Elaboracion de Helado

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= PRACTICA 08

ELABORACIÓN DE HELADOS

I. OBJE OBJETI TIVO VO

Conocer la técnica de preparación de helado y la formulación respectiva.

II. BASE TEORICA TEORICA

2.1

Definición : El helado es un producto, batido frío que está constituido por

pequeñas burbuj burbujas as de aire aire lim limita itadas das por gruesa gruesass películas culas de una mezcla mezcla uniforme de proteínas, azúcares, sales y otros componentes disueltos o no, que además contienen globulillos de grasa emulsionada y pequeños cristales de hielo.

2.2 Tipos: Norma Técnica Peruana: Helados: Definiciones, Clasificación y Requisitos

2.2.1 Requisitos Generales

Color y Sabor . El helado deberá tener un color y sabor agradable.

Apariencia y Textura. El helado deberá tener una apariencia atractiva, de textura

suave y de consistencia uniforme y no tendrá hielo visible y/o cristales de lactosa, además estará libre de gránulos de grasa.

2.2.2

Helados de crema cuya composici ón es:

Alberto L. HUAMANI HUAMANI

91

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Gras Grasaa veg vegetal etal o de lech lechee

7.0% .0%

Sólidos lidos de lech lechee no gras grasos os

8.0% 8.0%

Azúcar

12.0%

Sólidos totales

32.0%

Estabilizante

0.5%

2.2.3 Helados de leche cuya composici ón es:

Grasa vegetal o de leche

2.5%


5.0% 5.0%

Azúcar

12.0%

Sólidos totales

27.0%

Estabilizante

0.5%

2.2.4 Helados de sorbete cuya composici ón es:


4.0% 4.0%

Azúcar

12.0%

Sólidos totales

30.0%

Estabilizante

0.5%

2.2.5 Helados de Yogurt cuya composici ón es:

Grasa vegetal o de leche

4–6%

Sólidos de leche no grasos

10 – 12 %

Azúcar

11 – 15 %

Agua

66- 71 %

Estabi Estabiliz lizand andore oress y emulsi emulsiona onante ntess

0.85% 0.8 5%

Cálculo de fruta a añadir es 25 % sobre la mezcla total.


92

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= 2.3

Componentes que se emplean para la elaboraci ón de helados

Para obtener el máximo provecho de los ingredientes del helado, es necesario conocer su comportamiento, sus l ímites y las proporciones óptimas de su utilización. En general los constituyentes básicos de una mezcla son: el agua, grasa, s ólidos no grasos, azúcar, estabilizador, emulsificante y saborizantes provenientes de las pulpas de fruta o artificiales.

a)

Agua: Debe utilizarse agua potable. El agua puede proceder de la misma leche si

se usa leche líquida o de fuente externa cuando se usa agua de acueducto.

b)

Grasa: Desempeña un papel muy importante en el helado, considerando como

principales factores el costo, calidad del producto y preferencias de los consumidores. Es uno de los ingredientes más caros del helado, y brinda excelentes características de sabor y textura aunque su exceso dificulta el batido. Como fuente se puede usar: crema de leche, mantequilla, grasa anhidra de leche y grasa vegetal. Los fabricantes ofrecen un producto con un contenido de grasa que varía entre 10 – 12 %.

c)

Sólidos no grasos : Están constituidas básicamente por proteínas y lactosa, que

intervienen en las características texturales del helado. Además su contribución al valor nutritivo, las proteínas interaccionan con el agua, dando un helado suave y de buena consistencia. Además las proteínas de la leche, debido a los grupos hidrófobos que contienen forman una membrana que rodea a los gl ó bulos grasos, determinando junto con los estabilizantes y emulsionantes las propiedades del producto. Lactosa contribuye al sabor dulce, pero por su baja solubilidad tiende a cristalizar y producir alteraciones en el producto. Otros s ólidos no grasos lo constituyen: caseinatos, sólidos de suero, yema de huevo, etc.


93

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= d)

Azúcar: Los azúcares dan el sabor dulce al helado el sabor dulce que esperan los

consumidores. Generalmente se usa entre 14 – 16 %, en excesiva cantidad, enmascaran el sabor, descienden considerablemente su punto de congelaci ón y hacen al helado pegajoso y pesado. Fuentes m ás comunes tenemos: azúcar de caña, melaza, miel, glucosa, sacarina, az úcar de maíz, dextrina, sacarosa, etc.

e)

Estabilizador: Se utilizan por sus propiedades hidrof ílicas, es decir que ligan el

agua, modificando la viscosidad de la mezcla y dificultan la formación de cristales grandes, haciendo que el helado tenga una textura suave, una mayor resistencia a fundirse y que su consistencia sea adecuada. Los estabilizadores también mejoran las condiciones de batido y favorecen la formación de burbujas de aire muy pequeñas que dan rigidez a la estructura en la interfase aire- mezcla. La cantidad depende del tipo de estabilizante.

Los más comunes son: gelatina, alginato de sodio, goma ar á biga, carboxil- metil celulosa (CMC se usa 0,1 a 0, 2 %), pectina, goma ar á biga, goma tragacanto y otros.

f)

Emulsificante: Su función principal es estabilizar la emulsión grasa; también

contribuyen a la consistencia, resistencia a la fusión, textura y aspecto típico de los helados.

g)

Saborizante: Es de primordial importancia en la aceptación del helado.

h)

Aire: Se introduce mediante el batido y es un ingrediente necesario por que sin él

el helado sería demasiado denso, duro y frio. El rango usual de “overrun” es de 80 a 100 %, pero podría alcanzar hasta 150 %. El overrun mucha s veces representa la ganancia del producto.


94

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= (Vol . final .del .helado − Vol .de.mezcla.inicial ) x100 %de.Overrun = Vol .de.mezcla.inicial

%de.Overrun

=

( Peso.de.Vol . final .del .helado − Peso.de.Vol .de.mezcla.inicial ) Peso.de.Vol .de.mezcla.inicial

x100

2.3 Calculo de mezclas

1.

Preparar 100 kg de una mezcla de helado con las siguientes caracter ísticas: 11 % de grasa, 12% de prote ína, 3% de gelatina y 15 % de grasa. A partir de los siguientes ingredientes disponibles: MAN = mantequilla (80% grasa,0,5% SNG) LD = leche descremada (93 % SNG, 0,5% grasa, 2% lactosa) GEL = gelatina (95% gelatina, 2% azúcar) AZU = azúcar (94 % sacarosa, 3% gelatina)

Tenemos el sistema matricial BM general Grasa SNG Gelatina Azúcar Costo S/.

+LD 0.8MAN +0.005 LD 0.05MAN +0.93 LD 0 MAN +0 LD MAN

+GEL +0 GEL +0 GEL

+AZU +0 AZU +0 AZU

+AGU +0 AGU +0 AGU

=100 = 11

+0.03 AZU

+0 AGU

=3

+0.94 AZU

+0 AGU

= 15

3

0,5

0 MAN

+0.02 LD

+0.95GEL +0.02 GEL

3

2

1

Haciendo uso de MATLAB

B=[1 1 1 1 1;0.8 0.005 0 0 0;0.05 0.93 0 0 0;0 0 0.95 0.03 0; 0 0.02 0.02 0.94 0] C=[100;11;12;3;15] Alberto L. HUAMANI HUAMANI

95

= 12

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= E = inv(B)*C

A= Coefi.

 1  0 .8   0 .05   0  0

V

1

1

1

1

0 .005

0

0

0

0 .93

0

0

0

0

0 .95

0 .03

0

0 .02

0 .02

0 .94

0

R

  M    LD     * G  =    A      Agua 

100   11     12    3    15 

V = Coef.-1 * R

En Matlab >> A=[1 1 1 1 1;0.8 0.005 0 0 0;0.05 0.93 0 0 0;0 0 0.95 0.03 0; 0 0.02 0.02 0.94 0]

A= 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.8000 0.0050

0

0

0

0.0500 0.9300

0

0

0

0 0.9500 0.0300

0

0

0 0.0200 0.0200 0.9400

0

>> R=[100;11;12;3;15]

R= 100 11 12 3 15


96

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= >> V = inv(A)*R

E= 13.6739 12.1681 2.6639 15.6419 55.8522

Mantequilla

= 13.6739 kg

Leche Descremada

=12.1681 kg

Gelatina

= 2.6639 kg

Azúcar

= 15.6419 kg

Agua

= 55.8522 kg

Formulación usando SUPER LINDO

Resultado


97

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== =============================

A partir de la ventana de resultados, comprobamos que minimizaremos los costes usando 3% de mantequilla, 2 % de Leche descremada, 1% de gelatina, 3% de azúcar y 0% agua para preparar la raci ón. El costo asociado es de 114,95 soles por 100 kg de mezcla.

En la ventana de resultados se observa, adem ás, que en el punto óptimo las cuatro primeras restricciones se cumplir án en igualdad (SLACK OR SURPLUS = 0). Por tanto, es l ógico pensar que el precio dual asociado a las cuatro primeras restricciones, los precios duales son distintos de cero. Concretamente, se aprecia que: si redujésemos en una unidad la primera restricción (i.e., si tuvi ésemos = 10 en lugar de = 11), el coste óptimo disminuiría en 3,62 soles. Análogamente, si rebajásemos la segunda de las restricciones en una unidad, el costo óptimo disminuiría en 2,06 soles.


98


III. MATERIALES E INSUMOS

3.1

3.2

3.3

Insumos

-

Leche entera fluida

-

Leche entera en polvo

-

Crema de leche

-

Azúcar.

-

CMC

-

Pulpa de fruta

-

Agua hervida.

Equipos y materiales

-

Batidora de helados.

-

Pulpeadora

-

Balanza.

-

Congeladora.

-

Envases de 1 litro.

-

Etc.

Procedimiento

Las fases involucradas en la fabricación de helados varía de acuerdo a la maquinaria utilizada o el tipo de helado elaborado, sin embargo, existe un flujo general Alberto L. HUAMANI HUAMANI

99

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= que se adapta a los diferentes procedimientos existentes., los cuales comprenden: Formulación o cálculo de mezclas, mezclado, pasteurizado, homogenizado, enfriado, envejecimiento, batido y congelado.

3.3.1

Formulación

Preparar 10 kg de una mezcla de helado con las siguientes caracter ísticas: 3 % de grasa, 5% de sólidos de leche no graso y 15 % de az úcar y 27% de sólidos totales, 0.5% de estabilizante (CMC). A partir de los siguientes ingredientes disponibles:

CRE = Crema de leche (36,6% grasa, 5,4% SNG) LEV = leche evaporada (16 % SNG, 7,5% grasa, 10% lactosa) AZU = azúcar (99 % sacarosa) CMC = CMC (0,5 %)

Tenemos el sistema matricial BM general Grasa SNG CMC Azúcar ST Costo S/.

MIN

+LEV CRE 0.366 CRE +0.075 LEV

+CMC +AZU +0 CMC +0 AZU

+AGU +0 AGU

=100

0.054 CRE +0.16LEV 0 CRE +0 LEV 0 CRE +0.10 LEV

+0 CMC +0 AZU +0 AGU +1 CMC +0AZU +0 AGU +0CMC +0.99 AZU +0 AGU +1CMC +0.99 AZU +0 AGU

=5 = 0,5

0,42 CRE

+0.335LEV

3

2

0,5

3

3 CRE + 2 LEV + 0.5 CMC + 3 AZU + 0.5 AGU

ST 0.366 CRE + 0.075 LEV

=3

0.054 CRE + 0.16 LEV

=5 1 CMC

0.10 LEV

= 0.5

+ 0.99 AZU


= 15 100

0,5

=3

= 15 >=27

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= 0.420 CRE + 0.335 LEV + 1 CMC + 0.99 AZU

>= 27

END

Helado base (formula econ ómica) nº 5 para 1 kg de helados. (Preparado con leche fresca y evaporada)

-

Leche fresca

500 g

-

Leche evaporada

260 g

-

Manteca vegetal

45.5 g

-

Azúcar

120g

-

Glucosa

60 g

-

Estabilizador CMC

3.0g

-

Emulsionante

2.2g

-

Agua

10.5g

BM general

Leche evap.

Leche Manteca fluid veg.

Grasa SNG CMC Azúcar ST Costo S/.

0,081 0,179 0 0,109 0,276 3

0,035 0,079 0 0,048 0,122 2


0,99 0 0 0 0,99

101

Glucosa Azúcar

0 0,991 0 0,991 0,991 3

Agua

=100

0 0 0 0 0

=3 =5 = 0,5 = 15 >=27

CMC

0 0,72 0 0,72 0,72

0 1 1 0 1 0,5

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= 3.3.2 Mezclado:

Juntar todo los ingredientes líquidos en un tanque mezclador y

empezar una agitación continua, luego agregar los ingredientes secos (leche en polvo, azúcar,

emulsionante,

estabilizantes).

Los colorantes, frutas y

saborizantes no ser án añadidos en esta fase, provocar á el corte de la mezcla .

Dichos productos serán añadidos durante la etapa del batido en frío o congelación.

3.3.3 Pasteurizado: Pasteurizar la mezcla a 80 ºC por 25 minutos y luego enfriar.

3.3.4

Homogenización :

La mezcla se someterá al proceso de homogenizado.

3.3.5

Enfriamiento: enfriar inmediatamente a una temperatura inferior a 4 ºC con

agitación constante para evitar la formaci ón de nata.

3.3.6

Maduración o envejecimiento de la mezcla: Almacenar a una temperatura de

de 3 a 5 ºC durante un tiempo de 3 a 4 horas.

3.3.7

Batido en frío o congelamiento: Durante el batido en frio la mezcla se congela

en forma gradual form ándose pequeños cristales de hielo, la mezcla se hace más viscosa y el aire es incorporado en forma de pequeñas burbujas.

3.3.8

Endurecimiento: El proceso de congelación es seguido por uno de

endurecimiento, esto con el fin de almacenar y futura comercialización, esta etapa deberá realizarse por un proceso rápido ya que de esta manera se obtendrán cristales pequeños. La temperatura no deberá ser mayor a –10ºC; mejor aún si se alcanza la temperatura de – 26 ºc.


102


IV.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

V.

CONCLUSIONES

VI.

BIBLIOGRAFÍA

Formulaciones económicas elaboradas Alberto L. HUAMANI HUAMANI

103

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Helado base (formula económica) Nº 1 para 1 kg de helados.

-

Leche en polvo descremada

113 g

-

Crema de leche

285 g

-

Azúcar

119g

-

Glucosa

-

Estabilizador CMC

2.5g

-

Emulsionante

1g

-

Agua

460g

26 g

Helado base (formula econ ómica) Nº 2 para 1 kg de helados.

-

Leche en polvo (con 26% grasa)

114 g

-

Crema de leche

200 g

-

Azúcar

119 g

-

Glucosa

-

Estabilizador CMC

2.5 g

-

Emulsionante

1g

-

Agua

460 g

26 g

Helado base (formula econ ómica) nº 3 para 1 kg de helados.

-


120 g

-

Manteca vegetal

80 g

-

Azúcar

120g

-

Glucosa

-

Estabilizador CMC

3g

-

Emulsionante

4g

-

Agua


60 g (esterpol)

616 g

104

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Helado base (formula econ ómica) nº 4 para 1 kg de helados.

-

Leche en polvo 26 % grasa

166 g

-

Manteca vegetal

44 g

-

Azúcar

120 g

-

Glucosa

-

Estabilizador CMC

3g

-

Emulsionante

1.9 g

-

Agua

616 g

60 g

Helado base (formula econ ómica) nº 5 para 1 kg de helados. (Preparado con leche fresca y evaporada)

-

Leche fresca

500 g

-

Leche evaporada

260 g

-

Manteca vegetal

45.5 g

-

Azúcar

120g

-

Glucosa

60 g

-

Estabilizador CMC

3.0g

-

Emulsionante

2.2g

-

Agua

10.5g

Helado de leche para chupete Helado base (formula econ ómica) nº 6 para 1 kg de helados.

-


130 g

-

Manteca vegetal

40 g

-

Azúcar

130g

-

Glucosa

-

Estabilizador CMC

4.5g

-

Emulsionante

1g

-

Agua

665g


40 g

105

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Helado de agua -

Azúcar

180g

-

Pulpa de fruta

80 g

-

Agua

740g

-

Estabilizador CMC

5g

Jarabes especiales para diferentes sabores:

-

Cocoa

40 g

-

Azúcar

40 g

-

Agua

110 g

Preparación: calentar la mezcla por varios minutos a la temperatura de 80 ºC con agitación constante, luego retirar del fuego y enfriar, esta mezcla se agregar á durante el batido de la mezcla base o helado base.

Jarabe de frutas:

-

Pulpa de fruta

225 g

-

Azúcar

100 g

Mezcle con agitación hasta obtener la disolución del azúcar. Para un kg de helado utilice 200 g de este jarabe. Las frutas pueden ser : durazno, fresa, l úcuma, mango.

Jarabe de frutas c ítricas: -

Pulpa de fruta

75 g

-

Azúcar

15 g


106

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= Mezcle con agitación hasta obtener la disolución del azúcar. Para un kg de helado utilice 100 g de este jarabe. Las frutas pueden ser : maracuy á, limón, etc. CHUPETES DE FRUTA GUANABANA -

Azúcar

11.6%

-

Glucosa

4.74 % 84.5

-

CMC

0.13

2.3

-

Guanabana

25.23

450.0

-

Agua

58.30

1039.75

207

MARACUYA -

Azúcar

20.16%325

-

CMC

0.19

3.0

-

Maracuyá

19.36

312.0

-

Agua

60.99

972.0

Helado de chocolate

Ingredientes -

Leche :500 mL

-

Azúcar: (300 g)

-

Almidón inglés : 2 cucharadas

-

Huevo: 3 yemas, 3 claras

-

Chocolate :100 g

-

Leche caliente :125 mL

-

Crema de leche : 200 g

-

3 claras

Preparación

1. Cortar el chocolate en trozos y diluir en caliente 2. Poner en una cacerola la yema, la f écula y el azúcar 3. Revolver bien y agregar la leche y chocolate diluido. Llevar a fuego revolviendo siempre hasta espesar.


107

TECNOLOGIA DE INDUSTRIA LACTEA ========================================== ============================= 4. Retirar y dejar enfriar bien 5. Batir la crema de leche hasta espesar bien e incorpora a la preparación anterior.

6. Batir las claras con el azúcar restante a punto de merengue firme 7. Incorporar la crema al merengue en forma envolvente 8. Verter en cubeteras y llevar al congelador hasta obtener el punto helado 9. En el momento de servir decorar con hojas de menta y lentiguitas de gato

HELADO GRANIZADO ( 6, 8) Ingredientes -

Yemas : 4

-

Claras : 4

-

Azúcar : 200 g

-

Leche: 750 cc

-

Crema de leche : 250 cc

-

Esencia de vainilla : 1 cucharita

-

Chuño o maizena : 2 cucharitas

-

Chocolate: 150 g picado o pastillas

Preparación

1. Poner en una cacerola las yemas, la f écula, el azúcar 2. Agregar la leche de a poço y revolviendo 3. Llevar a fuego y continuar mezclando hasta que espece 4. Retirar y dejar enfriar bien

5. Batir la crema de leche o nata hasta espesar y agregar a la preparación anterior, yá fría 6. Batir las claras con dos cucharadas de azúcar a punto de merengue

7. Incorporar la crema al merengue en forma suave. 8. Agregar la vainilla y el chocolate picado. 9. Verter en recipientes apropiados y llevar al congelador Alberto L. HUAMANI HUAMANI

108


Ejemplo 4: Para alimentar a un grupo de vacas disponemos de tres tipos de

alimentos: Alimento Alfalfa Avena Ensilaje

Materia seca 1 0 1

Proteínas 0 3 2

Grasa 2 1 0

Costo S/. 1 2 1,5

La ración diaria para mantener a estos animales debe contener como mínimo 4 unidades de materia seca y 5 de prote ínas, y la grasa no debe superar las 15 unidades.

(a) ¿Cuál sería la ración m ás barata que se puede preparar con estos alimentos? (b) Plantear el problema dual y resolverlo, comparando las soluciones con la ventana de resultados obtenida en el apartado anterior. (a) El problema anterior se puede formular de la siguiente forma:


109


A partir de la ventana de resultados, comprobamos que minimizaremos los costes usando 1,5 unidades de alfalfa y 2,5 unidades de ensilaje para preparar la ración. El coste asociado es de 5,25 euros por raci ón.

En la ventana de resultados se observa, adem ás, que en el punto óptimo las dos primeras restricciones se cumplir án en igualdad (SLACK OR SURPLUS = 0), mientras que en el caso de la tercera queda a ún un margen amplio de 12 unidades para “saturarla”. Por tanto, es lógico pensar que el precio dual asociado a la última restricción será cero (como así se aprecia en la ventana de resultados), mientras que en el caso de las dos primeras restricciones, los precios duales son distintos de cero. Concretamente, se aprecia que: si redujésemos en una unidad la primera restricci ón (i.e., si tuvi ésemos >= 3 en lugar de >= 4), el coste óptimo disminuiría en 1 euro. An álogamente, si relajásemos la segunda de las restricciones en una unidad, el coste óptimo disminuiría en 0,25 euros. Alberto L. HUAMANI HUAMANI

110


(b) El problema anterior puede formularse como:

- MAX - ALF - 2 AVE

- 1.5 ENS

ST - ALF - 3 AVE

- ENS

<= - 4

- 2 ENS

<= -5

2 ALF + AVE ALF >= 0,

<= 15

AVE >= 0,

ENS >= 0

Por tanto, el problema dual asociado ser á:

Cuya solución es:


111


Observar que el valor obtenido para la funci ón objetivo en el óptimo coincide (al cambiar el signo) con el valor obtenido para el problema primal. Así mismo, los valores que determinan la soluci ón del dual coinciden (salvo signo) con los precios sombra que hab íamos obtenido para el primal. Finalmente, los precios sombra del dual son (salvo signo) los valores que definían la solución del primal.


112

Elaboracion de Helado

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