UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS Departamento Académico de Ciencia e Ingeniería de Alimentos
2018
DEDICATORIA A Dios por darme la oportunidad de trabajar con jóvenes en nuestra querida y aguerrida FAIIA- UNCP. A los jóvenes que luchan por forjarse un futuro mejor A mi familia, apoyo y fortaleza de ésta vuestra servidora
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INTRODUCCIÓN
Son las Universidades, y la educación en general, escenarios relevantes que siempre merecen dedicarles nuestra mayor atención en el proceso de forjar el desarrollo de un país; estas tienen el reto de formar profesionales emprendedores e innovadores, despertar en ellos las habilidades para la investigación e insertarlos a una participación activa en el mundo empresarial. Es en este contexto que la UNCP -y especialmente la FAIIA- tienen el reto de formar a estas nuevas hornadas de jóvenes de acuerdo a los retos que una sociedad moderna impone. La FAIIA está en un franco proceso de mejora continua, tanto en infraestructura especialmente laboratorios y, próximamente, las largamente esperadas plantas piloto entre las que estará la “ planta piloto de cereales”, que será una herramienta sustantiva para desarrollar en los jóvenes estudiantes las capacidades y destrezas que el mundo de hoy exige-, como una plana docente y personal administrativo, identificados con su Facultad, en constante capacitación con la finalidad de mejorar sus cualidades personales como profesionales al servicio de los estudiantes y comunidad en general. La viabilidad de alcanzar el anhelado desarrollo descansa en la capacidad de disponer de recursos humanos capaces y emprendedores, formados para entender y aplicar eficientemente las tecnologías, para saber explicarlas, adaptarlas y mejorarlas de acuerdo a las circunstancias, pero también para saber identificar las necesidades de cada realidad con el fin de generar nuevas ideas y ser protagonistas de sus pueblos. Este primer material presentado pretende aportar herramientas para el proceso de aprendizaje de los jóvenes estudiantes en el quehacer del trabajo de laboratorio del área de Tecnología.
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INDICE
Pag. Introducción
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Índice
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Práctica 1 Características de cereales, cereales andinos y leguminosas
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Práctica 2 Almacenamiento de granos y su influencia en la calidad de los mismos
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Práctica 3 Granulometría
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Práctica 4 Panificación
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PRACTICA N° 1 CARACTERÍSTICAS DE CEREALES, CEREALES ANDINOS Y LEGUMINOSAS
I. OBJETIVOS: 1- Observar las características físicas como tamaño, forma, color, entre otros de los granos de cereales, cereales andinos y leguminosas; analizar la estructura de los mismos. 2- Determinar la calidad de los granos de trigo, mediante el peso hectolítrico. II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA: A través de los tiempos, muchas plantas de la familia de las gramíneas, los cereales de grano, se han cultivado por sus semillas comestibles. Los cereales forman una parte importante de la dieta de muchas personas. Incluyen el maíz, sorgo, mijo, trigo, arroz, cebada, avena, centeno; el triticale es un cruce entre el trigo y el centeno. Las especies que caben dentro de esta categoría agronómica pertenecen en su mayoría a la familia Poaceae (gramíneas). Cada uno de los granos tiene sus características peculiares, aun cuando formen parte de una misma familia taxonómica. Por ejemplo los cereales son frutos de plantas herbáceas cuya característica común es que pertenecen a la familia de las gramíneas y que son familias monocotiledóneas. Esta característica difiere a las familias de las leguminosas que son dicotiledóneas. Esta familia está formada por 600 géneros diferentes y más de 13,000 especies. Otro caso es el grupo de granos oleaginosos que perteneciendo a diferentes familias, su característica común es el alto contenido de material graso utilizado para la producción de aceites y grasas vegetales. La cañahua o cañihua (del quechua: qañiwa), Chenopodium pallidicaule es una especie botánica de Chenopodium(cenizo), se cultiva entre los 3.500 y los 4.100 sobre el nivel del mar. similar en su composición a la quinua. La Cañihua es una planta terófita erguida. Las numerosas semillas tienen aproximadamente 1 mm de diámetro igual que la semilla de amaranto y poseen una cubierta rugosa. Estas varían en color desde el marrón oscuro al negro El Amaranthus caudatus, kiwicha, quihuicha (en quechua: kiwicha , es una planta de la familia de las amarantáceas de rápido crecimiento, con hojas, tallos y flores morados, rojos y dorados. Se desarrolla a una altitud entre los 1.400 y los 2.400 msnm. Igualmente, se ha logrado desarrollarla en los alrededores de Lima que está 110 metros sobre el nivel del mar. una altitud entre los 1.400 y los 2.400 msnm. Igualmente, se ha logrado desarrollarla en los alrededores de Lima que está 110 metros sobre el nivel del mar. quinoa, La quinua o quinoa (del quechua kínua1 o kinuwa2), Chenopodium es un pseudocereal perteneciente a la subfamilia Chenopodio ideae de las amarantáceas. El fruto es seco y mide aproximadamente 2 mm de diámetro (de 250 a 500 semillas/g). Se le cultiva desde el nivel del mar hasta los 4,000 m. Su período de crecimiento varía entre 90 y 220 días, dependiendo de las variedades. Produce aproximadamente entre 3 y 5 t/ha de semillas. Además, también produce cerca de 4 t/ha de materia seca con un contenido de 18% de proteínas. 5
Las leguminosas son cultivos mejoradores del suelo por la peculiaridad que tienen de fijar nitrógeno atmosférico en simbiosis con bacterias conocidas como Rhizobium. Entre las leguminosas cultivadas en el Perú tenemos: Frijol común Phaseolus vulgaris se produce en (costa, sierra y selva), Haba Vicia faba L., (sierra), Arveja Pisum sativum L. (sierra y costa), Pallar Phaseolus lunatus L. (Ica, Lima y costa norte) Frijol de palo Cajanus cajan L. (costa norte), Garbanzo Cicer arietinum (Ica y Lambayeque), Lenteja Lens culinaris Medick (Sierra norte. La estructura de los cereales está conformado por: Germen o embrión: se localiza en el centro o núcleo de la semilla, a partir del cual se puede desarrollar una nueva planta, rico en nutrientes, consiste de la plúmula y la radícula unidas al grano por el cotiledón; Endospermo: estructura harinosa o feculenta que envuelve al embrión y que le proporciona los nutrientes necesarios para su desarrollo, comprende más de la mitad del grano y consiste principalmente en almidón La capa de aleurona, rica en proteínas, vitaminas y minerales; Testa y pericarpio: dos capas bastante fibrosas, la testa es la capa exterior laminar que recubre al grano y proporciona nutrientes y vitaminas. Cáscara: capa más exterior de todas y de cierta dureza ya que protege a la semilla. Está formada por fibras de celulosa, la cual no tiene valor nutritivo para los seres humanos.
III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. Materiales y equipos: - Muestras de cereales, cereales andinos y leguminosas - Balanza wespal 3.2. Procedimientos: Esta práctica se realizará en las instalaciones de la EEM, donde funciona el banco de germoplasma de la UNCP. Los estudiantes organizados por grupos observaremos y analizaremos los diferentes granos, sus características físicas y la estructura de los diferentes granos. Tomar muestras de trigos, una por grupo, para analizar su calidad mediante el peso hectolítrico consiste en llenar un volumen definido de muestra en la balanza y proceder a leer el peso correspondiente.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Anote sus observaciones y resultados y discutir los mismos. V. CONCLUSIONES Relacionados con el objetivo de la práctica. VI. BIBLIOGRAFIA 1- Kent,N.L., 1987 Tecnología de Cereales, ACRIBIA, España. 2- MINAGRI, 2016, leguminosas de grano, disponible en minagri.gob.pe/portal/download/legumbres/catalogo-leguminosas.pdf (11/09/2018)
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PRACTICA N°02 ALMACENAMIENTO DE GRANOS Y SU INFLUENCIA EN LA CALIDAD DE LOS MISMOS. I.
OBJETIVOS: 1- Observar las condiciones de conservación de granos almacenados; determinar el contenido de humedad. 2- Determinar la presencia de insectos 3- Determinar la presencia de hongos.
II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA El almacenamiento de los granos se puede realizar a granel o en sacos. El almacenamiento por excelente que sea, no mejora las características de calidad de los granos, Para obtener buenos resultados durante el almacenamiento, es necesario almacenar granos maduros, con bajo porcentaje de granos afectados por daños mecánicos o por patógenos. El almacenamiento se realiza con el fin de conservar la calidad de los productos después de la cosecha, limpieza y secado. El deterioro y pérdida de los granos depende de factores como el contenido de humedad, la humedad relativa, la temperatura del grano, la presencia de insectos y microorganismos, el ataque de roedores.
Humedad de equilibrio y humedad relativa del aire: como es sabido los granos de cereales absorben o liberan humedad (o sea que son higroscópicos), la humedad de equilibrio se obtiene al someter los granos en un medio ambiente específico por un periodo de tiempo determinado, esta humedad depende el tipo de grano, de la temperatura y de la humedad relativa del aire que circula (HR). Es así que si el contenido de humedad del grano es alto, mucho mayor al contenido de humedad de equilibrio para un medio dado, la semilla libera humedad, en caso contrario si el contenido de humedad del grano es menor, entonces absorbe humedad del aire. Por ejemplo cuando la humedad relativa del aire es mayor al 75%, la humedad en los granos aumenta rápidamente, mientras en sitios de clima seco en donde la humedad relativa está por debajo, el contenido de humedad de los granos, se ve poco afectado. Temperatura: cuando la temperatura del medio se calienta, favorece la disminución de la humedad de equilibrio en los granos. Es así entonces que el contenido de humedad de los granos se ve afectado por el aumento de la temperatura, esto siempre y cuando la HR se mantenga estable. Es necesario tener en cuenta que la temperatura y la HR, son variables independientes, es decir cuando aumenta una, disminuye la otra. CALIDAD TECNOLOGICA EN CEREALES.- La calidad de los cereales puede ser evaluada por medio de las siguientes pruebas: 1. Porcentaje de humedad. 2. Peso hectolitrico, estima el contenido de harina del grano y está influenciado por el tamaño, forma y tipo de grano. 3. Determinación de grano referido al valor numérico que se le asigna a un conjunto de granos y que se obtiene evaluando los requisitos de la norma técnica respectiva de acuerdo al tipo de grano utilizando para los análisis físicos. 7
Granos chupados, los que han sufrido contracción por variaciones bruscas en la temperatura. Granos quebrados o partidos, si les falta ¼ o más de su tamaño normal Granos dañados, los cuales presentan alteración en el color, olor, apariencia o estructura como consecuencia de secamiento, exceso de humedad, inmadurez, ataques de insectos, hongos, germinación o cualquier causa. Granos infestados, la posible existencia de insectos vivos, muertos o cualquiera de sus estados biológicos. Materiales extraños, comprende todo material diferente al grano en estudio como arena, piedras, tallos, hojas, etc.
III. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 Materiales y equipos: - Balanza analítica - Material de vidrio - Estufa - Desecadores de humedad - Balanza wespal - Lupa - Muestra de cereales, cereales andinos, leguminosas 3.2 PROCEDIMIENTOS a) Determinación de humedad.- Se determina por diferencia de peso. El procedimiento es: pesar 100 g. de la muestra , por otro lado desecar los crisoles a usar, pesar crisol vacío, colocar la muestra, pesar el crisol más la muestra, llevar a la estufa a 135°C. x 2 hrs. Sacar de la estufa, enfriar y pesar. b) Determinación del peso hectolítrico.- Un volumen definido de granos, colocar en la balanza wespal y pesar. c) Determinación de la humedad de equilibrio.- Pesar 10 g. de muestra de los diferentes granos y colocar en las diferentes campanas desecadoras con diferente Humedad relativa. d) Determinación del contenido de hongos.- Preparar la muestra, colocar en placas Petri los medios adecuados y sembrar; observar y hacer lecturas a las 24, 48 hrs. e) Observar la presencia de insectos (gorgojos) en sus diferentes estadios, vivos o muertos. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Anote sus resultados y observaciones y discutalos. V. CONCLUSIONES Referidas a los resultados alcanzados en la práctica. VI. BIBLIOGRAFÍA 1- Kent,N.L., 1987 Tecnología de Cereales, ACRIBIA, España. 2- Pascual, G. Loaiza C. Manual de prácticas del curso de tecnología de cereales y leguminosas UNALM-FIAL. 8
PRACTICA N° 03 GRANULOMETRIA I. OBJETIVO Determinar luego del proceso de tamizado el módulo de finura y el índice de uniformidad de muestras de harinas. II. REVISIÓN DE LITERATURA El análisis granulométrico consiste en obtener la distribución por tamaño de las partículas presentes en una muestra de harina. Se arma los tamices con distintas aberturas de malla, colocando la más gruesa arriba de todas y la más fina debajo de todas. Luego se coloca la muestra (en este caso la harina), en el tamiz de arriba. Se sacude todo el conjunto y los diferentes tamaños serán retenidos por los distintos tamices. Finalmente se pesan cada uno de los retenidos y de acuerdo al tamaño de partícula se calcula su porcentaje. El análisis granulométrico es una prueba necesaria porque es importante conocer el reparto de tamaños de partícula que cada molino puede producir después de la molienda. Las normas del ITINTEC (actualmente INDECOPI), no especifican acerca de la granulometría de las harinas, la obtención de productos finos contribuye con la presentación y calidad final de los productos procesados.
III. MATERIALES Y MÉTODOS. Materiales y equipos: - Serie de tamices Tyler - Balanza - Bolsas - Muestras de harinas PROCEDIMIENTO – Ordenar los tamices Tyler en orden ascendente, de tal forma que el tamiz de abertura de malla más gruesa quede en la parte superior. - Depositar 100 gramos de harina en el tamiz superior. - Zarandear el sistema durante un tiempo de 10 a 15 minutos para que cada tamiz deje pasar todos los finos que le corresponden según su abertura. - Pesar posteriormente la cantidad de harina acumulada en cada tamiz y realizar los cálculos respectivos. Cálculos: Los resultados se expresaran en módulo de finura e Índice de uniformidad. Cuadro N° 1: Tamices a Utilizarse para Seleccionar el Tamaño de Partículas de las Harinas TAMIZ N° USBS 35 43 60 100 170 PLATO 9
ABERTURA DE MATERIAL MALLA (mm) RETENIDO (%) 0.354 0.250 0.230 0.125 0.075 --
FACTOR (M.F.)
SUB TOTAL
Modulo de finura (M.F.)
Cuadro N° 2: Cálculo del Índice de Uniformidad de las Harinas TAMIZ N° MATERIAL SUB TOTAL RETENIDO (%) 35 43
REDONDEO
∑
60 100 ∑
170 PLATO ∑
IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES Los resultados se expresaran en módulo de finura e Índice de uniformidad de las muestras de harinas analizadas por cada grupo de estudiantes. Con los resultados del tamizado de las harinas, se obtiene el Módulo de Finura para cada harina analizada en base a los porcentajes de material retenido en cada uno de los tamices contenidos en el tamizador. La Clasificación según el INDECOPI, de acuerdo al Módulo de Finura de las harinas es la siguiente: - 0 - 2 Fino - 2 - 4 Medio - 4 a más Grueso V. CONCLUSIONES Deben estar referidas a la práctica. VI. BIBLIOGRAFÍA 1. Reynoso Z. (1985) “Principios Básicos sobre Panificación”. Publicación. Universidad Nacional Agraria- La Molina. 2. Compañía Molinera Santa Rosa (2004). Seminario de Panificación Industrial. Cámara de Comercio Huancayo. 3. KENT, NL 1987. Tecnología de los Cereales. Ed. Acribia- Zaragoza, España. 4. REPO CARRASCO, RITVA 1998, Introducción a la Ciencia y Tecnología de Cereales y de Granos Andinos. Lima – Perú.
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PRACTICA N°04 PANIFICACIÓN I. OBJETIVO: 1. Desarrollar todos los procesos necesarios para la obtención del pan. 2. Evaluar la calidad del pan. II. REVISIÓN DE LITERATURA Para la elaboración del pan debe producirse un proceso fermentativo. En este proceso, la producción de gas depende de la presencia de levadura en la masa, y de la cantidad de substrato (azucares fermentables) que contienen la harina. Este mecanismo de producción del gas consiste en la trasformación del azúcar en anhídrido carbónico y alcohol. Los ácidos proporcionan al producto el sabor, mientras que los azúcares fermentables y la fracción de bacterias lácticas y levaduras que son productoras de gas son responsables de la porosidad y ligereza de la masa. La elaboración del pan se puede hacer por dos métodos: a) Pan por la masa directa: Mezcla todos los ingredientes. b) Método esponja: Requiere dos etapas. Hacer la masa madre, mezclando una parte de los ingredientes, hay una fermentación preliminar, se obtiene esponja, hay una segunda fermentación para obtener la masa. Al juzgar la calidad de un pan se deben considerar siempre los siguientes puntos: aspecto general, color de corteza, volumen, estructura, brillo, sabor. A través de la presente práctica, se pretende estudiar la incidencia de algunos factores, como la concentración de levadura, método de elaboración que afectarían la estructura y la calidad del pan.
III. MATERIALES Y METODOS: 3.1. Materiales y equipos: - Harina panadera, harinas sustitutorias - Agua - Levadura en polvo - Sal - Azúcar - Manteca - Balanza - Amasadora - Cortadora - Horno - Bandejas de metal 3.2. Procedimiento: Pesar Ingredientes de acuerdo a las formulas propuestas (expresadas en porcentaje panadero): Reajustar los cálculos considerando 250 g de harina.
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FORMULACIONES: INGREDIENTES Harina panadera Harinas sustitutorias Agua Levadura Sal Azúcar Manteca Otros
FORMULACIÓN 1 (patrón)(%) 100 50 3 2 10 8
FORMULACIÓN 2 (%) 40 60 + 40 4 2 10 10
FORMULACIÓN 3 (%) 60 40 * 40 4 2 10 10
+ Harina integral de trigo (harina regional) * Harina de kañihua. METODO: DIRECTO Pesado de ingredientes Mezclado Amasado Cortado Boleado Fermentado Horneado El método consiste en: pesar todos los ingredientes, colocar los ingredientes secos en la amasadora, encender el equipo en la velocidad más baja añadir los ingredientes líquidos y el agua poco a poco hasta lograr le textura óptima, subir la velocidad y amasar, controlar el avance del amasado, para ello se saca una muestra y se estira hasta una finura de pañuelo sin romperse, entonces el proceso ha terminado. Pesar la masa en porciones de 1.2 Kg., llevar a la cortadora previa aceitada del equipo, bolear de acuerdo a la forma deseada, colocar los panes en las bandejas y llevar a fermentación por 1.5 a 2 hrs. Alcanzada la fermentación óptima, llevar al horno a 170°C.x 15 min. Análisis del producto terminado:
Evaluación Externa de los panes: Volumen Peso 12
Simetría Características organolépticas (color de corteza, olor, sabor, aceptabilidad)
Evaluación Interna de los panes: Color de la miga Forma de celdillas Volumen Depende principalmente de la calidad de la harina, pero mediante la manipulación adecuada se puede aumentar el volumen en una harina determinada. La harina procedente de un trigo determinado producirá piezas con un volumen característico que depende de la cantidad y calidad del gluten y de la cantidad de azúcar presente. La falta de volumen puede ser producida por: masas duras, exceso de sal, falta de maduración, harina floja, harina vieja, harina que ha sufrido un aumento de temperatura, harina recientemente molturada insuficiencia de maduración final, masas frías, excesivo trabajo mecánico, división de las masas con tiempo inadecuado de recuperación, horno demasiado caliente.
Caracteristicas organolépticas Es una de las propiedades más importantes del pan, el color de la corteza es una indicación segura respecto a la calidad en general del pan que se examina. El color dorado con brillo de la miga Solo puede tenerlo el pan confeccionado con harina de buena calidad y color; La humedad del pan no depende primordialmente de la cantidad de agua que se añadido para confeccionar el pan, sino que depende del estado físico del gluten. Es importante distinguir entre humedad y jugosidad, la primera se puede llamar humedad absoluta o contenido real de humedad, y la segunda humedad aparente que es una estimación puramente subjetiva determinada por la sensación en el paladar. El Sabor No es una calidad que se puede estandarizar, cada región tiene sus propias preferencias.
IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES Reporte los resultados obtenidos y discutir con la bibliografía revisada. V. CONCLUSIONES Emita las conclusiones pertinentes en concordancia con los resultados obtenidos. VI. BIBLIOGRAFIA 1. Espinoza C. ; Quispe M. (2011) Tecnología de Cereales y Leguminosas. 1° Edición UNCP. 2. US Wheat Associates, INC. Seminario de Panificación. Perú. 1992
NOTA: ´las demás prácticas son visitas a plantas de producción, transitoriamente hasta que nuestra planta piloto entre en funcionamiento.
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