Nectar de Caña Final

ELABORAC ELAB ORACION ION DE NECTA NECTAR R DE CA A

PRACTICA 6 ELABORACIÓN DE NÉCTAR DE CAÑA

INTRODUCCION

En el tallo de la caña de azúcar se forma y acumula un jugo de gran poder alimenticio compuesto esencialmente por agua y una parte sólida rica en sólidos solubles. Entre los sólidos solubles de la caña sobresale la sacarosa, glucosa y fructosa pero también contiene otros nutrientes y micronutrientes. La sacarosa se sintetiza en las hojas, hojas, acumulándose en el tallo de de la caña y su contenido aumenta con el tiempo hasta alcanzar su óptima madurez, momento en el cual se inicia la inversión de los azúcares. Esta madurez en sacarosa es alcanzada por cada variedad a una edad diferente. Debido a que éste es un producto abundante en lugares calientes y asoleados se puede utilizar este recurso para la producción de su jugo jugo envasado en vidrio. vidrio. La principal desventaja reflejada reflejada en el proceso de elaboración de este producto es la fermentación. Este es un fenómeno que se da por la presencia de azúcares y su posterior degradación. Superar esta barrera es la principal causa a aplicar la tecnología de alimentos. Por las razones antes mencionadas es posible la producción producción del jugo de caña de azúcar azúcar envasado envasado en vidrio, desarrollando una opción más para la utilización de esta planta, y fortaleciendo el progreso de la amplia gama de productos elaborados por la industria alimentaria con el ingreso de este nuevo producto en el mercado. Los flavonoides tienen una alta solubilidad en agua y se extraen de los tallos en la etapa de trituración. El grupo de antocianinas está constituido por pigmentos catiónicos cuyo color se torna oscuro cuando el pH disminuye, pero se descompone fácilmente a pH 7.0, originando un glicósido de cou coum marina arina inco incolo loro ro..

Ing. Sonia Zanabria Galvez,MSc | Tecnología e Industria Azucarera

ELABORACION DE NECTAR DE CA A

Las flavonas derivadas del tricino, el luteolino y el apigenino, constituyen otra clase de flavonoides de importancia en la caña de azúcar. Estos compuestos son colorantes de carácter ligeramente ácido y existe en forma no ionizada a pH bajo. En general, la contribución de los flavonoides al color del jugo se incrementa rápidamente entre pH 7.0 y 9.0.



ELABORACION DE NECTAR DE CAÑA I.

OBJETIVOS



Conocer el procesamiento básico de la elaboración de néctar de caña.



Determinar los parámetros y puntos críticos durante la elaboración de néctar de caña de azúcar.

II.



Evaluar la vida en anaquel y estabilidad del jugo de caña



Evaluar la calidad del producto final

REVISION BIBLIOGRAFICA

La caña de azúcar es una gramínea de clima tropical. Esta planta es utilizada principalmente en la industria alimentaria como materia prima para realizar una extensa variedad de productos, entre ellos, el más importante es el azúcar de mesa y por consiguiente todos sus derivados, pero también tiene otros usos, como: alcohol, combustible, abonos, alimentos para cerdos, etc. Los principales parámetros que intervienen en el desarrollo de este tipo de planta son la temperatura, humedad y luminosidad. La sacarosa se sintetiza en las hojas, acumulándose en el tallo de la caña y su contenido aumenta con el tiempo hasta alcanzar su óptima madurez, momento en el cual se inicia la inversión de los azúcares. Esta madurez en sacarosa es alcanzada por cada variedad a una edad diferente. La Caña está constituida principalmente por Jugo y Fibra, siendo la Fibra la parte insoluble en agua formada por Celulosa, la que a su vez se compone de azúcares simples como la Glucosa (Dextrosa). A los Sólidos Solubles en agua expresados como porcentaje y representados por la Sacarosa, los Azúcares Reductores y otros componentes, comúnmente Ing. Sonia Zanabria Galvez,MSc | Tecnología e Industria Azucarera


se les conoce como Brix. La relación entre el contenido de Sacarosa presente en el jugo y el Brix se denomina Pureza del Jugo. El contenido “Aparente” de Sacarosa, expresado como un % en peso y determinado por polarimetría, se conoce como “Pol”. Los Sólidos Solubles diferentes de la Sacarosa, que contempla los Azúcares Reductores como la Glucosa y la Fructuosa y otras sustancias orgánicas e inorgánicas, se denominan usualmente “ No Po l” o “ No

Sacarosa”, los cuales corresponden porcentualmente a la diferencia entre Brix y Pol.

En la caña, el agua representa entre 73% y 76%. Los sólidos totales solubles (brix, % caña) varían entre 10% y 16%, y la fibra (% caña) oscila entre 11% y 16%. Entre los azucares mas sencillos se encuentran la glucosa y la fructosa (azucares reductores), que existen en el jugo de cañas maduras en una concentración entre el 1% y 5%. La calidad del azúcar crudo y de otros productos, como el color y el grano (dureza) de la panela, dependen, en parte, de la proporción de estos azucares reductores, los cuales cuando aumentan a causa del deterioro o falta de maduración de la planta, pueden producir incrementos en el color y grano defectuoso en la panela (Clarke et. Al., 1986)

La cristalización comercial del azúcar (sacarosa) es afectada por otras clases de azucares, diferentes a la fructosa y la glucosa, que se encuentran presentes en los jugos. Este grupo de carbohidratos conocidos como oligosacaridos, debido a que están constituido por mas de dos o menos de 10 unidades de azucares sencillos( monosacáridos) causan un alargamiento en el eje ´´C´´ de la estructura cristalina, o sea, alteran el tamaño del cristal de sacarosa. Entre los principales oligosacaridos reconocidos en la caña de azúcar se encuentran: theanderosa, erlosa, gentianosa, cestosa y leucrosa. En Suráfrica se considera que la formación de otros oligosacaridos depende de la maduración del cultivo y sus niveles incrementan rápidamente con el deterioro de la caña después de su corte. (SMRI, 1992). Además de los azucares presentes en el jugo, existen otros constituyentes químicos de naturaleza organica e inorgánica. Ing. Sonia Zanabria Galvez,MSc | Tecnología e Industria Azucarera


Tabla 1. Promedio de la composición química (%) de los tallos y los jugos de la caña de azúcar

Fuente: Meade, G. P., & Chen, J. P. (1977).

La tabla 1 revela que en la Caña de Azúcar el contenido de agua representa entre el 73 y el 76%. Los Sólidos Solubles Totales (Brix % Caña) fluctúan entre 10 y 16%, y la Fibra (% de Caña) varía entre 11 y 16%. Los Azúcares más simples, Glucosa y la Fructuosa (Azúcares Reductores), existen en el jugo de cañas con grado avanzado de madurez en una concentración entre 1 y 5%. La calidad del jugo y de otros productos depende en buena parte, de la proporción de estos Azúcares Reductores, los cuales cuando aumentan por causa del deterioro o la inmadurez de la planta, pueden producir incrementos en el color y variación en el dulzor. La calidad de la caña afecta el procesamiento del jugo. El contenido de Almidones en el jugo es bajo (aproximadamente entre 50 y 70 mg/l); se ha encontrado que esta es una característica muy ligada a las variedades, que puede ser modificada (reducida) mediante prácticas agrícolas como el riego y la fertilización con potasio. Ing. Sonia Zanabria Galvez,MSc | Tecnología e Industria Azucarera


De la composición de la Caña, el 99% corresponde a los elementos Hidrógeno, Carbono y Oxígeno. Su distribución en el tallo es de aproximadamente un 74,5% de agua, 25% de Materia Orgánica y 0,5% de Minerales. La Fibra se define como la fracción de sustancias insolubles en agua que tiene interés no sólo por su cantidad sino también por su naturaleza, y el jugo como una solución diluida e impura de Sacarosa. La calidad y contenido del jugo depende en un alto grado de la materia prima que le dio origen. Los altos contenidos % de Fibra dificultan la extracción del jugo retenido en las células del tejido parenquimatoso del tallo, lo que implica y obliga a efectuar una excelente preparación de la materia prima para su molienda, procurando alcanzar una mayor desintegración y ruptura de las células que contienen el jugo. Un bajo contenido % de Fibra resulta por su parte negativa, debido a que la cantidad de Bagazo se reduce, afectando el Balance Energético. Los Sólidos Solubles están representados como se indicó, por los Azúcares y otras sustancias Orgánicos e Inorgánicos. Los Azúcares se representan a su vez por la Sacarosa, la Glucosa y la Fructosa, manteniendo la primera el mayor porcentaje, el cual puede alcanzar valores próximos al 18%. Los otros azúcares del jugo aparecen en proporciones variables, dependiendo del estado de maduración de la materia prima. La Sacarosa se Hidroliza con facilidad en soluciones ácidas según la siguiente reacción:

A esta reacción

Hidrolítica

nombre de Inversión

y

se

le

los Monosacáridos:

aplica generalmente Glucosa

y

el Fructosa

producidas reciben el nombre de Azúcares Reductores. Altos contenidos de estos azúcares en los tallos denuncian un estado de inmadurez, con presencia de otras sustancias indeseables como Almidón. En el caso de Cañas maduras,

los

Azúcares

Reductores

contribuyen

relativamente poco en la mayor recuperación de azúcar en forma de cristales. Ing. Sonia Zanabria Galvez,MSc | Tecnología e Industria Azucarera


La Glucosa es un componente normal de la Caña de Azúcar en cualquier fase de Desarrollo de la planta, encontrándosele en el jugo en mayor o menor cantidad. La Fructosa se encuentra en mayores concentraciones en Cañas que aún no alcanzan su madurez fisiológica y disminuye conforme este estado avanza y la planta madura. Las sustancias Inorgánicos que representan las cenizas, tienen como componentes principales: Sílice, Potasio, Fósforo, Calcio, Sodio, Magnesio, Azufre, Hierro, Aluminio, Cobre, Zinc, etc. En este caso, el Potasio es el mineral que aparece en mayor proporción entre el contenido mineral del jugo, debido a su elevada solubilidad en agua.

Existen dos fuentes básicas de colores provenientes de la caña: (1) los que se originan en la planta, y (2) los que se forman durante su procesamiento. En los jugos de la planta se encuentran compuestos de carácter fenólico, que puede ser de naturaleza sencilla o compleja como flavonoides. Estos últimos pueden existir en forma libre o como glicósidos unidos a moléculas de azúcar. Algunos fenoles son incoloros dentro de la planta, pero se oxidan o reaccionan con aminas produciendo sustancias coloreadas. Los compuestos coloreados que se forman durante el procesamiento provienen

de

la

descomposición térmica de la sacarosa y de los azúcares

reductores (glucosa o fructosa), o se originan en las reacciones de estos carbohidratos con compuestos

amino- nitrogenados presentes en la planta (reacciones de Maillard),

produciendo polímeros coloreados denominados melanoidinas.



III.

MATERIALES Y METODOS 3.1. MATERIAL, INSTRUMENTAL Y EQUIPOS 3.1.1. Material a ensayar, insumos y reactivos, los requeridos son: 

Jugo de caña



NaOH 0.1% N



Ácido cítrico



Fenolftaleína 1%



Goma xantana



Agua destilada

3.1.2. Equipos e instrumental, se requieren los siguientes 

Pasteurizador



Termómetro



Refractómetro



Erlenmeyer



Potenciómetro



Cocinilla



Papel indicador de pH

3.2. PROCEDIMIENTO

3.2.1. Obtención de néctar de caña Una vez extraído el jugo de caña, colado y filtrado, se estandariza este a un valor de 13°Brix y luego se regula el pH hasta +/-4. Opcionalmente se puede utilizar un conservador químico en porcentajes promedios de 0.004% de acuerdo al método de tratamiento térmico. Se adiciona estabilizante en 0.05%. Luego se homogeniza y se pasteuriza a 93°C por 30 seg. O 85°C por 15 min., luego se envasa y se recomienda provocar un choque térmico.



3.2.2. Controles a producto terminado Determinar los controles de: 

Densidad



Brix



pH



Acidez



balance de masas



Evaluación organoléptica



Diagrama De Flujo Para Obtener Néctar A Partir De Jugo De Caña RECEPCION DE LA MATERIA PRIMA

PESADO Cañas rechazadas, hojas, parte terminal del tallo y rebrotes

LIMPIADO Y SELECCIONADO

Agua residual

LAVADO Y DESINFECTADO

CORTADO

DESFIBRADO

EXTRACCION DEL JUGO

Bagazo

FILTRADO MEZCLADO

PASTEURIZADO

ENFRIADO

CLARIFICADO

Envases

En ua ue

Desinfección

ENVASADO Y SELLADO

ETIQUETADO

ALMACENADO

Fuente: Elaboración, propia, 2017.



3.3. Descripción del proceso: 3.3.1. Recepción de materia prima: La caña debe llegar fresca con alrededor de 10 a 15 cm de las hojas y parte terminal del tallo, con rebrotes o yemas y sin raíz, es decir, casi intacta después de su cosecha. 3.3.2. Pesado: La caña de azúcar es pesada para evaluar su rendimiento. Esto permitirá tener control de la eficiencia del procesamiento. 3.3.3. Limpiado y seleccionado: la limpieza consiste en eliminar las hojas, rebrotes alrededor de 5 a 10 cm. De la parte inferior de la caña. 3.3.4. Extracción del jugo: posteriormente la se dirige al área donde se encuentra el trapiche donde por presión mecánica ejercida por dos rodillos permite la salida del jugo quedándonos como residuo el bagazo. 3.3.5. Filtrado: inmediatamente de la extracción, el jugo es colado atreves de un colador con la finalidad de separar las impurezas del jugo. 3.3.6. Mezclado: los aditivos (ac. Cítrico, gomas) son agregados y mezclados. 3.3.7. Pasteurizado: el jugo es sometido a temperaturas d 87°c durante 10 a 15 min. Este proceso tiene la finalidad de eliminar microorganismos de tipo mesofilos y termófilos, a la vez que inhibe enzimas oxidasas y desnaturaliza proteínas. 3.3.8. Clarificado: El jugo de caña pasa por una tela filtrante, el cual absorbe y elimina compuestos orgánicos volátiles, cloro, colores y olores extraños. 3.3.9. Envasado: Las botellas a utilizar en el envasado son previamente lavadas y esterilizadas en una cámara de esterilización con cloro, el espacio que debe existir sin llenar debe ser del 10% con respecto al tamaño interno del envase, seguidamente son selladas con chapas manualmente.



IV.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

B

C

D

E

F

Fuente: Elaboración propia, 2017.

Puntos Críticos de control en la Elaboración de néctar a base de ju go de caña

Recepción de materia prima: (A) Limpiado y seleccionado: (Brix: 15.6). (A)Color característico (ámbar claro característico). Una coloración verdosa o rojiza en la caña no es aceptada debido a que indica inmadurez o que se ha iniciado el proceso de fermentación.

Mezclado: (D ) se mezcla los aditivos después de la extracción de los ingredientes después de la extracción del jugo, es importante que el pesado de los mismos sea el correcto debido Ing. Sonia Zanabria Galvez,MSc | Tecnología e Industria Azucarera


a que de ello depende la calidad duración y características organolépticas del néctar

Pasteurizado: Temperatura: 85 - 88° C; Tiempo:

10-15

Minutos.

Barrera térmica para

Eliminación de microorganismos

Clarificado.- en este punto se debe obtener un jugo claro translucido, libre de impurezas, con aroma característico a caña, olor y sabor característico

Envasado y sellado ( F)

Tabla 2. Análisis físico-químico del jugo de caña de azúcar Jugo de Caña Sólidos Solubles

14.9 °Brix

pH

4,73

Acidez

0.735

Densidad

1.025

Fuente: Elaboración propia, 2017.

Discusión: Los

resultados obtenidos de los análisis físico- químicos corresponden al

porcentaje de sacarosa o sólidos solubles presentes en el producto. El pH del producto es ácido, encontrándose dentro del rango normal para jugos según la norma técnica. NTE INEN 2337: 2008.



Tabla 3. Calidad sensorial del jugo de caña de azúcar Color Olor Sabor Aspecto

Jugo de Caña Ámbar claro traslúcido Característico a caña Agri dulce, característico uniforme

Fuente: elaboración propia, 2017. Discusión: En

la evaluación sensorial de estabilidad, el jugo de caña conserva las

propiedades de color, olor, sabor característico, como reflejo de una baja alteración microbiológica y enzimática producida dentro del producto..

Controles realizados Tabla N° 3: Controles realizados durante 4 días DÍA Día 1 Día 2 Día 3 Día 4

SOLIDOS SOLUBLES 13.4 13.5 13.4 13.5

pH % ACIDEZ 5.0 0.735 4.9 1.27 4.86 1.71 4.86 3.9

Fuente: elaboración propia, 2017 Discusiones:

Discusiones:

Los sólidos solubles corresponden al porcentaje de sacarosa presentes en el

producto. El pH del producto es acido, encontrándose dentro del rango normal para jugos según la NTE INEN 2 337, 2008; Soluciones Prácticas-ITDG. Programa de Sistemas de producción y acceso a mercados. Curso Técnico N 56-14. Néctares y mermeladas. 1997 indica que el rango de pH para néctares está comprendido entre 3.3 y 4.9, dependiendo de la variedad de fruta o zumo de fruta.



Evaluación sensorial Cuadro N° 4 Evaluación sensorial durante 4 días CARACTERÍSTICA DÍA

OLOR

COLOR

SABOR

Día 1

Característico a caña

Ámbar claro

Agri dulce

Día 2


Ámbar claro

Dulce a caña

Día 3


Ámbar verdoso Dulce a caña

Día 4

característico

Ámbar verdoso Dulce a caña

Fuente: Elaboración propia, 2017

Discusión: En

el transcurso de 4 días, el néctar de caña no muestra variación en cuanto a sabor olor y color; la estabilidad del jugo de caña se mantiene constante. La refrigeración y el envase de vidrio crean un ambiente donde la actividad de microrganismos se enlentece y el jugo aísla del entorno gracias al envase que lo retiene y protege de la acción de agentes externos.



BALANCE DE MASAS POR ETAPAS PROCESO RECEPCIÓN DEL JUGO

BALANCE DE MASA

DISCUSION

3.170 litro

DE CAÑA

Recepción del jugo de caña

CONCENTRACIÓN

Durante la recepción del jugo de caña, se observa 0% de perdida, el cual indica la calidad del jugo de caña fue la óptima.

3.170 litro

3170 ml jugo

Con la finalidad de llegar a l23 °Brix, se añade 480 ml de agua.

480 ml agua CONCENTRACIÓ N

ESTANDARIZADO

4310ml

Ac. Cítrico: 0.146

3650 ml Jugo de caña

ESTANDARIZACIO N

3650 ml

Se agrega 0.004% de ácido cítrico, 0.005% de goma xantana

G. santana: 1.825

HOMOGENIZADO

3650 ml

HOMOGENEIZAD O

3650 ml

PASTEURIZADO Y 3650 mll

ENVASADO

Pasteurizado

3200 ml

Durante el homegizado, solo se busca uniformizar el néctar.

La cantidad de néctar obtenido es de 3200 ml, el cual es al equivalente al 87.6 % de rendimiento.

Fuente: Elaboración propia, 2017 Ing. Sonia Zanabria Galvez,MSc | Tecnología e Industria Azucarera


V.

CONCLUSIONES



Los puntos críticos de la obtención de néctar de jugo de caña son recepción de materia prima, pasterizado y envasado; después de estas operaciones no existe otra operación que rectifique las ya mencionadas.



Los Brix del néctar de caña fue de 13.9 el cual está dentro de la normativa técnica para néctares.



La calidad depende de las materias primas e insumos a emplear; Por lo tanto , acabo de 4 días de almacenamiento la estabilidad del néctar de caña, teniendo una acidez de 3.9 y una evaluación sensorial optima según Larranhondo, 1995



VI.

El rendimiento de néctar fue del 87.6% equivalente 3.650 ml de jugo a 13 °Brix.

RECOMENDACIONES



Llevar a cabo un pesado correcto de los insumos a utilizar, ya que esto representa un paso para obtener un néctar de calidad.



Es recomendable envasar el producto en botellas de vidrio y almacenarlas en lugares fríos.



Es recomendable realizar una buena pasteurización, para eliminar las levaduras presentes en el néctar de caña y así evitar una fermentación alcohólica. ( Larranhondo, 1995)



La calidad depende de los tratamientos de la materia prima, antes, durante y después del ingreso a planta, estoy influye directamente en la calidad microbiológica, física y sensorial de este, es por eso que se recomienda la aplicación de buenas prácticas de manufactura en todas las etapas del proceso. Ing. Sonia Zanabria Galvez,MSc | Tecnología e Industria Azucarera


VII.

BIBLIOGRAFIA



SMRI (Sugar Milling Research Institute).1991. Annual Report 1990-1991. Durban. 1992. Annual Report 1991-1992.Durban



Clarke,M.A.;Blanco, R.S.; Y Godshall,M.A. 1986a. Colorant in raw sugars. Proceeding. Inter. Soc. Sugar Cane Technol. (ISSCT) 2:670-682.



Meade, G. P., & Chen, J. P. (1977). Sugar cane handbook. En J. W. Sons, Sugar cane handbook, pags. 947-968.



Larranhondo, J. E. CENICANA. (1995), disponible en: www.cenicana.org:



ANEXOS


Nectar de Caña Final

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