I. INTRODUCCIÓN El manjar blanco o dulce de leche es un producto de gran consumo en todos los países latinoamericanos, tomando diferentes nombres de acuerdo al país, así mismo su consumo se ha difundido y esta en creciente expansión en los Estados Unidos y Europa. El manjar blanco es un producto elaborado a partir de leche con un alto valor energético y se aplica para las diferentes industrias tales sea en panificación, pastelería, repostería, etc. así como revalorar este producto a través de procesos simples que puedan mejorar las características físico químicas (aditivos) del manjar blanco y tener una mayor disponibilidad de nutrientes. La producción del manjar manjar blanco nos genera los cambios cambios bioquímicos como: la reacción reacción de Maillard que es una reacción no enzimático enzimático capas de degradar degradar los azúcares, azúcares, variando el color de leche. En las primeras etapas de este proceso se eleva el contenido de carbohidratos y lípidos que seda por el desdoblamiento, por ende la disminución de proteínas (desnaturalización), (desnaturalización), mejorando la calidad organoléptica y físico fí sico química del producto. En la primera etapa de este trabajo experimental se logro producir en 3 tiempos, siendo las operaciones logradas: filtrado, pesado, normalización, neutralización, calentamiento, enfriamiento, envasado y almacenado en plástico con tapa termosellable. Posterior a estas etapas se realizara la comercialización del producto obtenido. Por ello el presente trabajo de investigación se planteó como objetivo principal:
Lograr un producto de buena calidad aplicando las asignaturas llevadas.
Y como objetivos específicos:
Comparar el valor nutricional de la leche con el producto final teniendo en cuenta los cambios bioquímicos.
Conocer el objeto de estudio de la bioquímica con la finalidad de terminar las reacciones químicas y físicas en la producción del manjar blanco.
Identificar e interpretar el porcentaje de la inversión total que se ha utilizado teniendo en cuenta parámetros microeconómicos. microeconómicos.
Conocer los agentes agentes microbiológicos microbiológicos que perjudiquen a la leche y al manjar blanco blanco como producto final.
Utilizar cálculos estadísticos para determinar el rendimiento de la materia prima en el producto elaborado, elaborado, tomando en en consideración consideración parámetros estadísticos. estadísticos.
Determinar el calor total en la elaboración del manjar blanco teniendo en cuenta las propiedades termodinámicas y cuanta cuanta energía produce al consumir este producto. producto.
II. 2.1.
REVISION BIBLIOGRAFICA
ASPECTOS GENERALES:
A. Leche. Fisiológicamente la leche se define como la secreción de la glándula mamaria de las hembras de los mamíferos tras el nacimiento de las crías. crías. Desde el punto punto de vista legal, se define como el producto del ordeño higiénico, efectuado completo y profundamente en en buen estado de de salud sin calostro. calostro.
CUADRO 1:
Composición aproximada de la leche*
Componentes :
Contenido Rango** medio en la (%p/p) leche (% p/p)
Agua Sólidos no grasos Grasa sobre extracto seco Lactosa Grasa Proteína*** Caseína Sustancias minerales Ácidos orgánicos Varios
*
Contenido medio sobre extracto seco %(p/p)
87.1 8.9
85.3 – 88.7 88.7 7.9 - 10.0
-
31
22 – 38
-
4.6 4 3.25 2.6 0.7 0.17 0.15
3.8 - 5.3 2.5 - 5.5 2.3 – 4.4 4.4 1.7 – 3.5 3.5 0.57 – 0.83 0.83 0.12 – 0.21 0.21 -
36 31 25 20 5.4 1.3 1.2
Composición media de las razas.
** Los valore no no suelen suelen pasar pasar este intervalo; solamente solamente lo hace l % – 2 2 % de las muestras de ordeño separados de vacas individuales, excluyendo excluyendo el calostro y la leche obtenida poco antes del parto. *** No se incluyen los compuestos compuestos nitrogenados no proteicos. proteicos. Fuente: (Walstra, 2001).
2
Determinar el calor total en la elaboración del manjar blanco teniendo en cuenta las propiedades termodinámicas y cuanta cuanta energía produce al consumir este producto. producto.
II. 2.1.
REVISION BIBLIOGRAFICA
ASPECTOS GENERALES:
A. Leche. Fisiológicamente la leche se define como la secreción de la glándula mamaria de las hembras de los mamíferos tras el nacimiento de las crías. crías. Desde el punto punto de vista legal, se define como el producto del ordeño higiénico, efectuado completo y profundamente en en buen estado de de salud sin calostro. calostro.
CUADRO 1:
Composición aproximada de la leche*
Componentes :
Contenido Rango** medio en la (%p/p) leche (% p/p)
Agua Sólidos no grasos Grasa sobre extracto seco Lactosa Grasa Proteína*** Caseína Sustancias minerales Ácidos orgánicos Varios
*
Contenido medio sobre extracto seco %(p/p)
87.1 8.9
85.3 – 88.7 88.7 7.9 - 10.0
-
31
22 – 38
-
4.6 4 3.25 2.6 0.7 0.17 0.15
3.8 - 5.3 2.5 - 5.5 2.3 – 4.4 4.4 1.7 – 3.5 3.5 0.57 – 0.83 0.83 0.12 – 0.21 0.21 -
36 31 25 20 5.4 1.3 1.2
Composición media de las razas.
** Los valore no no suelen suelen pasar pasar este intervalo; solamente solamente lo hace l % – 2 2 % de las muestras de ordeño separados de vacas individuales, excluyendo excluyendo el calostro y la leche obtenida poco antes del parto. *** No se incluyen los compuestos compuestos nitrogenados no proteicos. proteicos. Fuente: (Walstra, 2001).
2
2.2.
MANJAR BLANCO O DULCE DE LECHE La Organización Internacional FAO (Food and Agriculture Organización) define manjar blanco como el producto obtenido obtenido a partir de la leche, por un proceso proceso de concentración, evaporización mediante la acción de calor a presión atmosférica con el agregado de edulcorantes y de ingredientes o aditivos permitidos hasta alcanzar una concentración de sólidos solubles de 60 0Brix. (Scout, 1991).Desde el punto de vista de la composición composición alimenticia varía ligeramente entre una zona zona y otra, donde donde se podría presentar presentar lo siguiente en la tabla tabla (Patrick y Gaona, Gaona, 1986).
CUADRO 2:
Tablas peruanas de composición de alimentos 2008
LECHES Y DERIVADOS EN 100 G. DE ALIMENTO
Nombre del Alimento Crema de leche, espesa Crema de leche, rala Leche condensada endulzada Leche en polvo descremada Leche en polvo entera Leche evaporada descremada Leche evaporada entera Leche fresca c/menos de 1% grasa Leche fresca de cabra Leche fresca de vaca Leche materna Queso fresco de cabra Queso fresco de vaca Queso mantecoso Queso parmesano duro
Grasa Energía Proteínas total Carbohidratos Cenizas kcal Agua (g) (g) (g) totales ( g) ( g) 345 195
57.7 73.8
2.05 2.7
37.0 19.3
2.8 3.7
0.5 0.6
322
27.2
7.9
9.2
53.7
2.0
362 484
3.2 3.9
36.2 27.0
0.8 26.1
52.0 36.1
7.9 6.9
79
80.0
7.1
0.9
10.5
1.5
133
74.5
6.3
7.7
10.9
1.6
43
90.1
3.5
1.0
4.7
0.7
66 63 70 173 264 396 440
87.3 87.8 87.5 65.1 55.0 33.5 22.2 22.2
3.2 3.1 1.0 16.3 17.5 28.0 39.1
3.8 3.5 4.4 10.3 20.1 20.1 30.0 30.3
5.0 4.9 6.9 3.4 3.3 3.3 1.8
0.7 0.7 0.2 4.9 4.1 5.2 6.6
Fuente: (Collazos, 2008)
3
2.2.1. Clasificación.
Son varios los criterios que se pueden seguir para su clasificación:
Según la leche que hallan sido elaborados.
Según el agregado de sustancias gelificantes, estabilizantes y espesantes.
Según el agregado de otras sustancias alimenticias.
Según el contenido de grasa.
2.2.2. Clasificación de Acuerdo a Normas Pueden ser clasificados de acuerdo a los siguientes criterios:
a. Dulce De Leche Para Repostería O Pastelería Es aquel manjar blanco que queda permitido el agregado de sustancias gelificantes, estabilizantes y espesantes autorizados en cantidad de hasta un 2% p/p.
b. Dulce De Leche Con Crema Es aquel manjar blanco que se denota por el contenido de materia grasa a 11 % con la cual cambia la composición general del dulce.
c. Dulce De Leche Mixto Es aquel dulce de leche donde se adiciona de otras sustancias alimenticias (nueces, chocolates, etc.).Se permite el agregado de estabilizantes y espesantes. La mezcla no puede contener menos del 70% de dulce de leche, ni menos del 10 % de la sustancia agregada. (ITINTEC .202.044, 1988).
2.2.3. Sistemas De Producción a)
Sistema Simple En Paila: Es el más aplicado en todas las plantas de tecnología intermedia o pequeñas industrias de la región. Este sistema emplea paila de cobre abiertas a presión atmosférica. Es un proceso largo y el tiempo aproximado de elaboración es de 4
4 a 5 horas, dependiendo de la cantidad, fuente de calor. El punto final se determina por la experiencia del pailero, ya que no existe un método preciso para determinar el punto final.
b)
Sistema Continuo: La mezcla se encuentra actualmente en evaporadores, hasta obtener un producto semejante al elaborado por el método.
c)
Sistema Mixto o Combinado: Se considera los evaporadores y la paila. (Patrick y Gaona, 1986).
2.2.4. Descripción Del Proceso De Fabricación Del Manjar Blanco A.
Calidad de la Leche La materia prima mas utilizada para la fabricación del manjar blanco sigue siendo la leche liquida natural, poco o nada desnatada pero los adelantos técnicos y las exigencias socioeconómicas tienden a diversificar los productos sometidos a la coagulación (Alais, 1985). La leche, a lo largo del ordeño, del transporte y del almacenado en la granja o la fabrica, es contaminada por una gran variedad de microorganismos (Eck, 1990). La leche no debe ser calostrales ni debe tener olores o sabores anormales y debe proceder de animales sanos (Francis y Gaona, 1986) La composición química y la calidad microbiológica de la leche empleada para la fabricación del manjar blanco tiene una gran influencia sobre el rendimiento y sobre las características del producto final (Early, 2000).
B.
Estandarización Los tenores máximos de humedad y mínimos de grasa en extracto seco (GES) son las principales características para la uniformidad en producción de manjar blanco donde va depender de la tipificación deseada, también puede enriquecerse con leche en polvo descremada (Furtado, 1990).
C.
Tratamiento Térmico
5
La leche no recibe ningún tratamiento térmico previo, dado que en el transcurso del proceso esta sometido a condiciones rigurosas de tiempo y temperatura. (Spreer, 1992). Sera necesario, en aquellos sistemas de concentración bajo vacio y reducidas temperaturas, en donde el proceso no asegure la inocuidad del producto en los sistemas simples (tradicionales) durante la preparación de la mezcla (premezcla) antes del ingreso a paila para optimizar el proceso de trabajo en paila. (Keating y Gaona, 1999).
D.
Adición de Aditivos La adición de Bicarbonato de Sodio de acuerdo a la acidez que presenta la leche (neutralizar la acidez), glucosa (2%), azúcar, conservantes y entre otros según especifique la receta. (furtado, 1990).
E.
Envasado Se realizará en envases de plástico, cartón impermeable, vidrio o madera con un sellado Hermético para someter a una evaluación el producto.
2.3.
FUNDAMENTOS APLICADOS EN LA ELABORACION DEL MANJAR BLANCO:
2.3.1.
FUNDAMENTO DE ALIMENTOS Y NUTRICION La Alimentación y Nutrición está basada íntegramente en el cuidado de la salud, desarrollo del cuerpo y el buen funcionamiento del organismo puesto que los alimentos que consumimos son vitales para nuestra vida diaria. El producto obtenido es considerado como un alimento ya que es un a sustancia orgánica, que por sus características principales contiene un alto valor energético (alto contenido de glúcidos y lípidos) según el código alimentario. Del mismo modo es un nutriente por que preferentemente ocurren procesos de ingestión, transformación y utilización del alimento para llevar acabo las funciones de homeostasis, crecimiento y reproducción.
6
El propósito principal de este alimento es:
Aporte energético : Este es el principal para cualquier ser humano y para cualquier actividad que se desempeñe. Los aportes de hidratos de carbono, proteínas y grasas deben estar dados en cantidad, calidad y proporción adecuados. A través de esto, lo que se logra es el correcto funcionamiento del sistema metabólico.
El aporte de reserva : Teniendo en cuenta que hidratos de carbono y grasas son las principales fuentes de energía, se presupone el almacenamiento de estos substratos en el organismo para colaborar en el metabolismo energético a la hora de un esfuerzo.
Entre los denominados Alimentos Lácteos tenemos al manjar blanco que es un producto de gran consumo en todos los países, por su gran aceptación ya que por su elevado contenido de lípidos e hidratos de carbono constituye un alimento energético de primer orden, aventajado inclusive en contenido calórico a otros de comprobado valor nutritivo.
GRAFICO: 01 COMPARACION DEL VALOR NUTRITIVO DE LA LECHE Y EL MANJAR BLANCO }
( I n g . B a q u e
7
ris(Baquerizo Canchumanya, Mery - 2011)
2.3.2. FUNDAMENTO DE BIOQUIMICA DE PRODUCTOS AGROINDUSTRIALES. En el proceso de elaboración de manjar blanco, la bioquímica corre un papel muy importante ya sea desde el acopio de la leche hasta el procesamiento, es ahí donde se debe tener un debido cuidado ya que puede ocasionar lo siguiente:
Cambio de pH y acidez (presencia de m.o patógenos y adulteración).
Variación de la densidad (Adulteración de la leche - agregado agua)
Porcentajes mínimos de grasa (mínimo 3%.)
En el procesamiento de obtención del manjar blanco ocurren procesos bioquímicos tales como:
Reacción De Maillard: Es el pardeamiento no enzimático, es consecuencia de la degradación de sus azúcares reductores (posee grupo carbonilo) y de las interacciones de las sustancias originadas; inducidas por el calor en ausencia de compuestos aminos. Las reacciones aminoazucaradas o reacciones de Maillard; se condensan con los azúcares y actúan como catalizadores propios para la enolización y deshidratación. Es precisamente esta reacción, la que explica el color castaño del manjar blanco ya que la glucosa es muy activo y que en él se da reacciones de compuestos que poseen complicada estructura molecular denominada melanoidinas. Entre los principales fenómenos que produce la Reacción de Maillard se encuentran:
Color caramelo: La lactosa por ser un azúcar no escapa de esta reacción que provoca la formación de pigmentos melanoides de color oscuro que actúa frente a la caseína. La reacción se ve favorecida por el calor, siendo la principal responsable del color oscuro de la leche. Entre los fenómenos que se produce además de la coloración oscura ya mencionada,
cabe
señalar
el
sabor
a
caramelo, 8
insolubilización de las proteínas, descenso del pH, liberación de CO2, producción de compuestos reductores.
Reducción proteica: Se debe ala insolubilidad de las
proteínas (desnaturalización), con la liberación de dióxido de carbono a partir de las moléculas de aminoácidos de la leche principalmente. (Freyer, 1972)
Aumento de la acidez: La leche debe de estar a un máximo de nivel de acides de 13°Dornic de no ser así se tendrá que neutralizar con ayuda del bicarbonato de sodio logrando la siguiente reacción química.
CH3CHOHCOOH + NaHCO3 Acido láctico
C4H5O5Na +H2O + CO2
Bicarbonato de Sodio
Melanoide
Cristalización (Defecto): La lactosa se cristaliza en forma de alfa – monohidratada
(< 93,5 0C), que son de tamaño relativamente
grandes y translúcidos, se presentan por varias causas: ausencia de glucosa; inadecuada proporción de humedad; superficie de evaporación amplia y mal protegido en los envases; enfriamiento lento del dulce de leche al final del procesamiento, llenado de los envases a una temperatura superior a 55°C. (Ing. Carhuallanqui Avila. Shalin- 2011)
2.3.3. FUNDAMENTO ESTADISTICA II. La estadística descriptiva e inferencial es un método de investigación científica que nos ayuda a como debe emplearse la información y como dar una guía de acción en situaciones practicas que entrañan incertidumbre, analizando los datos aportando conclusiones a una hipótesis previa, por lo tanto se encargo de los procedimientos y métodos para recoger, describir, organizar e interpretar el comportamiento de los datos de manera eficiente. 9
Relacionando más a nuestro tema que es la elaboración del manjar blanco se obtuvo datos del rendimiento del producto en diferentes tiempos, para ello se tuvo que utilizar las etapas de investigación científica:
Etapa De Planeamiento .-Donde se fijo el conjunto de acciones a desarrollarse, se establecieron metas.
Etapa De Recolección De Datos .-Se recolecto la información necesaria para el análisis (observación y experimentación).
Etapa De Organización De Datos .-Se clasifico y se organizo los datos teniendo en cuenta características comunes de las unidades de análisis.
Etapa De Análisis e Interpretación De Datos .-Se aplico principios matemáticos y estadísticos, en consecuencia se prosiguió a la interpretación.
Etapa De Publicación De Resultados .-Se difundió los hallazgos alcanzados en el proceso de investigación donde se utilizo conclusiones y sugerencias como producto final. Un ejemplo bien claro seria los datos que corresponden al rendimiento logrado en las producciones de manjar blanco en diferentes tiempos:
Rendimiento 1 = 2,989 Kg
Rendimiento 2 = 2,795 Kg
Rendimiento 3 = 2,980 Kg
Calculamos la media aritmética, la varianza y la desviación estándar. 2,989+ 2,795+ 2,980
8,764 =
X= 3
2,921
3
Así que la producción media es 2,921 Kg.
Para calcular la varianza, suma total de cuadrados de diferencia entre numero de datos, donde se obtiene lo siguiente:
10
Varianza: σ
2
(0,068)2 +(-0,126)2 + (0,059)2
0,023 =
0,007
3
3
La desviación estándar es la raíz de la varianza, así que: Desviación estándar: σ = √0,007 = 0,08 Kg.
Ahora se puede hallar la distribución de probabilidad normal del rendimiento de la producción de manjar blanco menores o igual de 2,989 Kg (asumido del peso más elevado de rendimiento).
Z=
X - U
σ P[Z
= 2,989 – 2,921
=
Z = 0,85
0,08
0,85]
En seguida se busca el valor de Z en la tabla de distribución normal estándar donde obtenemos 0,3023 .
Luego lo llevamos el valor a un porcentaje obteniéndose un 30,23 %, que significa que hay una probabilidad del 30,23 % que pueda ver un rendimiento de menor o igual a 2,989 Kg de manjar blanco.
Dibujando una gráfica de distribución Normal (campana de Gauss) se puede observar que un 30,23% es el área sombreada de probabilidad que pueda ver un rendimiento menor o igual a 2,989 Kg de manjar blanco, considerando ala mediana.
Y 30,23 % de área P[Z
≤
0,8
11
2
2 1
9
,9
,9 2
8 K K . .
(Ing. Carhuallanqui Avila. Shalin- 2009)
2.3.4. FUNDAMENTO MICROBIOLOGICO AGROINDUSTRIAL. La aplicación de la microbiología agroindustrial en el proceso de la elaboración del manjar blanco como principio está sujeta a la materia prima: La Leche, ya que es importante la calidad microbiológica de esta y como conservarla en buen estado para luego realizar el producto alimentario.
A. MICROBIOLOGIA DE LA LECHE: Se ha comprobado que la leche obtenida asépticamente no es estéril, el número de bacterias extraída de la ubre de la vaca está contenida de 10 2 - 103 por cada mL. La importancia del estudio microbiológico de la leche se basa en tres partes:
Producen cambios deseables en las características físicasquímicas de la leche durante la elaboración de diversos productos lácteos.
Los productos lácteos y la leche pueden contaminarse con microorganismos patógenos o sus toxinas y provocan enfermedades en el consumidor.
Pueden causar alteraciones de la leche y productos lácteos haciendo inadecuados para el consumo. En la leche se encuentran microorganismos como bacterias, hongos (mohos y levaduras)
B. FUENTES DE CONTAMINACIÓN DE LA LECHE CRUDA:
Animal: Cualquier lesión en el animal puede causar una elevada contaminación, la ubre está en contacto con el suelo, heno, etc., animales enfermos (mastitis) causantes de esta enfermedad es el 12
Staphilococcus aureus , el cual es resistente al tratamiento de antibióticos y no es destruida por la pasterización, la entero toxina que produce por su resistencia pudiendo llegar a causar enfermedades al consumidor.
Aire: Representa uno de los medios más hostiles por la constante exposición al oxigeno, cambios de temperaturas y humedad relativa, radiación solar, etc. En el aire se pueden
Micrococus ,
encontrar
Streptomyces
y
Espirgillus
y
Penicillium.
Agua: Usada para la limpieza de los equipos y utensilios de ordeño, higiene del animal y del personal, y encontramos microorganismos como Pseudomonas y por contaminación de estos de Bacterias Coliformes.
Suelo: Principal fuente de microorganismos termoduricos y termófilos.
El ordeñador o personal: juega un papel importante si se ordeña de manera manual, si no se lava las manos y peor aun se las humedecen e la leche misma para lograr lubricación que facilite
el
ordeño.
Aparece
la
contaminación
con
microorganismos Patógenos.
Estiércol: fuente principal de microorganismo Coliformes .
Utensilios y transportes: Es importante una buena higiene por medio de agentes desinfectantes, afecta significativamente la calidad de la leche. La flora microbiana de esta fuente puede ser diversa, pero la más frecuente es la flora termoresistente, razón más que suficiente para exigir al máximo la higiene.
C. SINERESIS EN EL MANJAR BLANCO.- Producida por la excesiva humedad del dulce (encima de 35%) o por acción de la excesiva acidez del medio, fenómeno motivado principalmente por el uso de leches contaminadas con bacterias proteolíticas.
13
D. REQUISITO MICROBIOLOGICO.-El requisito microbiológico del manjar blanco no se considera apto para el consumo humano si presenta lo siguiente:
coagulasa positivo: presencia en 0.1 gr. Staphi lococcus aur eus
H ongos y levadur as:
GRAFICO: 02
Mayor de100 gr.
MICROBIOLOGIA DE LALECHE
(Ing. Hinostroza Quiñones, Greta - 2009)
2.3.5. FUNDAMENTO DE MICROECONOMIA Para que nuestra empresa tenga un buen auge es necesario realizar un estudio externo e interno por el cual nos daremos cuenta de las posibilidades que la empresa posea. La estrategia mas concurrida en la localidad seria aplicar la FODA.
(Lic. Paredes Pérez, Marco Antonio- 2008)
14
2.3.6. FUNDAMENTO DE TERMODINAMICA: La termodinámica es una ciencia de la física que se encarga de estudiar las transformaciones de la energía y sus limitaciones, así como también las diferentes propiedades de las sustancias. A la vez identifica las propiedades de un sistema (materia de análisis), ya sea una propiedad intensiva o extensiva, donde la intensiva se caracteriza por no depender de la masa ( 0T, Presión, Densidad, etc.) y la extensiva se caracteriza por depender de la masa (Volumen, Peso, etc.). Relacionando más a nuestro tema que es la producción del manjar blanco, se puede determinar que la leche es un sistema heterogéneo (no es una sustancia pura). Ya en el producto elaborado al manjar blanco, se le considera como un alimento reabilitante, energético (alto contenido de carbohidratos y lípidos), etc., que al momento de ingerirlo, ocasiona reacciones químicas dentro de nuestro metabolismo (energía química – ATP) que posteriormente se transforma en energía mecánica (movimiento de nuestros músculos) produciendo la siguiente reacción: Leche + aditivos + Q Manjar blanco 100 mg)]
Manjar Blanco
digestión energía química [ATP - 626 Cal (cada energía mecánica (movimiento de músculos).
De la misma manera se le puede aplicar con los datos obtenidos en la producción del manjar blanco, donde tenemos:
Temperaturainicial = 18 0C
Temperaturafinal = 88 0C
Masa propano = 10 Kg
Cp del propano = 12 000 Kcal/Kg 15
En el balance de energía: Q – W = ∆EP + ∆EC + ∆H + ∆U … (1)
Donde se puede simplificar lo siguiente: ∆EP = 0 (solo se utiliza en sistemas grandes) . ∆EC = 0 (solo se utiliza ∆H
en sistemas grandes).
= 0 (fluido de masa).
W = 0(no hay variación de volumen en la operación unitaria (paila).
Entonces nos quedaría de la siguiente manera en la ecuación (1): 0
0
0
0
Q – W = ∆EP + ∆EC + ∆H + ∆U
Nos quedaría lo siguiente: Q = ∆U … (2)
Donde: Q = Calor total producido ∆U = Energía interna (tiempo de 4 hrs)
Hallando el calor total producido(Q): Q = m x Cp x ∆T
Q = 10 Kg x 12 000 Kcal/Kg 0C x (88 – 18) 0C
Q = 7200 X103 Kcal
En ecuación 2 :
∆U = 7200 X103 Kcal
16
Entonces en un periodo de 4 horas la energía se conserva a 7200 X103
Kcal, ya que el postulado de la primera ley de la termodinámica nos manifiesta acerca de la energía de conservación, a si como también del proceso de irreversibilidad. (Ing. Limaymanta Sulca, Claudio - 2009)
17
III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. LUGAR DE EJECUCIÓN: Los ensayos experimentales se realizo en el laboratorio de lácteos de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la UNCP el día sábado 19 de mayo del 2012.
3.2. MATERIA PRIMA E INSUMOS: 3.2.1 Materia Prima La materia prima utilizada es la leche de vaca de la localidad de Ingenio y Carhuacatac - Tarma.
3.2.2 Insumos
3.3.
Sacarosa (azucar).
Glucosa anhídrida.
Conservante (Sorbato de Potasio).
Bicarbonato de sodio (NaHCO 3)
EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS: 3.3.1 Materiales de Laboratorio
Vasos de precipitación de 50 ml.
Pipetas volumétricas de 1 ml.
pH metro.
Paila de cobre
Paleta de madera
3.3.2 Equipos de Laboratorio
Balanza Analítica.
Cocina Semi-industrial.
3.3.3 Materiales de Desinfección 18
Hipoclorito de sodio ().
Alcohol etílico al 96°.
Detergente.
Agua destilada.
Franela industriales.
3.3.4 Reactivos
3.5.
Hidróxido de sódio 11N.
Fenoftaleina 1%.
Bicarbonato de sodio (NaHCO 3).
METODOLOGIA DEL PROCESO EXPERIMENTAL 3.5.1. Descripción de la Obtención del manjar blanco: 1. Recepción de leche: Es el acopio de la leche teniendo el debido cuidado higiénico y haciendo los análisis físicos-químicos.
2. Filtración: Se procede filtrar para eliminar algunas impurezas presentes en la leche.
3. Pesado: Es muy necesario para saber el rendimiento de esta y su % para adicionar los diferentes componentes para la elaboración.
4. Normalización: Se procede a agitar para homogenizar y se ve el % de grasas presente.
5. Neutralización:
19
Ya sabiendo el nivel de acides no debe de ser mayor de 13ªD y de ser mayor se neutraliza con ayuda de bicarbonato de sodio.
6. Calentamiento: Se inicia el calentamiento de la leche hasta llegar s 40-50ºC con agitación continua para distribuir mejor el calor y evitar la formación de capas finas de grasa en la superficie.
7. Filtración: Este proceso es necesario para eliminar algunas impurezas presentes en el azúcar.
8. Evaporación inicial: Esta unidad de proceso debe de durar aproximadamente 30 a 40 min
9. Concentración final: Se realiza con agitación continua, para evitar formación de costras en las paredes del recipiente y cuando llega a 60º Brix aprox.
10. Enfriamiento: Concluido la evaporación final se enfría rápidamente para evitar que la reacción de mallard se acelere, ya que por debajo de 70ºC se desacelera dicha reacción.
11. Envasado: Se realiza en caliente, según las buenas prácticas de manufacturación.
12. Almacenamiento: Se almacena a temperatura ambiente y no refrigeración ya que puede iniciar la cristalización del producto.
20
FIGURA 3: FLUJOGRAMA PARA LA OBTENCIÓN DEL MANJAR BLANCO
Recepción de leche
Acidez = 16 – 18ºD Grasa, proteinas,ρ
Filtración
Pesado
Normalización
Grasa 1 a 1.5%
Neutralización
a 13ºD
Calentamiento
40ª 50ºC
Adición de Azúcar 17ª 20% de Vi. Filtración
Evaporación inicial
A 55º BRIX
Adición de glucosa 2% de Vi. Concentración final Punto de manjar 42 – 43 º baumè ò 60ºbrix
Enfriamiento
≤ 30ºC
Envasado
a Tº ≤ 10ºC
Almacenamiento
Temperatura ambiental
21
3.6.
DISEÑO EXPERIMENTAL Con los datos experimentales obtenidos de la caracterización del manjar blanco se procedió a realizar un Diseño, realizando variación en el porcentaje de lípidos, proteínas y carbohidratos
22
IV. RESULTADOS Y DISCUSION 4.1
EVALUACION DE LA LECHE
4.1.1. Análisis Físico Químico de la Leche En el siguiente cuadro se muestra la evaluación fisicoquímica de la leche de vaca, para la elaboración del manjar blanco.
CUADRO 3: Resultado de los Análisis Fisicoquímico y Sensoriales de la Leche en Comparación con los Estándares de la Norma Técnica Peruana Características
Descripción
Según: NTP
Color
Blanco amarillento
-
Olor
A leche fresca
-
Sabor
Ligeramente dulce
-
Densidad
1.295 g/cc
1.028 – 1.033 g/cc
pH a 20°C
6.67
6.6 – 6.8
Acidez Titulable
16°Dornic.
16 – 18 °D
FUENTE: Elaboración Propia. Como se observa en el cuadro 3 muestra las características fisicoquímicas de la leche analizados para la elaboración de manjar blanco que se encuentran dentro de los parámetros que dicta la Norma Técnica Peruana.
4.2.
CARACTERIZACION Y EVALUACIÓN DEL MANJAR BLANCO
4.2.1. Análisis químico proximal del manjar blanco En el cuadro 4 se presenta el resultado de la composición proximal del manjar blanco. El contenido de humedad en el manjar blanco es de (57,7 %) y esta de acuerdo con el valor reportado por la NTP (1993) que es mayor igual a (55 %). El manjar blanco tuvo contenidos de (37 % - 2,05%) de grasa y proteína respectivamente y esta de acuerdo con los valores reportados por Collazos (2008). 23
El contenido de ceniza del manjar blanco (0,5 %), tuvo un ligera disminución en 0.2 %, comparado con el manjar blanco tradicional, esto se debió posiblemente a la calidad de leche (raza del vacuno). El contenido de carbohidratos del manjar blanco se incrementó en (1,06 %) con respecto a la leche entera, similar a lo reportado por Collazos (2008).
CUADRO 4:
Composición Químico Proximal Del Manjar blanco.
Componentes (%)
Manjar blanco
Leche Entera
%Base Húmeda
%Base Húmeda
Humedad (%)
57,7
87,1
Ceniza (%)
0,5
0,7
Grasa (%)
37,0
31,0
Carbohidratos (%)
2,08
1,2
Fuente: Collazos (2008).
4.2.2 Resultados del Procesamiento y Rendimiento del manjar blanco
En la Figura 1 se muestra el flujo de operaciones y el rendimiento del manjar blanco. Al final de todas las operaciones se puede observar que el rendimiento es de 2.852 Kg (14.52%), se encuentra dentro del rendimiento de manjares blancos que esta entre 28 a 32% reportado por Ártica y Paredes (1996).
24
FIGURA 5: Flujo de Operaciones Definitivas y Balance de Materia para la Obtención del manjar blanco
Recepción de leche 100% (10 Kg.)
Filtración
Pesado
Normalización Adición de NaHCO3 1.5 g
Neutralización
Calentamiento Adición de Azúcar 5.4 Kg Filtración
Evaporación inicial Adición de glucosa 200 g Concentración final
Enfriamiento
Envasado
Almacenamiento
Rendimiento 38 % (11.4 Kg)
25
V. CONCLUSIONES 1. El valor nutricional de la leche esta constituido en su gran mayoría por proteínas (3,5 %), lípidos (3,2%) y carbohidratos (4,8%) y el caso del manjar blanco disminuye el porcentaje de proteína en su totalidad, incrementándose los lípidos (6,0%) y los carbohidratos (7,0%).
2. Las reacciones bioquímicas presentes en la elaboración del manjar blanco constituye la reacción de maillard que es el viraje de color por los azucares reductores mas las proteínas al exposición al calor.
3. El porcentaje de la inversión total es 30 Soles donde se tuvo en consideración parámetros microeconómicos tales como costos fijos, costos variables, entre otros.
4. Los agentes microbiológicos
que perjudiquen a la leche son: Bacterias
(Staphilococcus aureus, Coliformes y Pseudomonas); y en el caso de Levaduras y mohos( Micrococus, Streptomyces y Espirgillus y Penicillium).
En el manjar blanco tenemos bacterias ( Staphilococcus aureus), hngos y mohos.
5. Se determino el rendimiento de la materia prima en el producto elaborado logrando un valor cuantitativo de 29,89%, tomando en consideración los siguientes parámetros: la mediana, desviación estándar y la tabla de distribución normal (tabla z).
6. El calor total en la elaboración del manjar blanco es 7200 X103 Kcal donde se tuvo en cuenta a la temperatura, presión, calor especifico del propano y su masa. En cuanto a la energía producida dentro de nuestro metabolismo es de 626 cal por cada 100 mg de manjar blanco ingerido.
26
VI. RECOMENDACIONES 1. Realizar el producto con adición de otras sustancias en, para ver si existe diferencia significativa en el valor nutricional, estadística. 2. Realizar más trabajos en el laboratorio para seguir investigando las muchas propiedades que tenga la leche. 3. Difundir el producto obtenido como una alternativa para el consumo en la alimentación humana. 4. Es recomendable hacer estudios de evaluación sensorial para tener buenos resultados estadísticos. 5. Realizar estudios técnicos y económicos para determinar la factibilidad de poner en marcha la producción de este producto.
27
VII. 1.
BIBLIOGRAFIA
Pearson, L.; 1976; “Técnicas de Laboratorio para el análisis de los alimentos”;
Acribia; Zaragoza. 2.
Mair, 2002.Análisis Microbiológico de Alimentos y Agua. Editorial Acribia. S.A. Zaragoza.
3.
Jay, James Microbiología Moderna de los Alimentos. Cuarta Edición. Editorial Acribia S.A. Zaragoza.
4.
Forero, Daniel Gonzalo [2000] Tecnología de la leche. UNAD, Facultad de Ciencias Alimentarias, Bogotá.
5.
Ruiz Camacho, Rubén [1981] Industrias Lácticas. Temas de Orientación Alimentaria, Bogotá
6.
Eco. Romero, Ana Maria (2009) folletos de Microeconomía – edit. UNCP – Tarma – Perú.
7.
Ing. Limaymanta Sulca, Claudio (2009) folletos de Termodinámica – edit. UNCP – Tarma – Perú.
8.
Ing. Carhuallanqui Avila, Shalin (2009) folletos de Estadística II edit. UNCP – Tarma (Perú).
9.
Ing. Hinostroza Quiñones, Greta (2009) folletos de Microbiología Agroindustrial edit. UNCP – Tarma (Perú).
10.
Ing. Mery Baquerizo, Canchumanya (2009) folletos de Alimentación y Nutrición – edit. UNCP – Tarma (Perú).
11.
Ing. Carhuallanqui Avila, Shalin (2009) folletos de Bioquimica Agroindustrial edit. UNCP – Tarma (Perú). 28
VIII. ANEXOS ANEXO 1 EVALUACION PROTEINAS, HUMEDAD, CALORIAS, GRASA Y OTROS COMPONENTES DEL MANJAR BLANCO Y LECHE ENTERA
Composición Químico Proximal Del Manjar blanco 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Manjar blanco Leche Entera
) ) ) ) ) % % % % % ( ( ( ( ( e s d a d n i z a a s a t o s t n e e r d r a e G h i n u m C o p H o b m r o a C C % de componentes
29
ANEXO 2 FOTO 1: ANALISIS FISICO QUIMICO DE LA LECHE
FOTO 2: MATERIALES PARA LA ELABORACION
30
FOTO 3 : ADICION DE LA LECHE A LA PAILA
FOTO 4 : ADICION DE LA SACAROSA
31
FOTO 5 : PROCESO DE ELABORACION DEL MANJAR BLANCO
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