PRÁCTICA Nº: 02
ELABORACIÓN DE BEBIDA CARBONATADA I. INTRODUCCION Las bebidas carbonatadas o gasificadas son aquellas bebidas cuyos componentes básicos son agua, azúcar, saborizantes y colorantes. La fabricación de bebidas sin alcohol carbonatadas se puede dividir en los siguientes subprocesos: preparación de soluciones de azúcar, deaeración del agua, combinación y mezcla de sabores y concentrados, carbonatación y luego envasado. El agua es deaereada para evitar reacciones que destruyen las sustancias aromáticas (oxidación). Si la bebida va a ser carbonatada, el agua es ‘impregnada’ con dióxido de carbono. Es enfriada y el dióxido de carbono se disuelve en el agua bajo una alta presión. Es importante que todo el aire haya sido removido, de otra forma la bebida producirá espuma cuando se abre el envase. En este trabajo se estudiará principalmente la elaboración elaboración de las mismas, mismas , a nivel de laboratorio, se reconocerá los aditivos tales como: saborizantes, ácidos, colorantes, conservantes y otros. En la presente práctica, para la
elaboración del jarabe, se
mezcla
completamente de todos los ingredientes que se requieren para hacer la bebida gaseosa, y para carbonatar usamos agua gasificada, ya que no contamos con un carbonatador. II. OBJETIVOS OBJETIVOS
Elaborar un jarabe para su uso en la formulación de una bebida carbonatada (Tipo Cola) a nivel de laboratorio.
Elaborar una bebida carbonatada tipo Cola, haciendo uso de los ingredientes y/o aditivos requeridos.
III. FUNDAMENTO TEÓRICO 3.1 JARABE Es la mezcla completa de todos los ingredientes que se requieren para hacer la bebida gaseosa, con excepción del agua carbónica. La solución de azúcar en agua es el jarabe simple, o si a éste se añade algún ácido se denomina jarabe simple acidificado. En la elaboración de los jarabes, se utilizan ingredientes y aditivos permitidos por el Reglamento Sanitario de los Alimentos, normas técnicas y las especificaciones que tenga cada empresa para la elaboración de estos. Así tenemos: Agua: El agua para la fabricación de jarabes debe ser tratada química y bacteriológicamente, para cumplir con los altos estándares de calidad exigidos. En su estado natural, el agua contiene una serie de componentes minerales que varían dependiendo de la región de donde se extrae. Con el objeto de que las bebidas tengan el mismo sabor, sin importar la zona donde se produzcan, el proceso de fabricación de las bebidas comienza con la estandarización de las características y calidad del agua utilizada. Saborizantes: Este es el elemento clave en las bebidas gaseosas, que da el sabor característico a cada una de las variedades presentes en el mercado. Los saborizantes se preparan por empresas especializadas. Con cada sustancia se suministran instrucciones claras y la forma exacta para la preparación del jarabe. Los saborizantes pueden ser naturales (especias, extractos naturales, aceites, frutas o yerbas), idénticos a los artificiales. Estos últimos han sido
desarrollados para satisfacer la mayor cantidad de gustos de consumidores. Además de los saborizantes se usan otras sustancias para mejorar el sabor y el aroma del refresco. Por ejemplo, a los refrescos estilo “cola” se
les pone cafeína en proporción de 7 a 23 mg por 100ml. Se agrega la cafeína no tanto por el efecto estimulante cuanto por su sabor amargo. Acidulantes: El sabor levemente ácido de las bebidas gaseosas, similar al de los jugos de frutas y otros alimentos, se debe a los acidulantes agregados. Junto con brindar el sabor ligeramente ácido, los acidulantes actúan como Preservantes. Las variedades más comunes de este componente son: Ácido Cítrico: Se extrae de los limones, limas y piñas. Como el ácido cítrico es un ingrediente natural de todos los frutos cítricos, todas las bebidas que tienen estos sabores se acidifican con dicho ácido, que se usa en solución de 48%. Ácido fosfórico: Es el acidulante más económico, no sólo por su bajo costo, sin también porque es muy potente. Se usa principalmente en los refrescos tipo “cola”.
Acido tartárico: En uno de los subproductos de la elaboración del vino. El sabor ácido de la bebida depende de la concentración de iones de hidrógeno, pues tienen el mismo sabor ácido las soluciones de los ácidos cítricos, tartáricos o fosfóricos de igual pH. Se añaden ácidos a los refrescos
para modificar la dulzura del azúcar y como preservativo.
Todos los ácidos que se agreguen a los refrescos ha n de ser “grado para alimentos.
Colorantes: Son aquellas sustancias que dan color o intensifican el color del producto dependiendo de su procedencia pueden ser colorantes artificiales o naturales
Caramelo. Es un color vegetal que se prepara quemando azúcar de maíz, generalmente con una sal amónica como catalizador. Es el color vegetal más usado y se añade a los refrescos estilo cola, cerveza de raíces, refrescos de jengibre, helado con soda, etc. En la industria de refrescos se conocen dos clases de caramelo: el espumoso y el no espumoso.
Colores sintéticos: Hay 18 colores sintéticos aprobados para alimentos, de los cuales sólo siete son recomendables para refrescos. Como el Amarillo FD&C #5, tartrazina; Amarillo FD&C #6, amarillo sunset; Rojo amaranto;
Rojo
FD&C #1 punzó 3R;
FD&C # 4, punzó SX;
Rojo FD&C # 2,
Azul FD&C # 1, azul
brillante FCF; Verde FD&C # 3, verde fijo FCF. Edulcorantes: El rango de azúcar presente en una bebida gaseosa oscila entre
5% y 14%; Las bebidas gaseosa normales se endulzan con azúcar,
sacarosa (nombre científico del azúcar) ó con Jarabe de Maíz de Alta Fructosa, por separado o combinados. La sacarosa o azúcar, se obtiene de la caña de azúcar o de la remolacha. La fructosa es un endulzante de más reciente desarrollo, que se obtiene del maíz. Preservantes: La mayoría de las bebidas gaseosas se conservan bien con el ácido que lleva el refresco y con el gas carbónico. El gas carbónico ayuda a evitar el desarrollo de hongos. Los refrescos que contienen zumos de frutas y los que se embotellan sin gas o con gas se conservan
con benzoato de sodio. La solución de benzoato se agrega durante la preparación del jarabe. 3.2 ELABORACIÓN DE JARABE TERMINADO Es la operación más importante. El fin fundamental es el de elaborar el jarabe terminado en diferentes sabores según los estándares de calidad y sanidad especificados ya que representa el principal insumo para la preparación de la bebida. Dado su uso el jarabe terminado representa el factor más costoso del proceso
productivo;
así
sus
rendimientos
deben
ser
vigilados
muy
cuidadosamente ya que inciden directa y gravemente en los costos de fabricación del producto. La elaboración de jarabe se inicia haciendo uso del agua tratada, que es bombeada hacia en el tanque dilutor; luego se vierte azúcar blanca industrial, en cantidades determinadas para cada sabor y se mezcla uniformemente por el tiempo necesario. Luego la mezcla es filtrada por varias capas verticales, que retienen partículas extrañas; obteniendo jarabe simple, que después es bombeado a otros tanques; según el sabor a preparar, puesto que, cada tanque tiene asignado un sabor. Después de reposar, el jarabe, es mezclado con esencias, colorantes, saborizantes, etc.; esto se agita constantemente. Los tanques son de gran tamaño debido a la cantidad de producción requerida; utilizado para el jarabe del producto con mayor aceptación en el mercado. Finalmente el jarabe se deja reposar por 12 horas como mínimo para luego ser transportado mediante tuberías a la línea de embotellado. 3.3 CONTAMINACIÓN Durante el proceso de elaboración los jarabes para gaseosas están continuamente
expuestos a la contaminación. La contaminación con metales
producen efecto muy notable en el sabor de la bebida. Los jarabes acidificados cuando se ponen en contacto con cualquier metal, excepto el acero inoxidable y
el metal mónel, lo atacan, y de ahí que los enseres de la planta embotelladora deban ser de materiales que resistan la acción de los ácidos y del agua gaseosa. Los utensilios enchapados con otros metales, como la plata, deben ser revisados frecuentemente para descubrir posibles puntos de contaminación metálica. La contaminación más insidiosa es la absorción de olores extraños procedentes de la atmósfera y ocasionados acaso por el desaseo de plata, o bien por la ubicación de ésta en zonas industriales donde el aire se impregna de olores desagradables. Para evitar esta clase de contaminación es preciso que las embotelladoras se conserven limpias de tales olores. 3.4 CONCENTRACIÓN O DENSIDAD DEL JARABE (BRIX) En esta prueba se mide la densidad del azúcar en el jarabe. Su determinación debe ser precisa, para cumplir con las especificaciones. Para esto, las mediciones se realizan tomando, al azar, botellas envasadas cada cierto tiempo, en este caso son cada 30 minutos: se hace uso de un densímetro y un termómetro Fahrenheit. Primero se elimina el gas de la muestra, agitando constantemente, y luego; el liquido, es vertido en una probeta, en la que se introduce un densímetro y un termómetro; con estas mediciones, y haciendo uso de una tabla preestablecida se determina la densidad o Brix. 3.5 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Norma técnica de bebidas carbonatadas, Aprobada el 11 de Julio de 2000 Publicada en la Gaceta Nº 177; del 19 de Septiembre del 2001El agua gaseosa con sabor deberá cumplir con los requisitos especificados en el cuadro 1.
CUADRO 1: Requisitos fisicoquímicos de las aguas gaseosas con sabor.
CARACTERÍSTICAS Grado Brix (porcentaje de sólidos solubles como sacarosa. Alcohol en porcentaje en volumen a 15.56 ºC Dióxido de carbono (anhídrido carbónico) en volumen de gas absorbido por cada volumen de agua. Acidez expresada en gramos de ácido cítrico anhídrido por cada 100 cm3 de muestra.
MINIMO 8.0
MÁXIMO 15.0
0% 1.0 volumen
0.5% 5.0 volúmenes
0.003
0.5
2.4
4.5
pH
3.6 REQUISITOS MICROBIOLOGICOS
El producto deberá cumplir con los requisitos microbiológicos especificado en el cuadro 2. CUADRO 2: Requisitos Microbiológicos Punto de Muestreo
Microorganismos
Agua de Lavado de los contenedores y equipos
Recuento total de bacterias (UFC/ml) Recuento total de bacterias (UFC/ml) Levaduras (UFC/ml) Levaduras (UFC/ml) Recuento total de bacterias (UFC/ml) Mohos (UFC/ml) Recuento total de bacterias (UFC/ml) Coliformes (UFC/100ml)
Agua de proceso Jarabe simple Jarabe terminado Bebida terminada Bebida terminada Bebida terminada Bebida terminada
Recuento Máximo Permitido 50 50 3 3 50 5 50 2
3.7 CONTAMINANTES No deberán estar presentes en el producto terminado, en cantidades mayores a las expresadas en el Cuadro 3, las sustancias que allí se indican.
CUADRO 3: Contaminantes Metales Tóxicos Metales Tóxicos Arsénico, como As Plomo, como Pb Cobre, como Cu Hierro, como Fe Zinc, como Zn Mercurio, como Hg Estaño
IV. MATERIALES 4.1 MATERIALES DE LABORATORIO
Depósito de plástico o metálico de 5 litros.
Cucharon
Balanza de precisión
Probeta graduada 1L y 0.5L
Embudo
Tela filtrante/Papel filtro
Refractómetro manual
Termómetro
4.2 INGREDIENTES
Azúcar rubia o blanca
Agua destilada
Colorante caramelo
Ácido cítrico
Agua carbonatada
Máximo en mg/ Kg 0.2 0.3 (*) 0.03 1.5 5.0 (*) 0.5 5.0 0.05 125
V. PROCEDIMIENTO A. Preparación de Jarabe simple Para elaborar 1 litro de jarabe a 52°Bx, de acuerdo a los cálculos hechos en clase:
Pesar la cantidad calculada de azúcar y mezclar con la cantidad calculada de agua destilada.
Mezclar el azúcar y el agua hasta la disolución total.
Filtrar con tela filtrante o con papel filtro.
Después de eliminar las impurezas por filtración, medir los grados °Bx obtenidos para comprobación.
Kg de Azúcar Litros de agua °Bx refractométrico Litros de jarabe a emplear a emplear de jarabe (Lectura) obtenido
B. Mezcla de aditivos para la obtención de jarabe compuesto o terminado
Disolver previamente el colorante caramelo con una porción de agua destilada. Una vez se obtenga el colorante bien disuelto, mezclar el jarabe simple preparado previamente.
Adicionar ácido fosfórico al 85%, según formulación.
Disolver completamente. Colorante caramelo/litro Acidulante Ácido fosfórico/Litro de jarabe de jarabe 1-2g/L
1.5-4g/L
C. Preparación de bebida carbonatada
°Bx Jarabe
De acuerdo a los cálculos hechos en clase obtener un litro de bebida gasificada a 11°Bx. Mezclar el jarabe terminado con agua carbonatada en proporción de 4.5:1 agua y jarabe, hasta alcanzar un aproximado de 11°Bx de bebida final. Leer el °Bx de la bebida final previa eliminación del anhídrido carbónico, utilizando refractómetro manual. Registrar los resultados.
ml de Jarabe empleado
ml de agua °Bx refractométrico de la Litros de bebida empleado bebida carbonatada (Lectura) obtenidos
VI. RESULTADOS A. Para la preparación de Jarabe simple
Kg de Azúcar Litros de agua °Bx del jarabe Litros de jarabe empleados empleados (Lectura) obtenido 0.644
0.594
52
1
Fuente: Elaboración propia (2016)
B. Para la preparación de Jarabe compuesto o terminado
Colorante caramelo empleado Acidulante Ácido fosfórico empleado 0.267g
1.5-4g/L
C. Fuente: Elaboración propia (2016)
D. Para la preparación de bebida carbonatada
°Bx Jarabe
ml de Jarabe ml de agua °Bx de la bebida Litros de bebida empleados empleados carbonatada (Lectura) obtenidos
52
178
822
11
1
Fuente: Elaboración propia (2016)
DISCUCIONES
El jarabe obtenido se preparó con agua tratada (ozonizada), por lo que se puede garantizar la calidad del jarabe para la elaboración de la bebida gaseosa.
Según
Steen y Ashurt (2006), indica que luego de preparar el
jarabe simple (agua, azúcar, acidulante, colorante y conservador), debe procederse a pasar por un filtro prensa para luego ser saborizado y obtener un jarabe terminado libre de impurezas que puedan causar efectos adversos en la calidad de la bebida.
Para la práctica realizada solo se determinó el contenido de solidos solubles del jarabe y de la bebida terminada; siendo mayor el contenido de ºBrix en las bebidas con sabores no comunes ya que las bebidas tienen que asemejarse al contenido de azucares de la fruta característica.
Según NORMA TÉCNICA DE BEBIDAS CARBONATADAS, Aprobada el 11 de Julio de 2000 Publicada en la Gaceta Nº 177; del 19 de Septiembre del 2001 , una normativa de Nicaragua, las bebidas
gaseosas elaboradas a nivel de laboratorio se adaptan al rango de contenido de solidos solubles que deben tener ( 8 – 15 ºBrix).
VII. RECOMENDACIONES
Se recomienda tener un carbonatador para poder tener un control del volumen de gas en la bebida y también el cumplimiento de las BPM, POES y el control de calidad de insumos, para obtener una bebida gasificada que se adapte a la normativa nacional.
VIII. CONCLUSIONES
Se preparó a nivel de laboratorio, un jarabe terminado para la elaboración de bebidas gasificadas. Se elaboró una bebida carbonatada tipo cola, a nivel de laboratorio, haciendo uso de la mezcla de jarabe terminado con un agua de mesa gasificada.
IX. BIBLIOGRAFÍA
NORMA JURIDICA DE NICARAGUA: Norma técnica de bebidas carbonatadas Aprobada el 11 de Julio de 2000 Publicada en la Gaceta Nº 177; del 19 de Septiembre del 2001. El agua gaseosa con sabor deberá cumplir con los requisitos especificados.
Palacios Gil, J. A. BEBIDAS CARBONATADAS, consultada el 02/07/16, disponible en < http://www.monografias.com/trabajos68/bebidascarbonatadas/bebidas-carbonatadas.shtml>
Steen, D., P. y Ashurt, P., R. 2006 Carbonated Soft Drinks Formulation And Manufacture - 1era edicion - Blackwell Publishing – USA-371 pags.
ANEXOS Imagen 1: Deposito de 5 litro de capacidad
Fuente: Elaboración propia (2016) Imagen 2: Medición del agua para el jarabe
Fuente: Elaboración propia (2016) Imagen 3: Adición del azúcar y agitación de la mezcla
Fuente: Elaboración propia (2016)
Imagen 4: Filtración del jarabe simple
Fuente: Elaboración propia (2016) Imagen 5: Medición de jarabe para 1 litro de bebida
Fuente: Elaboración propia (2016) Imagen 6: Adición de los aditivos a utilizar
Fuente: Elaboración propia (2016)
Imagen 7: Agitación
Fuente: Elaboración propia (2016) Imagen 8: Adición del agua carbonatada
Fuente: Elaboración propia (2016) Imagen 9: Bebida carbonatada final
Fuente: Elaboración propia (2016)
