emulsificantes comerciales son numerosos y ayudan a dispersar los glóbulos de grasa a través de la mezcla y a impedir que se junten en racimos y salgan en forma de glóbulos [2].

La mantequilla durante la operación de congelación y mezcla. También facilitan el batido del producto y lo mantienen con una consistencia seca y firme.

Helados que en su composición incluye edulcorantes sintéticos (aspartame), en general son mucho más dulces (casi 200 veces más que el azúcar), por lo que se usan en menor cantidad. El aspartame tiene un sabor muy similar al del azúcar y puede ser absorbido y metabolizado liberando ácido aspártico, fenilalanina y metanol, compuestos que se excretan a través de la orina[2]

El azúcar juega un papel fundamental en la heladería, dado que su adición aporta una serie de condicionantes Determina el dulzor, lo que conocemos por POD o poder edulcorante. Interviene en la temperatura de congelación, lo que conocemos por PAC o poder anticongelante. Mediante el empleo del azúcar podemos obtener una textura más o menos dura según la temperatura de conservación, el azúcar no congela, pero una presencia mayor o menor de azúcar provoca unas condiciones más favorables a la formación de hielo. El poder anticongelante es un parámetro fundamental que analizar para obtener una textura cremosa en nuestro helado. Regulan la textura, una buena formulación y un buen control del nivel de anticongelación nos permite tener un helado cremoso y estable Evita la formación de cristales. Los azúcares son esenciales para obtener el equilibrio entre dulzor y poder anticongelante en el helado, por lo que

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una correcta formulación nos evita la formación de cristales, causado por someter a condiciones de frío excesivo a nuestro helado en relación al poder anticongelante por el que ha sido formulado.

3.2 Características físicas

Tabla 1: Características físicasCaracterísticas físicas

Aspecto Gránulos fino algo ceroso

Color Café, claro cremoso Olor y sabor Brownie Firmeza Leve

En la tabla 1 se pueden observar las características físicas del helado tales como: el aspecto, olor, sabor fueron aceptados por los catadores no entrenados que solo podían evaluar aspectos muy específicos o solo se dejaban llevar por un sabor que para ellos era agradable.

3.3 Características organolépticas

Olor:Me gusta muchísimo, un olor característico a brownie, y el olor no era tan intenso era leve.

Color: Me gusta, ya que tenía los colores características de este helado (brownie).

Sabor: Me gusta mucho, es el resultado de una mezcla de ingredientes con sus particulares características en cuanto a sabor.

Predominará el sabor del ingrediente principal (brownie), sin olvidar los sabores típicos de los lácteos. El dulzor un poco alto pero no despreciable.

Textura: Me gusta.

Favorables Sensación de cremosidad pero

no de untuosidad Sensación de frio cálido pero no

de hielo Ausencia de arenosidad

Desfavorables

Sensación de corposidad pero no de masticabilidad

Moderado derretimiento Estructura firme Volumen controlado

4. Conclusiones

Hoy en día la composición de los helados incluye grasas de origen vegetal, como aceite de coco y de palma. El azúcar añade dulzor y reduce el punto de congelación de la mezcla, de manera que al congelarse no se endurezca. El azúcar empleado puede ser de caña, o bien, dextrosa del jarabe de maíz. Por el sabor del helado, el gusto de los clientes y la maduración de las propias frutas. No existe un punto de dulzor uniforme, se debe equilibrar en cada fórmula, en cada circunstancia.El valor nutricional de los helados esta en relación con sus componentes: leche, mantequilla, azúcar, frutos.

Con respecto a varios componentes se pudo decir que la leche por su alto

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contenido de ácidos grasos y vitaminas liposolubles constituye una fuente de energía que el organismo utiliza para mantener la temperatura corporal, para mover el cuerpo, para mantener las funciones vitales y también para sintetizar proteínas de los músculos o de las enzimas que catalizan las múltiples reacciones que ocurren dentro de las células. Los azúcares, aportan carbohidratos, que son la energía lista para usar, disponible ya, que cumplen funciones similares a los lípidos. El huevo tiene proteína considerada de valor biológico base 100%. Donde se puede deducir que el helado es un alimento con un alto valor nutricional.

5. Referencias bibliográficas

AMIOT J. 1993, Ciencia y Tecnología de la Leche, Acribia, Zaragoza, España, 1991 Taboada R.L (coordinador) y otros, Helado Total, Publitec Editora, Buenos Aires, Argentina

MILLER, D. (2003). Química de alimentos manual de laboratorio, 1:92-96

6. Referencias infográficas

[1]http://turnkey.taiwantrade.com.tw/showpage.asp?subid=023&fdname=FOOD+MANUFACTURING&pagename=Planta+de+produccion+de+helados

[2]http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/442/2/03%20AGI%20214%20%20TESIS.pdf

[3]http://html.rincondelvago.com/control-de-calidad-en-la-fabricacion-de-helados.html    

[4]http://www.quiminet.com/articulos/el-proceso-de-elaboracion-del-helado-41748.htm 

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Aprovechamiento de proteínas lácteas para la obtención de derivados lácteos: queso petit suisse Paola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c

a, b, cUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: En esta práctica se elaboraron productos de origen lácteo tales como lo es el queso petitsuisse, aprovechando el contenido proteico que esta brinda en la producción de sus derivados. Para comenzar el proceso se debe tener en cuenta algunos aspectos tales como densidad, acidez y ºBrix debido a que estos factores brindan características especiales al producto final. En la obtención del queso petitsuisse los resultados no fueron los esperados debido a que se observa que el queso no desalojo una gran cantidad de suero ,causada aparentemente por la leche que se empleó, debido a que este queso debe tener un porcentaje del 40% de suero y esta leche no lo proporcionaba.

Palabras Clave: Queso, petit suisse, leche, proteínas, suero

ABSTRACT: This practice developed products such as dairy origin is petit suisse cheese, using the protein that provides the production of its derivatives. To begin the process must take into account aspects such as density, acidity and ° Brix because these factors give special characteristics to the final product. In obtaining the results Petit Suisse cheese were not expected because it is observed that no eviction cheese whey large numbers, apparently caused by milk that was used because this cheese should have a percentage of 40% serum and this milk not provided.

Keywords: Cheese, Petit suisse, milk, protein, serum.

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1. Introducción

La leche es fuente de calcio, por lo tanto debe ingerirse diariamente desde el nacimiento a través de la leche materna y a lo largo de la vida a través de la leche vacuna y derivados, para formar y mantener la masa ósea y prevenir la aparición de Osteoporosis. [1]

Se entiende como leche al producto integral del ordeño total e ininterrumpido, en condiciones de higiene que da la vaca lechera en buen estado de salud y alimentación. Esto además, sin aditivos de ninguna especie. Agregado a esto, se considera leche, a la que se obtiene fuera del período de parto. La leche de los 10 días anteriores y posteriores al parto no es leche apta para consumo humano. [2]Siempre el ordeñe debe ser total, de lo contrario al quedar leche en la ubre, la composición química de esta cambiará.

El porcentaje de grasa varía según las estaciones del año, entre un 4.8% durante el invierno y un 2.8% en verano, pero la industria láctea estandariza este tenor graso a través de la homogenización, la que dispersa en forma pareja la grasa de la leche. Es decir, si tiene mucha grasa se le quita y deriva para la elaboración de manteca o crema [3].

Queso Petit suisse

Estos quesos de origen francés se elaboran con leche enriquecida con crema más el cuajo necesario para su coagulación. Se escurren en bolsas, luego se amasan con crema para hacerlos más esponjosos y finalmente se moldean en placas de forma

cilíndrica, forrados interiormente con una faja de papel [4].

Pero, además, es muy útil para reemplazar a la crema batida, con la ventaja de su bajo contenido calórico, por Lo cual se pueden lograr, con el petit suisse, deliciosas mousses y cremas dietéticas [5].

Por su bajo contenido en sal y su especial consistencia, el petit suisse se ha convertido en protagonista de la cocina centroeuropea, escandinava y rusa, reemplazando a la crema agria como terminación de muchos platos clásicos de ese estilo, como el goulash, el borsch, y los arenques cremosos [2].

2. Materiales y métodos:

2.1 Materiales

Materias primas, aditivos y coadyuvantes de fabricación: 1litro de leche entera cruda o pasteurizada (90ºC – 25 seg). Fermentos lácticos mesófilos heterofermentativos (aromáticos y acidificantes), Sacarosa, Enzima coagulante: quimosina de origen genético.

2.1.3 Selección y tratamientos previos a la leche

La leche no debe tener más de 48 h de ordeño, los °SH deben ser menores a 7.4; estos se determinan por titulación con NaOH 0.25 N (acidez).

2.2 Métodos

2.2.1 Elaboración de queso Petit

Pasteurización de la leche (80ºC / 15 s.), Enfriamiento (22ºC), Adición de

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CaCl2 (50 mL/ 100 L.), Adición de cultivos (100 mL/10 L de leche), Reposo por 30 min. Se calienta a 35°C, se adiciona el colorante y el cuajo (3 mL/ 100 L), se deja un tiempo de coagulación de 15 a 18 h. Posteriormente se hace el corte en cubos de 10 cm. Se deja en reposo por 10 min., se introduce en sacos para dar inicio al desuerado. Se controla el volumen de suero cada media hora, hasta que ya no cambie el volumen. Luego viene la etapa del saldado y amasado. Para el moldeado y prensado se utilizan moldes de 500 a 1000 g. El prensado dura 24 h. Salado: El periodo de duración es de 24 h por kilo de queso.

Maduración: Es de 15 a 20 días, con una temperatura de 15 a 18 °C, y una humedad del 80 al 85 %.

3. Resultados y discusión

3.1 Leche

Se realizó análisis a la leche entera y se determina la densidad, ºBrix y acidez para la obtención del queso petit los resultados son reflejados en la (tabla 1).

Tabla 1. Análisis de la leche

3.2 Queso petit

Para obtención del queso petit, los resultados no fueron los esperados debido a la leche en bolsa

(pasteurizada), la refrigeración no fue la adecuada y se congelo, por esta razón no se pudo obtener el queso con las características y textura esperada; pero se observó la formación del cuajo. Es un queso muy graso del tipo doble crema y esto se explica porque se elabora con leche entera luego del proceso de coagulación, se retira lentamente el suero para conseguir esa consistencia fina y untuosa que les hace tan peculiares al paladar.

El análisis es que estos petit suisse son ºThorner, ºBrix, Acidez lo que nos indica la calidad del producto (pueden figurar en la dieta habitual de los niños).

Las principales características nutricionales del queso pettit son:

En primer lugar, son un producto muy nutritivo, por su considerable aportación de hidratos de carbono, proteínas, calcio y otros minerales y vitaminas. Y, en contra de lo que se pudiera pensar, no son muy calóricos ni tienen mucha

Grasa (en torno a un 4%) y su contenido de colesterol es bien moderado.

Desde un punto de vista higiénico-sanitario, se encontró en correcto estado, por lo que son perfectamente aptas para el consumo. La composición nutricional, de ahí que las prestaciones organolépticas (apariencia, sabor, aroma y textura) se conviertan en el criterio fundamental de diferenciación.

Los quesos petit suministran también una interesante cantidad de proteínas de buena calidad (entre el 6% y el 9%),

Densidad (g/ml)

°SH °Brix

1,0228 5 15

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que provienen de la leche. La grasa no es mucha, entre poco más del 4% y el 3%, y proviene de la nata. Son unos porcentajes de grasa muy razonables para tratarse de un derivado lácteo, y de un alimento tan nutritivo. La clasificación de los quesos (graso, semidesnatado, desnatado) se hace según la grasa láctea sobre extracto seco lácteo (GL/ESL). Dado que la grasa y el extracto seco son de origen lácteo, cabe considerar la grasa total sobre extracto seco total igual al GL/ESL.

La mayoría de los hidratos de carbono de estos petit suisse proceden de los azúcares. El añadido, la sacarosa, es el azúcar mayoritario, con valores entre el 7 % y el 12%. Otro azúcar importante es el natural de la leche, la lactosa, que se presenta entre un 2% y 3%. Estos quesos son un alimento de valor energético moderado. Es un aporte calórico mayor que las del queso fresco desnatado (por la adición de nata), pero muy inferior a otras presentaciones del queso. (El petitsuisse de más grasa).

4. Conclusiones

El queso Petit obtenido fue ligeramente acido debido a la cantidad de cuajo agregado ya que este influye en la acidez de los quesos; este presenta muchas ventajas debido a que es graso y se puede emplear como sustituto, por ejemplo de la crema de leche.

5. Referencias bibliográficas

SALVADOR, Badui Dergal. Química de los alimentos. Editorial Alhambra Mexicana S.A. de C. V. México. D. F. 2007. Capítulo 2.

Manual de industrias lácteas Escrito por M. Gèosta Bylund, Antonio López Gómez

6. Referencias infográficas

[1]http://www.vivirnatural.com/alim/leche.htm

[2]http://alimentos.org.es/leche-condensada-azucarada

[3]http://www.nutricionnatural.info/tipos/desnaturalizacion-de-las-proteinas.html

[4]http://es.wikipedia.org/wiki/Desnaturalizaci%C3%B3n_(bioqu%C3%ADmica)#Efecto_del_pH_sobre_la_estructura_de_las_prote.C3.ADnas

[5]http://www.angelfire.com/scifi/anarkimia/Biologia/tecnicas/solubilidades_de_protenas.htm

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HIDROLISIS DEL ALMIDONPaola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c

a, b, cUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: En esta práctica se llevó a cabo el proceso de la hidrolisis el almidón, mediante dos métodos: la enzimática y la acida. Los productos hidrolizados se cuantificaron mediante el método de Dubois, obteniendo concentraciones a diversas condiciones, se encontró que la hidrolisis enzimática no tenía el mismo grado de hidrolisis que la de tipo acida. Los geles generados no poseían la consistencia y solidez características, ya que presentaban un alto grado de exudación.

Palabras Clave: Almidón, hidrolisisenzimática, hidrolisis acida, método de Dubois, gelificacion, dextrinas.

ABSTRACT: This practice was carried out the process of starch hydrolysis by two methods: the enzymatic and acid. The hydrolyses were quantified by the method of Dubois, obtaining concentrations at various conditions, it was found that the enzymatic hydrolysis was not the same degree of hydrolysis to the acid type. The gels produced did not have the consistency and strength characteristics, since they have a high degree of exudation.

Keywords:Starch, enzymatic hydrolysis, acid hydrolysis, Dubois method, gelification, dextrin.

1. Introducción

El almidón

El almidón es la sustancia de reserva alimenticia predominante en las plantas, y proporciona el 70-80%de las calorías consumidas por los humanos en todo el mundo. Tanto el almidón como los productos de la hidrolisis de este constituyen la mayor parte de los carbohidratos digestibles de la dieta habitual. [1].

El almidón (Fig. 1) está compuesto por dos polímeros distintos, ambos de glucosa, la amilasa y la amilopectina. El almidón presenta en su conjunto una

estructura cristalina, de la cual es responsable la amilopectina debido a que en ella se forman puentes de hidrogeno entre las ramificaciones dando lugar a una estructura muy estable que se puede considerar como cristalina. Se puede decir que la amilopectina es la parte insoluble mientras que la amilosa es la parte soluble.

La amilosa es un polímero por unión de unidades de -glucosa (OH delα carbono anómero en posición axial). Solo aparecen enlaces 1-4, por lo que su estructura es lineal (esto no significa que las cadenas sean rectas sino que se enrollan formando una

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hélice). Aparece en una proporción en torno al 20-25% del almidón total aunque con excepciones.

La amilopectina es un polímero compuesto por la unión de unidades de glucosa mediante enlaces 1-4,α pero ramificados con uniones 1-6 cada 20 a 25 restos de glucosa. Es la parte ramificada del almidón. [2].

Hidrolisis del almidón

Las moléculas de almidón, como todos los demás polisacáridos, se des polimerizan por acción de los acidos en caliente. La modificación más intensa utilizando acidos da lugar a la formación de dextrinas. Las dextrinas de baja viscosidad son usadas en el procesado de alimentos a altas concentraciones. Poseen propiedades formadoras de películas y adhesivas, y se utilizan también en la elaboración de frutos secos caramelizados y golosinas. También tienen uso como agentes de relleno, encapsulantes y portadores de aromas, especialmente si se presentan en polvo. La hidrolisis de las dispersiones de almidón, tanto con acidos como con enzimas, produce maltodexrinas, las cuales se describen y clasifican normalmente de acuerdo con su equivalencia en dextrosa (E.D) El E.D está relacionado con el grado de

polimerización (GP) a través de la siguiente ecuación:

ED=100GP

Tanto ED como GP son valores medios de las poblaciones de moléculas. En consecuencia, el ED de un producto de hidrolisis es igual a su poder reductor como porcentaje del poder reductor de la dextrosa pura (D-glucosa), y por tanto, el ED esta inversamente relacionado con el peso molecular medio.Para la hidrolisis industrial del almidón a D-glucosa, se utilizan tres o cuatro enzimas diferentes. La -αamilasa es una endoglicosidasa que hidroliza internamente tanto las moléculas de amilosa como las de amilopectina, dando lugar a la formación de oligosacáridos. La glucoamilasa se utiliza comercialmente, en combinación con una -amilasa, para producir jarabesα de D-glucosa y D-glucosa cristalina. La enzima actúa sobre el almidón completamente gelatinizado como una exoenzima, liberando de forma secuencial unidades de D-glucosilo a partir de los extremos no reductores de las moléculas de amilosa y amilopectina, incluso de aquellos que están unidos por enlaces 1-6. En consecuencia, esta enzima puede hidrolizar el almidón completo, para dar solo moléculas de D-glucosa, pero en general se usa el almidón que ha sido previamente despolimerizado con

-amilasa para generar pequeñosα fragmentos y más extremos no reductores.La -amilasa β libera unidades del disacárido maltosa de manera secuencial desde el extremo no

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reductor de la amilosa. También ataca los extremos no reductores de la amilopectina, liberando maltosa, pero no puede hidrolizar los enlaces 1-6 de los puntos de ramificación, por lo que da lugar a la formación de un residuo redondeado de amilopectina denominado dextrina limite[3].

El método (propuesto por Dubois et al en 1956), se fundamenta en la reacciones de deshidratación de los carbohidratos, al ser particularmente sensible a ácidos fuertes y altas temperaturas, produciendo varios derivados del furano que condensan consigo mismos y con otros productos para producir compuestos coloridos, debido a la condensación de estos con compuestos fenólicos. Este es un método sirve para la determinación total de carbohidratos presentes en muestras liquidas y extractos; como azucares simples, oligosacáridos y polisacáridos, los dos últimos pueden ser determinados, teniendo en cuenta que éstos bajo hidrólisis ácida producen monosacáridos. (Nielsen, 1998).

2. Materiales y métodos:

2.1 Materiales

El almidón (yuca), y todos los elementos de laboratorio utilizados en esta experiencia fueron aportados por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (Tunja, Colombia).

2.2 Métodos

2.2.1 Hidrólisis enzimática

Se tomó una muestra de 50mg de almidón, se suspendió en 5mL de solución al 1% de buffer acetato/ácido acético. La enzima utilizada para la hidrolisis fue la -amilasa fúngica,α producida por el hongo Aspergillus Oryzae, adquirida de Novo Simes.

Sé distribuyó en 5 tubos de ensayo los cuales se incubaron en un baño termostatadomarca Schutzart DIN 40050-ip20. Memmert GMBH-CO K6 D91126 SCHWABACH FRG (fig. 2); a 37-45°C.

Ilustración 1: Baño termostatado.

Se tomaron muestras a los 0, 5, 30 y 60 minutos de incubación. Se tomó al final un volumen que se diluyó en factor de 1000 se determinó la curva de calibración, anotada en la Tabla 1; dicha curva se tomó partiendo de una solución de glucosa (100 mg/L).

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Tabla 9: Curva de calibración de glucosaConcentración (ppm) Absorbancia

20 0.134

40 0.180

60 0.299

80 0.346

100 0.462

R=9.89x10-1; D.E=2.24x10-2; B=0,0376; m=0.00911

Se rotularon 6 tubos para cada concentración, (0 es el blanco) y se adicionaron los volúmenes indicados en la Tabla 1.Posteriormente se adicionaron 0,05ml de solución acuosa de fenol y 5ml de H2SO4. Se agito y se incubó.Antes de tomar el valor de las absorbancias para cada muestra, se realizó la agitación de cada tubo en el Vortex Fig. 4 marca Bio Vortex Vi (Bueco Germany) para obtener una mejor solución de la muestra.

Ilustración 2: Vortex de agitación.

2.2.2 Hidrólisis ácida o química del almidón

Se realizó una solución de 0,25g de almidón en 25ml de agua destilada y se le adicionó 0,75ml de zumo de limón, se registró el pH, este se llevó a diferentes temperaturas, 45°, 55°, 65° y 75°. Se tomó un volumen de muestra en cada tratamiento térmico y se hizo dilución a 1000, el volumen restante se llevó a refrigeración por 24 horas.

3. Resultados y discusión:

3.1 Cuantificación del producto hidrolizado

Luego de realizado el tratamiento con ácido y fenol para cada una de las hidrolisis a cada una de las condiciones dadas; se llevaron las muestras tratadas para ser analizadas en el laboratorio de Química de Alimentos de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (Tunja, Colombia), a través del espectrofotómetro UV-Vis Génesis 10-V, previamente ajustado a una longitud de onda de 490nm. Las tablas 3 y 4 muestran las absorbancias leídas para

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cada uno de los dos tipos de hidrolisis realizada.

9 29 49 69 89 1090

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

f(x) = 0.00411 x + 0.0376000000000001R² = 0.978276732765011

Concentracion (ppm)

Abso

rban

cia

Figura 1: Curva de calibración de la glucosa

De acuerdo con los datos obtenidos en la curva de calibración, así como los de las absorbancias leídas en el espectrofotómetro; se calcularon las concentraciones para cada caso.Los equivalentes de dextrosa se calcularon mediante la siguiente ecuación [4]:

DE = (A R/A1) *100Ecuación1

Donde AR es la cantidad de azucares reductores presentes en la muestra, expresados como gramos de glucosa y M es el peso de la muestra seca en gramos. La cantidad de azucares reductores se determinó mediante el método de fenol sulfúrico o de Dubois, anteriormente descrito [5]En la tabla 4 se observa que la catálisis enzimática se ve favorecida hacia los 15 minutos, es decir, el grado de hidrolisis es mayor en este tiempo. Así también como se puede apreciar, la

actividad enzimática fue casi nula, ya que no hubo un grado de hidrolisis alto, evidenciado en valores muy bajos de DE, los cuales solo llegan a ser del orden de las décimas. Por su parte, para la hidrolisis química, se da un mayor grado de hidrolisis a una temperatura de 60°C, puesto que genero la mayor concentración y por ende el mayor DE. Los resultados presentados se denominan maltodextrinas, ya que su DE se encuentra entre 5 y 20, exceptuando el caso de la hidrolisis presentada a los 60°C, la cual se le denomina jarabe de maíz de conversión regular [6].

2.2.3 Prueba cualitativa del almidón hidrolizado por medio acido

Tras 24 horas en proceso de gelificación, se observó que ninguna muestra presentaba una consistencia firme, ya que casi todas presentaban

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Sinéresis (exudación) y en algunos casos se encontró aun en estado líquido.

Tabla 10: Catálisisenzimática del almidón de yucaTiempo (min) Absorbancia Concentración (ppm) DE

0 0.093 13.512 0.0270

5 0.067 7.170 0.143

15 0.207 41.317 0.0826

30 0.025 -3.073 NR

60 0.092 13.268 0.0265

Tabla 11: Hidrolisis acida del almidón de yucaTemperatura (°C) Absorbancia Concentración

(ppm)DE

0* 0.233 47.658 19.0632

60 0.473 106.19 42.476

70 0.092 13.268 5.307

80 0.160 29.854 11.941

*Temperatura de gelatinización del almidón

Tabla 12: Prueba cualitativa del almidón hidrolizado por medio acidoTemperatura Grado de consistencia

0* 3

60 1

70 2

80 2

*Temperatura de gelatinización del almidon

Cualitativamente se realizó una escala de 1 a 5, de menor a mayor grado de gelificacion. En la tabla 4 se aprecian estos resultados.El hidrolizado de almidón que presento la menor gelificacion fue el de 60°C, puesto que fue el que más hidrolizo.

Durante le gelatinización se produce la lixiviación de la amilosa, pero también puede producirse antes de esta. La gelatinización total se produce en un intervalo más o menos amplio de temperatura siendo más grandes los que primero gelatinizan. La temperatura inicial aparente de gelatinización y el intervalo dentro del

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cual tiene lugar dependen del método de medida y de la relación almidón-agua, del tipo de granulo,así como de las heterogeneidades en la población de gránulos. Cuando se alcanza el pico de máxima viscosidad, algunos gránulos pueden ser rotos por agitación, si se continúa agitando, mas gránulos se rompen y fragmentan, causando entonces una disminución de la viscosidad. Al enfriar, algunas moléculas de almidón se reasocian parcialmente ara formar un precipitado o gel. Este proceso se le denomina retrogradación. La firmeza del gel depende de la cantidad de zonas de asociación formadas. Esta formación está influenciada (favorecida o inhibida) por la presencia de otros ingredientes tales como grasas, proteínas, azucares y acidos, así como por la cantidad de agua presente [7].

4. Conclusiones

La hidrolisis acida del almidónofreció los mejores resultados, especialmente a una temperatura de 60°C, de acuerdo al grado de hidrolisis, expresado en los equivalentes de dextrosa (DE) formados. De igual manera, teniendo en cuanto este ítem, se pudo determinar que la hidrolisis realizada genero tanto maltodextrinas como los denominados jarabes de maíz de conversión regular. Sin embargo, las pruebas cualitativas de los geles formados no mostraron una adecuada gelificacion, excepto en gel formado a temperatura de 60°C.

5. Referencias bibliográficas

[1]Cheftel J.C., Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Ed. Acribia (1976).

[2][3]Fennema, O. (1995) Química de los alimentos 2ª edn, Acribia, S. A., Zaragoza, pág. 1001 -1002.

[4]Benavides, M, Cabrera, J. A. 1983. Bases técnicas para el desarrollo de alimentos de baja viscosidad usando harina de arroz modificada con enzimas. Tecnología. Instituto de Investigaciones Tecnológicas. 146 (24): 5-22.

[5] Dubois M., Gilles K., Hamilton J., Rebers P., and Smith F. (1956). Colorimetric Method from Determination of Sugars and Related Substances. Nature.28(3):350-356

[6]Análisis Modernos de los Alimentos F. Leslie Hart, Harry J. Fisher. Editorial Acribia, Zaragoza (España), 1977 Capítulos 15 y 16.

[7] Fennema, O. (1995) Química de los alimentos 2ª edn, Acribia, S. A., Zaragoza, pág. 1001 -1002.

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INHIBICION DE LA POLIFENOL-OXIDASA (PFO)Paola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c

a, b, cUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: Las polifenol oxidasas (PFO) son enzimas presentes en plantas, dependientes de oxígeno que catalizan la reacción que transforma orto-difenoles en o-ortoquinonas. Las o-quinonas son muy reactivas y atacan a una gran variedad de componentes celulares, favoreciendo la formación de polímeros negro-marrón. Éstos polímeros son los responsables del oscurecimiento de tejidos vegetales cuando se dañan físicamente. Esto se observa fácilmente en plátanos o patatas, que tienen altos niveles de PPOs. En la práctica se realizó la aplicación de distintos métodos para la inactivación de la PFO y así determinar su efectividad como método de conservación de las muestras empleadas en nuestro caso Pera (Pyrus communis), estos métodos fueron el tratamiento térmico, la inmersión en soluciones salinas, soluciones de sacarosa, y la adición de aditivos. Se obtuvo que a mayor temperatura de escaldado haya mayor inactivación enzimática, y el mejor tratamiento para la inactivación fue el empleado con bisulfito de sodio.

Palabras Clave: Bisulfito de sodio, Polifenol oxidasa, inactivación , pera (pyrus communis)

ABSTRACT: The polyphenol oxidases (PFO) are enzymes present in plants, oxygen dependent catalyzing the reaction that converts ortho-diphenols to o-orthoquinones. The o-quinone are very reactive and attack a wide variety of cellular components, promoting the formation of black-brown polymers. These polymers are responsible for the darkening of plant tissue when damaged physically. This is easily observed in bananas and potatoes, which have high levels of PPOs. In practical application performed various methods for the inactivation of PFO and determine its effectiveness as a preservation method of the samples used in this case pear (Pyrus communis), these methods were heat treatment, immersion in salt solutions , sucrose solutions, and the addition of additives. It was found that the higher the temperature of scalding is higher enzyme inactivation, and the best treatment for the inactivation was the employee with sodium bisulfite

Keywords: Sodium bisulfite, Polyphenol oxidase inactivation, pear (Pyrus communis).

1. Introducción

La Comisión de Enzimas (EC) clasifica la polifenol oxidasa, con el número 1.10.3.1. Dentro de la clase de las

Oxidoreductasas, actuando sobre difenoles con oxígeno como aceptor (Nevin-Ridley 2009). La polifenoloxidasa conocida como tirosinasa, fenolasa, catecol oxidasa, o-

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difenoloxidasa, monofenol oxidasa cresolasa, fue descubierta y aislada inicialmnente de champiñones; ella actúa sobre dos tipos de sustratos: monohidroxifenoles como por ejemplo el p-cresol hidroxilandolos en posición orto con respecto al grupo hidroxilo original, EC 1.14.18.1, y sobre odihidroxifenoles tales como el catecol, oxidándolos a benzoquinona por remoción de hidrógenos del grupo hidroxilo, EC 1.10.3.1. (Ramirez et al.2003). La figura 1 muestra las dos actividades que ella presenta.La Polifenol oxidasa, PPO, es una de las enzimas más estudiadas en la industria de los alimentos ya que es la responsable de las reacciones de pardeamiento enzimático en frutas y verduras. Una de las razones por las cuales es importante su estudio es por que comercialmente es indeseable, ya que modifica las propiedades sensoriales, nutricionales y en general de calidad que perjudica la comercialización de un producto.Las magulladuras, el troceado y otros procedimientos mecánicos dañan las paredes de las frutas y vegetales lo cual permite que el oxígeno penetre, dando como resultado el oscurecimiento o las reacciones pardeamiento enzimático.Los mono y polifenoles se han reportado como estructuras antioxidantes debido a la capacidad captadora de protones y a su capacidad reductora, el isoespintanol y el acido ascórbico, ha sido estudiados como antioxidantes en diferentes medios (Rojano 2008, Franck 2003).

El cambio de color en frutas, verduras y tubérculos se observa cuando ellos sufren daño mecánico o fisiológico: cuando se mondan, cortan o golpean.

Se debe a la presencia en los tejidos vegetales de enzimas del tipo polifenoloxidasas, cuya proteína contiene cobre, que cataliza la oxidación de compuestos fenólicos a quinonas. Estas prosiguen su oxidación por el del aire sobre el tejido en corte reciente, para formar pigmentos obscuros, melanoides, por polimerización.

Los substratos responsables son de tipo orto-fenólico y entre ellos se mencionan: ácido clorogénico-tirosina-catecol-ácido cafeico-ácido gálico-hidroquinonas, antocianos-flavonoides.

Las enzimas responsables son: la tirosinasa, la catecolasa, lacassa, la ascórbico-oxidasa y las polifenol-oxidasas.

Los compuestos de la reacción no son tóxicos, pero la preocupación de los tecnólogos es el aspecto, color y presentación de frutas y verduras, que indudablemente tienen gran importancia comercial y culinaria.

Para que se produzca este pardeamiento es necesario, por lo tanto, la presencia de los tres componentes: enzima, substrato más el oxígeno. Como nada se puede hacer o muy poco con el substrato oxidable, los métodos hoy en uso tienden a inhibir la enzima o a eliminar el oxígeno y algunas veces se combinan ambos métodos.

La PFO puede ser inactivada en forma efectiva por la acción del calor: este procedimiento se utiliza con frecuencia en las verduras que se cuecen antes de su consumo: sin embargo no resulta adecuado para la inactivación de la

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PFO de algunas frutas, debido al desarrollo de sabores indeseados o de texturas muy blandas. La PFO puede ser inactiva da químicamente: los sulfitos, hidrogeno sulfitos y el dióxido de azufre, son potentes inhibidores de esta enzima pero su uso está restringido por distintas organizaciones. Los acidulantes inhiben la enzima al reducir el pH por debajo del valor óptimo. Los agentes quelantes o secuestrantes inhiben la enzima, al acomplejar el ion cobre presente en el sitio activo de esta enzima. Los alimentos propensos a experimentar la reacción de pardeamiento enzimático pueden almacenarse en recipientes sellados al vacío, sumergirse e jarabes azucarados concentrados, de esta forma la exclusión de oxigeno del medio de reacción y el pardeamiento no se lleven a cabo. (Herrera, Carlos H.2003).

El control natural de la actividad de la polifenoloxidasa se produce fundamentalmente mediante la compartimentalización de los sustratos. La enzima se encuentra en los plástidos y cloroplastos (en los vegetales superiores), y también en el citoplasma celular, mientras que los compuestos fenólicos que pueden servir de sustratos se acumulan en vesículas. Cuando se rompe la compartimentalización por un daño mecánico, como el triturado, corte o congelación y descongelación, la reacción de pardeamiento se puede producir. También se produce la inhibición del enzima por los productos de la reacción.

Además de manteniendo la compartimentalización, la reacción de

pardeamiento se puede frenar actuando sobre diferentes factores:

- Evitando el contacto del oxígeno con la superficie de corte

- Reduciendo el pH

Desnaturalización de la enzima

Generalmente estos factores actúan de forma combinada. Así, el descenso de pH puede actuar inicialmente reduciendo la actividad del enzima, (su pH óptimo está entre 5 y 7), pero también, si es suficientemente bajo, desnaturalizándola de forma irreversible.

Los reductores pueden actuar de varias formas, entre ellas revertiendo la reacción de quinonas a fenoles.

También pueden actuar directamente sobre el centro activo del enzima, transformando el cobre 2 en cobre 1,

que se disocia más fácilmente. El sulfito y la cisteína, además de reaccionar con las quinonas reduciéndolas a difenoles, inactivan el enzima. Los sulfitos presentan el problema de su toxicidad diferenciada para algunas personas, un pequeño porcentaje de los asmáticos, que pueden sufrir crisis severas con cantidades incluso inferiores a los límites legales. Consecuentemente, existe una tendencia a reducir la utilización de sulfitos, aunque no

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siempre es posible. Herrera, Carlos H.2003.El ácido ascórbico, es un inhibidor de la reacción muy eficaz en principio, al reconvertir las quinonas en fenoles, pero la inhibición es solamente temporal, al agotarse el ácido ascórbico con el transcurso de la reacción. Además, posteriormente puede ocasionar problemas, ya que el de hidroascórbico formado puede dar lugar a una reacción de pardeamiento específica. Dependiendo de las condiciones de uso, el ácido ascórbico puede también destruir el enzima al modificar las histidinas del centro activo por reacciones mediadas por radicales libres . Herrera, Carlos H.2003.

Las polifenol oxidasas encargadas de oxidar los fenoles, junto con lipoxigenasas y lipasas también son enzimas muy estables al calor. En el caso de las PFO, que son metaloenzimas que tienen como centro metálico al cobre, pueden inactivarse por tratamientos térmicos Las PFO es una óxido-reductasa dependiente de cobre, que cataliza la reacción entre catecol y oxígeno para dar benzoquinona y otras quinonas, productos que interactúan con otras moléculas formando, entre otros, compuestos coloreados responsables del pardeamiento vegetal, muy estudiado en frutas y productos agrícolas. Acribia S.A., España. 1993

Las peroxidasas constituyen un ubicuo grupo de enzimas, presentes en todos los vegetales superiores que han sido investigados y en los leucocitos. Las peroxidasas suelen contener un grupo prostético hemo (ferriprotoporfirina). No obstante,, también pueden utilizar

otros grupos . Catalizan la siguiente reacción: ROOH+AH2--->H2O+ROH+A.El proceso catalítico de la peroxidasa parece producir la oxidación transitoria del ion férrico a estados de valencia más alta. En la reacción anterior el peróxido de hidrogeno (ROOH) se ve reducido a la vez que resulta oxidado un donador de electrones AH2. El producto de la oxidación posee, en muchos casos una coloración intensa, y en ello se basa la determinación colorimétrica de la actividad de la peroxidasa .( Acribia S.A., España. 1993)

2. Materiales y métodos

2.1 Materia prima

Pera (pyrus communis) , adquirida en el supermercado mi futuro de la ciudad de tunja.

Reactivos: Los reactivos utilizados para el presente trabajo fueron solución etanolica (95%) de guayacol al 1%, peróxido de hidrogeno al 0,5% v/v, solución sacarosa al 30%, solución de NaCl al 10%.

2.2 Métodos

2.2.1 Tratamiento térmico: escaldado

Las muestras de pera (pyrus communis) se cortaron en trozos pequeños de tamaños similares , luego se tomaron 2 trozos para realizar prueba cualitativa de guayacol para determinar la temperatura optima de escaldado para el alimento analizado. Colocar a calentar un vaso de precipitado 100 ml de agua a distintas temperaturas (70 º C (T1)), 80 ºC (T2) y a ebullición (T3)), (registrar el valor), una vez alcanzado

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la temperatura, en cada caso sumergir los trozos de alimento durante 5 min. Los demás trozos restantes de los respectivos tratamientos térmicos , llévelos a la bolsa plástica con cierre hermético , séllelas y márquelas .Guardar a temperatura de refrigeración durante 8 días .En lo posible analizar cada 3 días.

2.2.2 Tratamientos con cloruro de sodio, sacarosa, bisulfito de sodio

se realizaron 4 tratamientos diferentes con sacarosa al 30%, solución salina de NaCl al 10% y solución de bisulfito de sodio [1%] respectivamente. Inicialmente se tomaron los trozos de alimento, se sumergieron en cada una de las soluciones anteriormente mencionadas por 10 minutos, luego se toma un trozo de cada muestra y se realizó la prueba cualitativa y el restante se guardó en bolsas plásticas con cierre hermético en refrigeración por 8 días.

3. Resultados y discusión

3.1 Tratamiento Térmico

Se llevaron las muestras a las temperaturas de escaldado de 80 C, 70 ̊� C y ebullición. Para el caso de la pera� (Pyrus communis) se observó que al aumentar la temperatura, la coloración marrón-rojizo disminuye como se ve en el ensayo.

La velocidad de reacción de las enzimas aumenta con la temperatura, pero sólo en el intervalo en que la enzima es estable y retiene su capacidad catalítica; en casos extremos, cuando se incrementa mucho la temperatura, se

favorece la desnaturalización. Por ésta razón, cada enzima tiene un intervalo óptimo de temperatura en el cual se logra la mayor actividad; la mayoría tiene su óptimo entre 30º y 45º C, y se inactiva a más de 55ºC.

En nuestro caso la temperatura óptima fue la de ebullición.

El método colorimétrico del guayacol mide la oxidación de este fenol y señala la concentración de tetraguayacol formado en la oxidación enzimática del guayacol en presencia de peróxido de hidrógeno.

El mecanismo de las POD es de la siguiente forma

ROOH +AH2-----------> ROH + A + H2O

Donde:

ROOH= peróxido, AH2 = Donador de hidrógeno en forma reducida, A = Donador de hidrógeno en forma oxidada.

El donador de hidrógeno es el guayacol.

Las peroxidasas son de las enzimas más resistentes al calor por lo que al ser inactivada esta, asegura también la inactivación de las otras enzimas presentes, por lo que monitoreando su actividad se determinó la efectividad del escaldado, que indico que en general fue buena porque al aumentar la temperatura se iba inactivando la enzima.

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La refrigeración se realiza con el fin de desacelerar la actividad enzimática y de esta manera también determinar si es tratamiento fue optimo se pudo observar que con la papa (pyrum communis) la inactivación enzimática fue mejor con temperaturas de ebullición.

3.2 Tratamientos con, sacarosa, NaCl y bisulfito de sodio

Los efectos específicos de los electrolitos parecen ser consecuencia de una fuerte preferencia a ligarse a la enzima, bien en su estado nativo o desnaturalizado. Sin embargo a concentraciones altas todos los electrolitos alteran la estabilidad de las enzimas presumiblemente por efectos no específicos, puesto que todas las enzimas se ven afectadas de modo similar.

La eficacia relativa de diversas sales para lograr la separación de fases sigue la serie de Hofmeister, que clasifica los iones con base en su efecto salino. A bajas concentraciones, los iones interactúan con las proteínas por medio de interacción electrostáticas no específicas, las cuales por lo general ayudan a estabilizar la estructura protéica. El incremento de la concentración de las sales tiene efectos específicos iónicos que influencían la estabilidad estructural de las proteínas, sales como Na2SO2 y el NaF la incrementan, mientras que NaSCN y NaClO4 la debilitan. Las sales que estabilizan lo hacen porque incrementan la hidratación de las proteínas y se unen débilmente, mientras que otras desestabilizan al disminuir la hidratación proteíca y

forman enlaces fuertes. En otras palabras, el efecto desnaturalizante que realizan las sales caotrópicas puede estar relacionado con la desestabilización de interacciones hidrofóbicas en proteínas.

Las altas concentraciones de compuestos que tienden a romper puentes de hidrógeno, como las sales de úrea y guanidina, también tienden a desnaturalizar proteínas. Estas sustancias aparentemente perturban los puentes de hidrógeno que mantienen la estructura única de las proteínas pero también hay evidencia que sugiere que el clorhidrato de úrea y guanidina podría interrumpir las interacciones hidrofóbicas al promover la solubilidad de los residuos hidrofóbicos en soluciónes acuosas. De aquí se puede derivar el efecto "salting in" y "salting out" de las sales, para solubilizar proteínas y para precipitarlas, respectivamente (Bohinski 1991).

Los sulfitos son aditivos empleados para la inhibición microbiana y para la inhibición enzimática, Los sulfitos actúan como antioxidantes, inhibiendo especialmente las reacciones de oscurecimiento producidas por ciertos enzimas en vegetales. Aunque el uso de estos aditivos en algunos países ha sido restringido por causar efectos nocivos en algunas personas.

Para los distintos tratamientos se observa con la coloración que los mejores resultados para la inactivación de las enzimas PFO, los mejores resultados se tienen con la solución de bisulfito de sodio seguido por la solución de cloruro de sodio y el

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tratamiento con solución sacarosa es el menos adecuado.

Después de la refrigeración que retarda la actividad enzimática para determinar si el tratamiento fue óptimo, se obtuvo que en el caso de la pera (pyrus communis) el mejor tratamiento fue con bisulfito de sodio, y el que presentó menor inactivación fue el tratamiento que se empleó cloruro de sodio.

4. Conclusiones

Las frutas frescas al igual que la pera (Pyrus communis) contienen muchas enzimas activas que provocan el deterioro de la calidad y el valor nutricional posterior a la cosecha, por lo que son empleados muchos métodos para la inactivación de estas enzimas tales como el escaldado, la inmersión en soluciones salinas o azucaradas, la adición de aditivos, el descenso del pH entre otros.

Se conoció y aplico los distintos métodos empleados para la inactivación de enzimas y de esta manera se evaluó su efectividad como método de conservación.

Encontrándose que a mayor temperaturas en el tratamiento térmico hay mayor inactivación enzimática y con los tratamiento con la adición de soluciones de cloruro de sodio, de sacarosa, y bisulfitos de sodio; esta última reporto mejores resultados.

Los efectos de las temperaturas sobre las enzimas son muy complejos, por ejemplo las temperaturas elevadas pueden afectar al estado de disociación

de los grupos funcionales involucrados en la reacción enzimática, a la afinidad de la enzima por activadores o inhibidores y a otras cuestiones secundarias, como la solubilidad del oxígeno, que puede ser uno de los sustratos de la reacción. Además puede ocurrir que la enzima resulte inactivada. En generala las enzimas operan muy lentamente a las temperaturas de congelación y su actividad aumenta si lo hace la temperatura. La mayor parte de las enzimas presentan su actividad óptima en el rango de 30-40 ºC, y por encima de 45 ºC comienza a desnaturalizarse.

5. Referencias bibliográficas

1. Feldman, S., & Wiley, J. (2005). Sodium chloride.Kirk-OthmerEncyclopedia of Chemical Technology.

2. Herrera, Carlos H. QUIMICA DE ALIMENTOS Manual de laboratorio. Editorial de la Universidad de Costa Rica Ciudad Uiversitaria “Rodrigo Facio”. Costa Rica. 2003.

3. Hill., Petrucci., McCreary., & Perry, "General Chemistry", 4th ed., Pearson/Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, USA.

4. Fennema, O. (1995) Química de los alimentos 2ª edn, Acribia, S. A., Zaragoza, pág. 1001 -1002.

6. Referencias infográficas

1. http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/lb/

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Deterioro del aceite vegetal por frituras repetidas. Pruebas de calidad en grasas y aceitesPaola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c

a, b, cUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: Se realizó el análisis de un aceite vegetal, el cual fue sometido a un proceso de fritura continua, utilizando papa como producto alimenticio para este proceso. Se realizó la caracterización física, en parámetros como la densidad, el punto de humo, la temperatura final del proceso, así como los cambios organolépticos. Como era de esperarse, fue evidente el aumento de densidad, viscosidad e índice de refracción, así como la disminución del punto de humo del aceite analizado, de igual forma se observó la presencia de turbidez y oscurecimiento. En cuanto a los parámetros químicos analizados, tanto los índices de acidez como de peróxido presentaron aumento conforme se aumentaban las repeticiones de fritura; mientras que se presentó disminución en el valor del índice de yodo de las mismas muestras. La interacción entre el alimento y el aceite produjo cambios en la composición y estructura química de los acidos grasos presentes en este, generando repercusiones en la calidad tanto del alimento como del aceite.

Palabras clave: Aceite, cambios físicos, cambios organolépticos, cambios químicos, alteración, fritura.

ABSTRACT: Analysis was performed of a vegetable oil, which was subjected to a continuous frying process using potato as a foodstuff for this process. Physical characterization was performed on parameters such as the density, the smoke point, the final temperature of the process and organoleptic changes. As expected, it was evident the increase of density, viscosity and refractive index as well as the decrease of oil smoke point analyzed, similarly showed the presence of turbidity and browning. Regarding chemical parameters analyzed both acid values as peroxide showed increased repetitions were increased as frying, while showed decrease in iodine value of the same samples. The interaction between the food and the oil produced changes in the chemical composition and structure of the fatty acids present in this, generating impact on the quality of both the food and the oil.

Keywords: Oil, physical, sensory changes, chemical changes, alteration, frying.

2. Introducción

La fritura es un proceso de preparación de alimentos que presenta como característica fundamental la utilización de un medio

graso sometido a elevadas temperaturas. De ello se derivan una serie de procesos muy complejos que afectan la composición del aceite y del producto sometido a fritura. Los productos fritos son productos de gran

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aceptación por parte del consumidor, debido a sus especiales características sensoriales, derivadas de la presencia de una cantidad de grasa notable que mejora su textura y les confiere un flavor característico. Éste resulta, en gran manera, de la formación de productos de alteración de la grasa de fritura y del propio alimento (compuestos de oxidación lipídica, productos de la reacción de Maillard, etc.). No obstante, debido precisamente a este origen reactivo de muchos compuestos determinantes de la calidad sensorial, el proceso de fritura debe ser controlado de forma adecuada, para asegurar una calidad óptima del producto frito, así como la mejor estabilidad del mismo. Este punto es especialmente importante, ya que el producto frito absorbe una elevada cantidad de la grasa que constituye el medio de fritura, así como también acumulará una cierta proporción de compuestos de alteración (hidrólisis, oxidación y polimerización), cuya presencia condicionará dicha estabilidad y, en consecuencia, la vida comercial del producto [1].

La fritura por inmersión es un método muy importante de cocción rápido, práctico. Los alimentos, son generalmente más apetecibles por su sabor y textura como en el caso de las papas fritas. Los estudios existentes en el campo de la fritura corresponden a procesos, en los que no existe una renovación continua del aceite de la freidora. La fritura en cuba estática (discontinua) provoca una mayor alteración de la grasa y compromete mucho más la calidad de los productos fritos [2]

La fritura es un proceso que implica la transferencia directa de calor del aceite caliente al alimento frito, a temperaturas de 150 ºC a 180 ºC durante tiempos de 3 a 5 minutos. El aceite sometido a periodos de calentamiento continuo de 10a 12 horas diarias, en presencia o ausencia de alimento, inicia un proceso de descomposición con la formación de compuestos de alto peso molecular como dímeros y polímeros, causados por la reacción de polimerización, influyendo en las propiedades fisicoquímicas del aceite.Las reacciones de oxidación o polimerización del aceite afectan también la calidad del alimento dando origen a sabores y olores rancios [4].Debido a los ciclos de enfriamiento-calentamiento y los periodos en los cuales el aceite es sometido, la degradación es mucho más rápida con la formación de aceite residual más alterado por la formación de compuestos de alto peso molecular que aumentan la viscosidad del aceite [5].El análisis de las propiedades fisicoquímicas del aceite usado permitirá establecer una medida de control a los aceites usados tanto a nivel casero como a nivel comercial, contribuyendo en la calidad de los productos fritos, lo cual seespera tenga a su vez un efecto en la salud de los consumidores.Las constantes químicas más usadas son el índice de yodo y el índice de saponificación; y las constantes físicas de mayor empleo son la gravedad específica, el índice de refracción y el punto de fusión. Existen pruebas que evalúan la calidad de una grasa o de un aceite, de acuerdo con su grado rancidez, como el valor del ácido

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tiobarbirurico (TBA) y el índice de peróxido.

Oxidación: Consiste en un proceso que provoca el envejecimiento de la grasa debido al contacto con el oxígeno presente en el aire. De este modo, el aceite, incluso antes de calentarse, ya está envejeciendo. Por otro lado también saber que para cada incremento de 10ºC de temperatura, se dobla el grado de oxidación.

La luz es otro factor que contribuye al envejecimiento de un aceite.

Polimerización: Este proceso consiste en una reacción en la que los ácidos grasos insaturados forman dímeros y posteriormente polímeros triglicéridos como consecuencia del calor o por la presencia continuada de la luz.

En consecuencia, el aceite será más viscoso siendo más difícil la evaporación del agua y por tanto el aceite no puede llegar al alimento adecuadamente, teniendo como resultado final el apelmazamiento y desecación de dicho alimento. El aceite, al retirar el alimento del mismo, tiende a pegarse suponiendo un mayor gasto de grasa alimentaria.

Hidrólisis: Proceso resultante de la adquisición de agua del producto que se fríe y sustentada por productos como los rebozados que finalmente provocan una bruma de ácidos grasos conocida como saponificación.

Índice de Acidez: Presencia natural de la acidez libre en las grasas, es decir la suma de los ácidos grasos no combinados, resultado de la hidrólisis

o descomposición lipolítica de algunos triglicéridos. (Hidrólisis enzimático, tratamiento químico, o acción bacteriana.)

El IA se define como el número de miligramos de KOH que se requieren para neutralizar los ácidos grasos libres contenidos en un gramo de grasa.

Índice de peróxido: Los productos iniciales en la oxidación (rancidez) de aceites y de grasas son los hidroperóxidos (R-OOH); sin embargo, se denominan normalmente peróxidos. La determinación de peróxidos se basa en su capacidad de liberar yodo de una disolución de yoduro de potasio en acido glacial .El yodo formado se valora con una disolución patrón de tiosulfato de sodio, utilizando una disolución de almidón como indicador. El índice de peróxidos se expresa en mmol de yodo\ Kg de aceite o grasa, los cuales son equivalentes a los hidroperóxidos presentes en el triacilglicerol.

Índice de Yodo: Medida de las instauraciones presentes en los AG que conforman un triglicérido (dobles enlaces).Los AG no saturados son líquidos a temperatura ambiente. El IY está relacionado con el punto de fusión o dureza y densidad de la materia grasa. También se define como los gramos de halógeno calculados en yodo que pueden fijar bajo ciertas condiciones 100 gramos de grasa.

2. Materiales y métodos

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2.1 Materias primas

Se usó para el proceso de fritura muestras de papa (Solanum Tuberosum), y aceite natural de soya marca Oliosoya, obtenidos en un supermercado de la ciudad de Tunja (Colombia). Los materiales y reactivos para las pruebas químicas fueron aportados por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, ubicada en la misma ciudad.

2.2 Métodos

2.2.1 Pruebas preliminaresSe tomó una muestra de aceite sin procesar (blanco), y se le determinaron sus propiedades físicas. La densidad medida mediante el método del picnómetro, pesando inicialmente su peso seco, posteriormente su peso con la muestra. Se midió también el punto de humo y el índice de refracción.

2.2.2 Proceso de freído

Se realizó el tratamiento de pelado, cortado y pesado de la papa utilizada, posteriormente se procedió a la inactivación de las enzimas responsables del pardeamiento enzimático, sumergiendo la muestra en solución salina al 10% y acida durante unos 10 a 15 minutos. Después de este procedimiento se escurrió y dividió la muestra en 6 porciones iguales. El primer freído se realizó con un volumen inicial de aceite de 250mL, registrando el punto de humo, momento en el cual se agregaron las muestras de papa para el freído. Se registraron los datos de volumen inicial y final de freído, punto de humo, densidad, IR, temperatura final del proceso y cambios organolépticos.

Elprocedimiento se repitió con cada una de las seis porciones, teniendo en cuenta que se tomaron 5 mL de aceite después de cada fritura, el cual se rotuló y se almaceno para un posterior estudio.

2.2.3 Pruebas químicas

2.2.3.1 Índice de Acidez

Preparación del agente titulante: (250 ml) de una solución 1N de NaOH.Estandarización de la solución de NaOH: Se pesa entre 0,1-0,2 g de ftalato acido de potasio (PM 204,24 g/mol, patrón primario) en un erlenmeyer de 250ml y disolvimos en 50 ml de agua destilada. Adicionamos 3 gotas de solución alcohólica de fenolftaleína al 1 % y titular usando la solución de NaOH preparada.Neutralización de etanol: Se tomaron 10ml de etanol comercial, adicionando 2 gotas de fenolftaleína y se realizó la posterior titulación con la solución de NaOH estandarizada hasta coloración rosa pálido.Determinación de IA: Se pesó 1 g de aceite, se adicionaron 10 ml de etanol neutralizado, 3 gotas de fenolftaleína y se realizó la titulación con la solución de NaOH estandarizada.

2.2.3.2Índice de peróxido

Se pesaron 0,25 g de muestra y adicionamos 6,25 de una mezcla 3:2 de ácido acético/ cloroformo realizando agitación. Posteriormente, se adicionaron 0,5 de bicarbonato de sodio. Se almaceno en oscuridad 10 min con la tapa semi-ajustada. Se adiciono 0,5 ml de solución saturada de KI, agitando durante 1 minuto, se cubrió la mezcla dejándola en reposo

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durante una hora.Por último se adicionaron 12,5 ml de agua destilada, procediendo en última instancia a titular esta solución.

Estandarización del Tiosulfato: Se pesaron entre 0,12 y 0,13 g de KIO3 y disolvimos en 50 ml de agua destilada recién hervida. Posteriormente se adiciono 0,2 g KI, agitando hasta disolución. Se adicionaron 0,2 g KI, adicionando 1 ml de solución acuosa HCI en proporción 1:15 (Acido: Agua).

I . P=V 2∗N∗1000Pmuestra

2.2.3 Índice de yodoSe pesó 0,5 g de grasa, 0,25 g aceite y disolvimos en 10 ml de cloroformo. Adicionamos almidón 1 % y titulamos hasta viraje azul.

I .Y=VI∗¿∗12.67Pmuestra

3. Resultados y discusión

3.1 Pruebas preliminares

La tabla 1 muestra los resultados de las pruebas realizadas al aceite utilizado, antes de llevarse a cabo la fritura.Los valores de densidad, índice de refracción y punto de humo coinciden por los brindados por la norma ICONTEC y la literatura para este tipo de aceites.

3.2 Proceso de freído

Luego de los procesos de fritura llevados a cabo para cada una de las muestras, se registraron los resultados en la tabla 2. Los cambios presentados se evidencian tras la segunda fritura, en donde se vuelven característicos el

oscurecimiento del aceite y la presencia de sólidos o residuos de las frituras anteriores. Se observa un aumento de la densidad, lo que hace que este aceite también aumente su viscosidad y su índice de refracción (no se midió debido a descalibración del refractómetro) Estas características reflejan el grado de polimerización del aceite, generada por la formación de radicales libres, generando compuestos de mayor peso molecular que afecta en última medida a la viscosidad y densidad del aceite. Por su parte, el punto de humo presento una disminución en su valor, así como la temperatura final de la fritura, producto de la hidrolisis del aceite al entrar en contacto con el agua presente en la papa. Factores como elevadas temperaturas, presencia de oxígeno y agua en el aceite, promueven cambios físicos irreversibles, como incrementos en la viscosidad, el color y el espumado, disminución del punto de humo y reacciones químicas, entre ellas oxidación, hidrólisis y polimerización, factores que implican el deterioro [6], y a niveles considerables podrían tener efectos negativos sobre la salud humana, ya que los compuestos producto de las reacciones pueden actuar como inhibidores enzimáticos, destructores de vitaminas, irritantes gastrointestinales o mutágenos potenciales [7].

3.3 Rendimiento del aceite usado

Teniendo en cuenta el volumen inicial y final de aceite utilizado durante el proceso de fritura, se calculó el rendimiento del mismo. La tabla 3 anota estos datos. El rendimiento de la reacción, muestra que el aceite en este

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proceso fue absorbido en gran parte por el alimento y hace parte de la composición del mismo, aportándole características organolépticas que

inciden en el sabor y aceptabilidad del producto por parte del consumidor.

Tabla 13:Característicasfísicas iniciales del aceiteParámetro Valor teórico Valor medido

Densidad (g/mL) 0.924-0.917 0.924Índice de

refracción1.476-1.472 1.436

Punto de humo (°C) 210 200

Tabla 14: Características del aceite durante el freídoN° Freído

Vol. inicial aceite (mL)

Vol. final de aceite (mL)

Tiempo freído (min)

P. Humo (°C)

Temperatura final (°C)

Densidad (g/mL)

1 250 245 120 190 210 0.9342 240 223 90 182 180 0.9823 218 216 95 198 225 0.9844 211 209 110 182 178 0.9625 204 201 115 178 192 0.9726 196 190 150 176 180 1.040

Tabla 15: Rendimiento del proceso de fritura.Volumen inicial de aceite (mL) 250Volumen final de aceite (mL) 190Rendimiento % 24

3.4 Pruebas químicas

3.4.1 Índice de acidez

Los datos correspondientes al cálculo de la acidez se muestran en la tabla 4. Como era de esperarse, los resultados muestran un aumento en la acidez del aceite, desde la fritura 1 hasta la última fritura realizada. Dicho aumento se da debido a la formación acidos grasos libres, provenientes de la hidrolisis del aceite.

3.4.2Índice de peróxido

La tabla 5 presenta los resultados del índice de peróxido después de las frituras

realizadas. Al igual que el parámetro de acidez, existe un aumento de este ítem, producto de la formación de compuestos como los hidroperóxidos, radicales libres, o peróxidos en presencia de luz y las condiciones de temperatura características del proceso de freído.

3.4.3 índice de Yodo

Por último, la tabla 6 muestra que el índice de yodo en las muestras analizadas (fritura 1 y fritura 6), disminuyo conforme iba realizándose el proceso de fritura. El proceso de freídofavorece a la saturación del aceite, sustituyendo los dobles enlaces por hidrogeno u otros compuestos, convirtiéndolos en acidos grasos saturados

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u otros compuestos. Es por este motivo que un aceite con procesos de fritura repetidos presenta menores valores en

este índice, debido a una menor presencia de dobles enlaces en el aceite.

Tabla 16: Índice de acidez de los aceites luego de la frituraFritura 1 Fritura 6

Volumen de NaOH gastado (mL) 3 4Concentración de NaOH estandarizado

(M)0.1225

Peso molecular, ácido oleico 286Peso de la muestra (g) 1

Índice de acidez 10.36 10.82

Tabla 17: Índice de acidez de los aceites luego de la frituraFritura 1 Fritura 6

Volumen de tiosulfato de sodio gastado (mL) 1.3 1.8Concentración de tiosulfato de sodio estandarizado

(N)0.05

Peso de la muestra (g) 1Índice de peróxido 65 90

Tabla 18: Índice de yodo del aceite luego de la frituraFritura 1 Fritura 6

Volumen de yoduro gastado (mL) 1.5 1.2Concentración de yoduro estandarizado (N) 0.1

Peso de la muestra (g) 1Índice de Yodo 1.9 1.52

4. Conclusiones

El presente estudio determino los efectos que la fritura constante tiene sobre un alimento, con cambios en sus propiedades tanto físicas como químicas, las cuales tienen repercusiones directas en la calidad del alimento, así como en la misma salud de los consumidores. Se determinaron característicasfísicas como el aumento de la viscosidad, la disminución del punto de humo, y el cambio de apariencia del aceite después de la fritura, que son producto de cambios en la composición química del aceite al combinarse con el alimento y a la

exposición a condiciones de alta temperatura y exposición al ambiente.

5. Referencias bibliográficas

[1]Lawson, H. (1999) Aceites y Grasas Alimentarios. Tecnología Utilización yNutrición. Editorial Acribia, SA. Zaragoza. Pág.43-91.

[2]Navas J. (2005) Optimización y Control de la Calidad Estabilidad de Aceites y Productos de Fritura.

[3] Lawson, H. (1999) Aceites y Grasas Alimentarios. Tecnología Utilización

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yNutrición. Editorial Acribia, SA. Zaragoza. Pág.43-91.

[4] Yagüe M., Rodríguez J. (2005) Estudio de utilización de aceites para fritura en establecimientos de comidas preparadas, presentación disponible en www.consumaseguridad.com.

[5]Dobarganes M., Márquez G. (1995) Calidad de las grasas de fritura en el sector de restauración de Andalucía, Grasas y Aceites. 46 (2):115-120.

[6] O’Brien, 2004; Saguy y Dana, 2003; Dobarganes, 2002; Sontag, 1982

[7] (Clark y Serbia, 1991; Zakrzewski, 1991;Keuneke, 1999).

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Elaboración de emulsiones. Pruebas de calidad y estabilidad.Paola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c

a, b, cUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: Este experimento tuvo como objetivo identificar, reconocer y determinar el comportamiento de una emulsión al ser sometidas a diferentes temperaturas así como también familiarizarse con los tipos de emulsiones y familiarizarse con los diferentes agentes tensoactivos para así establecer las condiciones óptimas requeridas para lograr la estabilidad de una emulsión, esto se llevó a cabo realizando diferentes cambios en la formulación de la emulsión y determinando cual formulación era la más estable.

Palabras Clave: Emulsión, emulgente, emulsificante, estabilidad, calidad.

ABSTRACT: This experiment aimed to identify, recognize and determine the behavior of an emulsion when exposed to different temperatures as well as familiar with the types of emulsions and become familiar with the different agents active tense in order to establish the optimal conditions required to achieve stability an emulsion, this was carried out by making various changes in the formulation of the emulsion and determining what was the most stable formulation.

Keywords:Emulsion, emulsifier, emulsifier, stability, quality

1. Introducción

Las emulsiones son sistemas coloidales constituidos por líquidos, los cuales no se disuelven el uno en el otro; de los dos líquidos uno se encuentra disperso en pequeñas gotas diminutas (0,1 - 10µm) dentro del otro. Si los dos líquidos se juntan y se mezclan, al dejarlos en reposo, se separan en dos capas; pero si se añade un emulgente la emulsión es más estable y tarda mucho más tiempo en separarse loas dos capas.

De forma general una emulsión posee los siguientes componentes:

a. Fase dispersa o interna: costa de las gotas suspendidas.

b. Fase continua o externa: fase en la están suspendidas las gotas

c. Emulsificante: reconocidos también como agentes emulsificantes, emulgente o surfactantes; son utilizados para mantener las gotas de un líquido suspendido en el otro liquido

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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siendo originalmente los líquidos inmiscibles.

Dicho de otra manera, una emulsión es una dispersión de una fase liquida en forma de gotas diminutas en una fase continua[1].

Las características geológicas de una emulsión dependen especialmente de la fase dispersa (estructura química del material dispersado, fracción de volumen, viscosidad de la fase dispersa, tamaño y distribución de tamaño de las gotas). Las emulsiones pueden ser de tipo aceite en una fase continua de agua (o/w) o bien agua en una fase continua de aceite (w/o).en las emulsiones puede darse diversos fenómenos de estabilización como la sedimentación o la formación de crema (fenómeno reversible), consistentes en el desplazamiento vertical de las gotas debido a la acción de la gravedad, floculación también reversible debido a a asociación de gotas formando unos agregados, la coalescencia, que implica la ruptura de la película interracial y la consiguiente ruptura de la emulsión u otros fenómenos que afectan a la estabilidad son la inversión de la fase la maduración de OSTWALD[2].

Muchos productos alimenticios como la leche, salsas, como la mayonesa, etc…. Están constituidos por emulsiones o/w las cuales aportan notales propiedades funcionales relacionadas con la textura y el flavor. Las dimensiones de las gotas de la fase dispersa y las condiciones de homogenización son los puntos críticos para la obtención y estabilidad de las mismas, las grasas neutras no poseen propiedades de

emulgentes (estabilizadores de la emulsión), mientras que por el contrario los lípidos polares (mono y di glicéridos fosfolípidos), debido a su carácter antipático como emulgente[3].

Por otra parte las emulsiones tienen diversas funciones importantes en los alimentos: algunos alimentos están en la naturaleza como emulsiones, otros son por si mismos agentes emulsificantes y la consistencia o estructura de algunos alimentos preparados depende del desarrollo y mantenimiento de una emulsión. Las emulsiones se realizan como vehículos para adicionar agentes aromatizantes, para diluir ingredientes y para ocultar olores y sabores no deseados. Las emulsiones alimentarias pueden presentarse de forma natural, como los es la leche o ser preparados en alimentos como la mayonesa y las masas pasteleras[4].

Agentes emulsificantes o tenso activos:

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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Tabla1. Agentes emulsificantes y valor HLB

2. Materiales y métodos

2.1 Materiales

Se tomaron 100mL de aceite vegetal (de soya, maíz, girasol, otros); tasas plásticas pequeñas (2); tenedor o batidora eléctrica; huevo (1).

2.2 Métodos

2.2.1 Sección 1

En 6 tubos de ensayo, adicionar a cada uno 3mL de aceite vegetal, adicionar agua en los siguientes porcentajes 10, 20, 30, 40 y 50%, calentar a 40ºC adicionar a cada formulación 0.1% de agente emulsificante (lecitina de huevo presente en la yema de huevo o lecitina de soya), agitar preferiblemente usando batidora hasta formar una emulsión. Marcar el volumen final y a este asignarle el 100%. Observar las propiedades que desarrolla cada

emulsión. Evaluar la estabilidad de las grasas emulsificadas con el tiempo. Determinar el volumen de las fases en caso de separación, expresarlo en porcentaje.

2.2.2 Sección 2.

Para las dos emulsiones más inestables de la parte 1, volver a preparar (mezcla aceite-agua), adicionar en este caso 0,2 y 0,5% de agente emulsificante. Marcar el volumen final y a este asignarle el 100%. Observar las propiedades que desarrolla cada emulsión. Evaluar las estabilidad de las grasas emulsificadas con el tiempo y reporte el porcentaje de cada una de las fases.

2.2.3 Sección 3.

Para la emulsión más inestables de la parte 2, prepararla nuevamente (mezcla aceite-agua- agente emulsificante) en dos tubos, a uno adicionar la misma cantidad de NaCl con respecto al agente emulsificante y a otro el doble de cantidad. Marcar el volumen final (100%). Observar el efecto de la sal sobre las propiedades de la emulsión. Evaluar la estabilidad de la grasa emulsificada con el tiempo.

2.2.4 Sección 4

Para las dos emulsiones más estables de la parte 1, la emulsión más estable de la parte 2 y parte 3, volverlas a preparar, llevarlas a calentamiento en un baño maria a 50°C. Registre el tiempo para cada una, en el cual hay

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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separación de fases y determine el volumen y expresarlo en porcentaje. Para las dos emulsiones más estables a

50°C, evaluar la estabilidad a 60°C.

2.2.5 Sección 5

Para las emulsiones que resultaron ser más estable a 50°C y 60°C, volverlas a preparar, y llevarlas a temperatura de refrigeración durante 24h. Evaluar la estabilidad de las emulsiones.

3. Resultados y discusión

3.3.1 Sección 1

Tabla2. Temperatura ambiente TUB

OVi (

cm3)V. Separac. (cm3

)

Tiempo

(min)

%

1 3,3 0,2 13 6,1

2 3,4 0,4 11 11,8

3 3 0,5 9 16,7

4 3,2 0,6 6 18,8

5 3,3 0,8 4 24,3

6 3,3 1 3 30,3

Las emulsiones más estables fueron la 1 y 2debido a que presentan un porcentaje menor de volumen de separación en comparación con las demás emulsiones esto se debe al porcentaje de agua que la compone ya que este porcentaje tiene efecto indirecto sobre su estabilidad. Porcentajes de agua más grandes de aguatienden a formar emulsiones menos estables porque tendría mayor número de gotitas de agua por unidad de volumen.

Tabla 3. Baño maría.TUBO Vi (

cm3)

VOL.DE SEPARACION

(cm3)

TIEMPO(min)

%

1 2,8 0,1 11 3,57

2 2,9 0,2 7 6,9

3 3 0,3 6 10

4 3,2 0,5 4 15,6

5 3,1 0,8 2 25,8

6 3,3 1 1 30,3

Las emulsiones son más estables a bajas temperaturas ya que aumenta l viscosidad, hay mayor resistencia al movimiento de los glóbulos a través de la fase continua y menos tendencia a sedimentarse.

3.3.2 Sección 2

Tabla 4. Temperatura ambiente.TUBO Vi (

cm3)

VOL.DE SEPARACION (

cm3)

TIEMPO(min)

%

1 2,9 0,1 12 10,52 3 0,2 14 7

A temperatura ambiente no se observa una separación representativa debido a que se le adiciono más emulgente y esto hace que la emulsión sea más estable debido a la presencia de las lipoproteínas en la yema de huevo en especial la lecitina la cual reduce la tención superficial e interfacial de las dos fases, además presenta resistencia a la coalescencia.

Tabla 5.Baño maría TUBO VOL.

INICIAL (cm3)

VOL.DE SEPARACION

(cm3)

TIEMPO

(min)

%

1 2,8 0,6 8 3,62 2,4 0,9 10 16,7

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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Al someter los tubos a calentamiento se observa la separación de las dos fases un poco más representativa que a temperatura ambiente esto se debe a los efectos que causa el calor en las emulsiones mencionadas anteriormente.

3.3.3 Sección 3

Tabla 6.Adición de NaCl.TUB

OVOL.

INICIAL(

cm3)

VOL.DE SEPARACION(

cm3)

TIEMPO

(min)

%

1 5 1 4 20

2 6 0,6 7 10

Con la adición de NaCl no se produjo una emulsión estable ni homogénea, debido a que la sal no tiene un efecto muy marcado en este tipo de emulsiones, es más utilizado en preparación de salsas como vinagreta, esto se debe a que es una sustancia muy polar y no permite la unión de los grupos hidrófobos del aceite.

3.3.4 Sección 4

Tabla 7.Emulsiones más estables a 50ºCTUB

OVOL. INICIAL

¿¿)VOL.DE

SEPARACIO

N (cm3)

TIEMPO

(min)

%

1 3 0,6 4 10

2 3.2 1 7 20

3 3,4 1,2 4 35

3.3.4 Sección 5

Tabla 8. Emulsiones más estables a 60ºCTUBO VOL. VOL.DE TIEMPO %

INICIAL (cm3

)

SEPARACION (cm3)

(min)

1 3 0,8 2 102 3.2 1,2 4 203 3,4 1,5 5 35

Las altas temperaturas ejercen un efecto negativo con las emulsiones, ya que se produce la separación de las dos fases. Este efecto se conoce como desmulsificacion (separación de aceite-agua). Esto ocurre en dos etapas, floculación, se dice que las gotas de la fase dispersa forma agregados, sin perder completamente su identidad esto ocurre en alimentos tales como la mayonesa y la crema de leche; y la coalescencia, en donde en donde los agregados se combinan formando gotas individuales, la separación puede llevarse a cabo por intercambio de calor, que contribuye reduciendo la viscosidad de la fase continua y la disminución de la fase interfasial. Con la adición de calor a la emulsión w/o aumenta el movimiento molecular expandiéndose las gotas de agua rompiéndose o reduciendo su resistencia.

4. Conclusiones

Al adicionar un agente emulsificante o emulgente a los componentes de la emulsión, hace que esta emulsión se forme más rápido y más estable pues estas sustancias disminuyen la tensión superficial, interfacial y posee una parte hidrofilica y otra lipofilica. El calor es un factor de destabilización de las emulsiones, produciendo la desmulsificacion en las mismas, por modificación de propiedades como tensión superficial e interfacial en los

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componentes de la emulsión y la adición de sal no ocasiona ningún efecto de estabilidad sobre ellas debido a que es muy polar y no permite la unión de grupos hidrolfilicos.

5. Referencias bibliográficas

FENEMA.o,r (2000). Química de alimentos. Acribia

Mexicana S.A. de C. V. México. D. F. 2007. Capítulo 2.

Manual de industrias lácteas Escrito por M. GèostaBylund, Antonio López Gómez

6. Referencias infográficas

[1]http://www.vivirnatural.com/alim/leche.htm

[2]http://es.wikipedia.org/wiki/emulsion

[3]http://www.ehu.es/reviberpol/pdf/AGO06/aranberri.pdf

[4]http://www.slideshare.net/zinzita/emulsiones

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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Elaboracion de emulsiones - salsasPaola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c

a, b, cUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: Este experimento tuvo como objetivo la elaboración y la caracterización de dos tipos de salsas (tartara y tirolesa), obteniéndose que la salsa tirolesa presentaba una mayor estabilidad. Los resultados observados al termino de la experimentación fueron los esperados, ya que se obtuvieron productos de buena calidad con características aceptables respecto a la norma nacional. Palabras Clave: Emulsión, emulgente, emulsificante, estabilidad, calidad.

ABSTRACT: This experiment aimed to the preparation and characterization of two types of sauces (tartar and zip), the zip sauce presented a higher stability. The results observed at the end of this experiment as were as expected and the obtained products were of good quality compared with the national norms.

Keywords: Emulsion, emulsifier, emulsifier, stability, quality

1. Introducción

Las emulsiones han sido ampliamente utilizadas por la industria y, en particular en la de los alimentos, las mismas forman parte de un gran número de formulaciones. Dentro del área extremadamente amplia de aplicaciones prácticas de las emulsiones alimenticias podemos encontrar sistemas semi-sólidos, tales como la margarina y la manteca, y sistemas semi-líquidos como la leche,

salsas, aderezos, mayonesas, formulaciones para bebés y distintas bebidas. Sumado a esto, el concepto de emulsión alimenticia también abarca una gama de productos que contiene tanto sólidos como gases en dos fases líquidas, tal como es el caso del helado.

Una emulsión es un sistema constituido por, al menos, dos líquidos inmiscibles los cuales se encuentran uno disperso en forma de gotas (fase dispersa) en el otro (fase continua). Debido a la

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inmiscibilidad de los líquidos, una emulsión es un sistema termodinámicamente inestable y la llamada “estabilidad de la emulsión” se puede lograr únicamente de forma cinética. Por lo tanto, una emulsión estable es aquella con ningún cambio discernible en la distribución de tamaños de las gotas, en su estado deagregación o en su arreglo espacial dentro del volumen de muestra, durante el tiempode observación [1]

Una emulsión O/W, se denomina emulsión aceiteen agua. En este tipo de emulsiones la fase dispersa consiste en pequeñas gotas de un líquido de naturaleza oleosa, por tanto hidrófoba, y una fase continua dominada por un medio normalmente acuoso. Como ejemplos de emulsiones O/W se pueden citar: leche, mayonesa, nata, abonos, fitosanitarios y herbicidas emulsionados, algunas salsas y emulsiones de algunos tipos de petróleo. En una emulsión agua en aceite (W/O), la fase dispersa es de naturaleza acuosa y la continua oleosa [2]

2. Materiales y Métodos

4.1.Materiales

4.1.1. Materias primas

Se utilizó mayonesa y mostaza tipo Americano de marca la constancia. Sal, azúcar de marcas refisal y manuelita respectivamente. Perejil, huevo cocido, tomates, alcaparras, cebolla cabezona y pepino obtenidos en un mercado local en el centro de la ciudad de Tunja. CMC adquiridos en el laboratorio de la FESAD de la UPTC.

4.2.Métodos

4.2.1. Elaboración de salsas

2.2.1.1 Salsa tártara

Se picaron finamente las alcaparras (ligeramente escurridas), los pepinos y la cebolla se colocaron en vinagre en recipientes separados, y el huevo cocido. Luego se incorporo a esta mezcla de ingredientes la mayonesa. Por último se incorporo el perejil picado y la mostaza. Las alcaparras, el perejil, la cebolla y los peninos ligeramente escurridos se sofrieron con una cucharada de aceite de maíz durante 5 minutos junto con la sal, azúcar y CMC (estabilizante)

2.2.1.1 Salsa Tirolesa

Se preparó puré de tomates (se tomaron los tomates y se escaldaron, luego se pelaron, obteniéndose la pulpa, se pesó la pulpa (173g) y se mezcló con 18,45 g de azúcar, 1,95 g de sal y se concentro esta hasta 22 °Brix mediante calentamiento, al final se mezclo con 180 g de mayonesa ; por ultimo en frio por choque térmico

2.2.2 Estabilidad de las salsas a la temperatura y el pH.

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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2.2.2.1. Estabilidad a la temperatura

Se tomó una porción de cada emulsión (salsa tirolesa y tártara), se introdujo en un tubo de ensayo y se sometió a calentamiento a baño de maría, y se anotó la temperatura a la cual presento cambio en su apariencia.

2.2.2.2. Estabilidad a acidez

Se tomó una porción de la salsa y se le agrego ácido acético al 5% hasta que se observaron cambios en su apariencia (ruptura de la emulsión).

2.2.3. Aceptabilidad de los productos

Se realizo un análisis sensorial con cada una de las salsas .

5. Resultados y Discusión

El proceso de ruptura de las emulsiones ocurrió mediante cuatro mecanismos de inestabilidad diferentes: sedimentación, floculación, coalescencia, engrosamiento de gotas.

Fig. 1. Mecanismos que contribuyen a la estabilidad de las emulsiones

Se realizaron dos tipos de salsas (tirolesa, tártara)a cada una se le determino el valor de la temperatura con respecto a la estabilidad y los gramos de ácido acético necesarios

para producir cambios en su aspecto general.

Con respecto a los resultados que se muestran en la tabla 1, la temperatura de la salsa tirolesa mostro mayor estabilidad al aumento de esta con una to =>100oC; mientras que la salsa tártara llego a los 80 oC, debido a que se observó un decremento de la tensión interfacial alterando el coeficiente de distribución de las fases causando la migración del emulsificante en ambas salsas.

El estudio fisicoquímico realizado a la salsa tirolesa y tártara que se observa en la tabla 1 determino que la variable analizada acidez fue de 0,085 para la salsa tártara y 0,105para la salsa tirolesa donde se demostró que el rango obtenido es aceptable dentro de los límites de los parámetros establecidos por la NTC 4305 para salsas y aderezos; esta se determinó mediante la siguiente fórmula:

% acidez=mlde acido acetico∗concentracion del acido

Además con la determinación de la acidez la cual demostró que es más estable la salsa tirolesa, que la salsa tártara, debido a que presento mayor resistencia a la dispersión de la fase acuosa y la fase oleosa que se presenta en una emulsión de tipo W/O, es por esto que esta emulsión es un sistema heterogéneos de dispersiones de un líquido en otro líquido inmiscibles entre ellos.La aceptabilidad para la salsa tirolesa fue muy buena debido a su consistencia y sabor con respecto a la salsa tártara que se encontraba con sabor un poco acido; pero en general fueron

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aceptadas ambas salsas por los panelistas.

4. Conclusiones

La temperatura es una factor determinante para la medir la estabilidad de una emulsiona, debido a que predice como es el comportamiento de esta en condiciones de calor.

La emulsión es correcta, si se consigue una textura cremosa y un aspecto homogéneo, pero si no se emulsiona se dice que se "corta" y presenta una textura más líquida y un aspecto aceitoso, en la cual la fase oleosa y la fase acuosa están dispersas.

La salsa tirolesa presento mayor estabilidad con respecto a la salsa tártara al aumento de la temperatura debido al comportamiento de cada una de las formulaciones ya que estas interaccionan de formas diferentes según las estructuras químicas.

Referencias bibliograficas

[1] Dickinson E. “An Introduction to Food Colloids”, Oxford, 1992 Oxford University Press.

[2] Sjöblom, J. 2001. Encyclopedic Handbook of Emulsion Technology. Marcel Dekker. New York.

* Correspondencia del autor. Cel.: 3178035760; Tel.: 7405696 Ext 2444; Fax.: 7436232 Correo electrónico: [email protected] (P. Vargas)

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ELABORACION DE UN ALIMENTO FUNCIONALPaola Vargas a* Oscar Carrillo b, Leonardo Silva c

a, b, cUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Facultad de Ciencias Básicas, Escuela de Ciencias Químicas, Química de Alimentos, Tunja

RESUMEN: En esta práctica se elaboró un producto lácteo tipo yogurt, que se clasifico como funcional debido a la adición de ingredientes que aportan beneficios para el organismo humano. La presencia de flora prebiótica y antioxidantes, hicieron de este alimento uno funcional. A partir de leche pasteurizada, la cual fue sometida a diferentes procedimientos de adición de ingredientes y sometimiento a distinta condiciones de temperatura y pH; se obtuvo un producto nutritivo y agradable al gusto del consumidor, y así como se mencionó anteriormente, con beneficios para la salud del mismo.

Palabras Clave: Yogurt, alimento funcional, prebiótico, microorganismos, salud, ingrediente

ABSTRACT: This practice produced a type dairy yogurt, which was classified as functional due to the addition of ingredients that provide benefits to the human body. The presence of flora probiotic and antioxidants, made this a functional food. From pasteurized milk, which was subjected to different procedures and submission adding ingredients at different temperature and pH conditions, we obtained a nutritious and palatable consumer, and as mentioned above, with benefits 's health.

Keywords: Yogurt, functional food, prebiotic, microorganisms, health, ingredient

3. Introducción

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La denominación “alimento funcional” tiene su aparición en los años 80 en Japón. El aumento de la esperanza de vida y su consecuente impacto a nivel de gastos en salud pública hace que el gobierno japonés financie programas de investigación sobre alimentos, para lograr mejoras en la calidad de vida. A partir de allí, el concepto comienza a evolucionar y es ampliado en Europa y en Estados Unidos.En consecuencia, actualmente, existe una variedad de definiciones del término, generadas por diferentes organismos, que conviene analizar para establecer un marco conceptual que permita estudiar los efectos del consumo de estos alimentos en el contexto de la actual situación epidemiológica de la población. La definición propuesta indica que “un alimento puede considerarse funcional si se demuestra satisfactoriamente que ejerce un efecto beneficioso sobre una o más funciones selectivas del organismo, además de sus efectos nutritivos intrínsecos, de modo tal que resulte apropiado para mejorar el estado de salud y bienestar, reducir el riesgo de enfermedad, o ambas cosas”. Establece también que deben seguir siendo alimentos y sus efectos deben encontrarse en las cantidades normalmente consumidas en la dieta.Operativamente, un alimento funcional puede ser [1]: Un alimento natural en el que uno

de sus componentes ha sido mejorado.

Un alimento al que se le ha añadido un componente para que produzca beneficios.

Un alimento del cual se ha eliminado un componente y

producirá menos efectos adversos sobre la salud.

Un alimento en el cual uno de sus componentes ha sido modificado químicamente para mejorar la salud.

Un alimento en el que la biodisponibilidad de uno o máscomponentes ha sido aumentada.

El yogurt probióticos puede ser un atractivo para los consumidores, porque la incorporación de ciertas bacterias probióticas incrementan el valor terapéutico del mismo y ayuda a los consumidores a ingerir alimentos nutricionales que tengan beneficios adicionales a la salud [2]. Para la elaboración de yogurt se requiere leche y fermentos lácteos, siendo importante que la leche cumpla con el requisito de estar en óptimas condiciones sanitarias.Se ha observado que los probióticos tienen efectos más allá del valor nutritivo del alimento, incluyendo la exclusión, antagonismo e interferencia con microorganismos patógenos, la inmunoestimulacion, actividades anticarcinogénicas y antimutagénicas, alivio de los síntomas de intolerancia a la lactosa, reducción del colesterol y presión arterial, disminución en la incidencia y duración de diarrea, entre otras. Otros beneficios incluyen la estimulación de la síntesis de vitaminas y producción de enzimas, estabilización de la microflora intestinal y reducción del riesgo de cáncer de colon [3].

Son muchos los microorganismos utilizados como probióticos tanto en animales como en humanos,

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incluyendo los géneros Bifidobacterium, Bacillus, Streptococcus, Saccharomyces, Aspergillus, Enterococcus, Pediococcus, y el más utilizado de todos es el Lactobacillus.Actualmente se considera que la introducción de microorganismos probióticos ha permitido, no solo mejorar la producción del yogurt, por disminuir la postadificación, sino también porque actúan como agente terapéutico, generando efectos beneficiosos en las personas que los ingieren [4].El objetivo del presente trabajo es elaborar un yogurt de melocotón con propiedades funcionales, previo tratamiento de las materias primas.

2. Materiales y métodos:

2.1 Materiales

Para el desarrollo de la práctica, se utilizó leche pasteurizada, yogurt comercial marca Alpina y yogurt con probióticos marca Colanta, ambos sabor a melocotón, zumo de naranja; todos obtenidos en un almacén ubicado en la ciudad de Tunja (Colombia). Los materiales e instrumentos de medición fueron aportados por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia de la misma ciudad.

2.2.2 Elaboracion del yogurt

Habiendo realizado el calculo de la proporcion de aditivos a incorporar, se procedio con la elaboración del yogurt.

Se tomo la leche, se lleva a una temperatura de unos 40 a 45°C, momento en el cual se le incorporo el yogurt comercial y el yogurt con probióticos (cultivo starter), lentamente, con constante agitación. Se dejo durante unas 4 horas a esta temperatura (constante), se cerro el recipente y en el momento de que se observo la coagulación de la mezcla se dejo en refrigeración, hasta el momento de la adicion de los demás ingredientes, que en nuestro caso fue azúcar y zumo de naranja.

3. Resultados y discusión: Luego de realizados las pruebas preliminares para la leche, se procedio a la preparación del yogurt según el procedimiento antes citado. El producto final fue un yogurt con un sabor ligeramente acido, dulce y agradable al consumidor. Durante el almacenamiento y refrigerado, se observo un aumento en la viscosidad del yogurt, lo que indica que el zumo de naranja afecta significativamente a esta variables [5], teóricamente se puede decir que en este proceso también se dio un aumento en el pH, con el consecuente aumento del porcentaje de acido láctico (acidez), que no fueron medidos, pero que se puede deducir de acuerdo a la cualificación organoléptica y de igual manera, a los conceptos teóricos, químicos y microbiológicos conocidos durante el proceso de elaboración.

Tabla 19: Caracteristicas de la leche previo a la elaboracion del yogurt.Parametro Valor

Densidad (g/mL) 1.033

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Acidez (%AL) 0.15

°Brix 15

4. Conclusiones

Se elaboro un yogurt funcional, cuyos ingredientes, el zumo de naranja y el yogurt probiotico, fueron incorporados con el fin de mejorar la capacidad nutricional del mismo. Para una dieta optima, y con el fin de evitar enfermedades gastrointestinales; se recomienda la elaboración de yogurt con cepas probióticas y otro tipo de ingredientes funcionales, y que, como se dijo anteriormente, se mejorarían los efectos beneficos en las personas que lo ingieren, y las propiedades reologicas como la viscosidad, sin presencia de sinéresis; características que son agradables al consumidor.

5. Referencias bibliográficas:

[1]Ashwell M. Conceptos sobre Alimentos Funcionales. ILSI Europe Concise Monograph Series, ILSI Press 2005.

[2] Hekmat, S. y G. Reid. 2006. Sensory properties of probiotic yogurt is comparable to standard yogurt. Nutr. Res 163-166

[3] Berrocal, D., M.L Arias, M. Henderson y E. Wong. 2002. Evaluacion de la actividad de cultivos probióticos sobre Listeria Monocytogenesdurante la producción y almacenamiento de yogurt. Arch. Latin. Nutr. 52(4): 375-380.

[4]Barrante, X., D. Railey, M. Arias y C. Chavez. 2004. Evaluacion del efecto de cultivos probióticos adicionados al yogurt comercial, sobre poblaciones conocidas de Listeria Monocytogenes y EscherichiaColiO157:H7. Arch. Latin. Nutr. 54(3):293-297.

[5]J.A. Ruiz y A.O. Ramirez. 2009. Elaboracion de yogurt con probióticos (Bifidobacteriumspp. Y Lactobacillus acidophilus) e inulina. Rev. Fac. Agron. (LUZ). 2009, 26: 223-242.

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