Metodología Lugar de ejecución el presente trabajo de investigación se llevará a cabo en el laboratorio de ingeniería de la Escuela académico profesional de industrias alimentarias de la Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión, ubicada en el distrito de huacho provincia de Huaura -Región lima. Área, sector y programa Sector: industria transformadora Área de investigación: industria de néctares Programa: nutrición y seguridad alimentaria Tipo de investigación El método de investigación a utilizar será el método inductivo o experimental. Que consistirá en pruebas de evaluación sensorial con las cuales se determinará el tipo de concentración, tanto de pulpa de guayaba como cantidad adecuada de azúcar a utilizar para la elaboración del néctar de guayaba. Diseño especifico En el siguiente plan se realizará la investigación de tipo analítico – sintético en la primera etapa y en la segunda se aplicará el método inductivo (evaluación sensorial del producto). En la primera etapa se recopilará información adecuada y precisa y se dará cumplimiento con el planteamiento del problema. En la segunda etapa se aplicará el método sensorial, mediante la elaboración del producto con distintas fórmulas y con ayuda de panelistas. Diseño experimental Factores de estudio: Los factores a estudiar en el siguiente plan de investigación son procesos y operaciones que nos permiten obtener un producto de calidad, respetando las normas y cumplimiento con los parámetros exigidos por los consumidores Aplicación de factores a estudiar La aplicación de factores en estudio se realizará mediante tres tratamientos, que consiste en probar en diversas concentraciones, formulaciones y así evaluar las varíales con los diversos métodos mencionados.
Materiales y métodos
Materia prima e insumos Fruta – Guayaba El néctar se obtiene a partir de frutas maduras, sanas y frescas, libres de podredumbre y convenientemente lavas. Una de las ventajas en la elaboración de los néctares en general, es la de permitir el empleo de frutas que no son adecuadas para otros fines ya sea por su forma y/o tamaño. -
Para elaborar el néctar de guayaba necesitaremos 1 kg de guayaba.
Insumos Agua A parte de sus características propias, el agua empleada en la elaboración de néctares deberá reunir las siguientes características: -
Calidad potable Libre de sustancias extrañas e impurezas Bajo contenido de sales
Para este fin se puede recurrir al uso de equipos que aseguren una óptima calidad del agua como son los filtros y otros purificadores. La cantidad de agua que se debe incorporar al néctar se calcula según el peso de la pulpa o jugo y de las características de la fruta. Azúcar Los néctares en general contienen dos tipos de azúcar, el azúcar natural que aporta la fruta y el azúcar que se incorpora adicionalmente. el azúcar lo contiene al néctar el dulzor característico. La azúcar blanca es más recomendable porque tiene pocas impurezas, no tiene coloraciones oscuras y contribuye a mantener en el néctar el color, sabor y aroma natural de la fruta. La concentración o contenido de azúcar en un néctar se mide a través de un refractómetro, que mide el porcentaje de solidos solubles expresados en grados °Brix. Según la Norma Técnica Peruana, los néctares deben tener un contenido de azúcar que puede variar entre 13 a 18 grados Brix. Ácido cítrico Se emplea para regular la acidez del néctar y de esta manera hacerlo menos susceptible al ataque de microorganismos, ya que en medios ácidos estos no podrán desarrollarse.
Toda la fruta tiene su propia acidez, pero una vez que se incorpora el agua esta se debe corregir. Para saber si el jugo o la pulpa diluida posee la acidez apropiada, se debe medir su grado de acidez mediante el uso del potenciómetro o pH-metro; también se puede utilizar papel indicador de acidez, con su respectiva tabla de colores. Como referencia al grado de acidez, se puede mencionar que el pH de los néctares fluctúa en general entre 3.5 – 3.8. Conservante Los conservantes son sustancias que se añaden a los alimentos para inhibir el desarrollo de microorganismos, principalmente hongos y levaduras. Evitando de esta manera su deterioro y prolongando su tiempo de vida útil. Los conservantes químicos más usados son: el sorbato de potasio y benzoato de sodio, ambos son específicos para productos de pH ácido y se utilizan al 0,04% solos o en mezcla. El sorbato de potasio es efectivo hasta un valor de pH 6,5 y el benzoato de sodio abarca un rango de pH entre 3 y 4 El uso excesivo de los conservantes químicos puede ser perjudicial para la salud del consumidor por lo que se han establecido normas técnicas en las cuales se regulan las dosis máximas permitidas de uso. Estabilizador Es un insumo que se emplea para evitar la sedimentación en el néctar, de las partículas que constituyen la pulpa de la fruta. Asimismo, el estabilizando le confiere mayor consistencia al néctar. El estabilizador más empleado para la elaboración de néctares es de Carboxi Metil Celulosa (CMC) debido a que no camia las características propias del néctar, soporta temperaturas de pasteurización y actúa muy bien en medios ácidos. Equipos y Materiales Equipos -
Pulpeadora o licuadora Cocina Balanza Refractómetro pH- metro o cinta indicadora de acidez Termómetro
Materiales -
Ollas Tinas de plástico Jarras Coladores Tabla de picar Cuchillos Cucharas
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Tamiz Mesa de trabajo Botellas de vidrio Tapas Espumadera
Proceso de elaboración del néctar de Guayaba Etapas del proceso Recepción de la materia prima La recepción de materias primas es la primera etapa en la elaboración de los alimentos y en este paso, es fundamental observar ciertas características de color, olor, textura, etc. Recepción la guayaba que llega del mercado para ser procesada. Pesado Importante para determinar rendimiento que se puede obtener de la fruta Selección-clasificación Para eliminar las guayabas magulladas y que presenten signos de deterioro, se hace la selección; la clasificación se hace para agrupar la fruta según su estado de madurez. Para efectos del presente proceso no es de interés el tamaño de la guayaba. Lavado-desinfectado El lavado se realiza con la finalidad de eliminar cualquier partícula extraña que pueda estar adherida a la Guayaba. Se puede realizar por inmersión, agitación o por aspersión o rociada. Una vez lavada la fruta se recomienda un desinfectado, para lo cual se sumerge la fruta en hipoclorito de sodio con una concentración de 0.05-0.2% de CLR por un tiempo no menor a 5 min., o cualquier otro desinfectante existente en el mercado. Blanqueado Se entiende por blanqueado a la etapa en la cual las enzimas causantes del oscurecimiento de la fruta son en gran parte desactivadas por acción de calor. Su la actividad enzimática persiste puede producirse el pardeamiento enzimático, pudiéndose producir alteraciones del aroma o del valor nutritivo de las proteínas o de las vitaminas (braverman,1963) Las enzimas son compuestos de naturaleza proteica y al igual que el resto de las proteínas, puede en gran parte desnaturalizarse fácilmente por medio del calor, las enzimas por lo tanto son muy termolábiles y si se les calienta a temperaturas de 80 – 90°C durante un tiempo de 5 minutos la actividad de la mayoría de ellos queda desactivado (braveman,1958). La operación de blanqueamiento se realizó en una olla de acero inoxidable.
El blanqueado o escaldado se realiza sumergiendo la fruta en agua que se encuentra a una temperatura entre 95 – 100 °C. por un tiempo de 5 minutos aproximadamente. Esta operación se realiza para ablandar la guayaba y facilitar su pulpeado. Se realiza en agua a ebullición o con vapor directo. También sirve para inactivar enzimas, sobre todo las causantes del pardeamiento. Pulpeado Consiste en obtener la pulpa o jugo, libre de cáscara, semillas y fibra. Una vez ya escaldado se lleva a la licuadora para formar una masa cremosa semi sólida. Luego de ello da al lugar del tamizado. Refinado Esta operación consiste en reducir el tamaño de las partículas de la pulpa, otorgándole una apariencia más homogénea. Ya que el pulpeado lo realizamos en una licuadora, es necesario el uso del tamiz para refinar la pulpa. Estandarización En esta operación se realiza la mezcla de todos los ingredientes que constituyen el néctar. La estandarización involucra los siguientes pasos: -
Dilución de la pulpa
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Regulación del dulzor
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Regulación de la acidez
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Adición del estabilizante
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Adición del conservante
Grafico N° Flujo de procesamiento del néctar de guayaba M.P. - GUAYABA
SELECCION
LAVADO
PRE- COCCION
Agua a 100°C x 5 min
PULPEADO
REFINADO Agua Azúcar Ácido cítrico CMC Sorbato de potasio
ESTANDARIZACION
HOMOGENIZACION
Temperatura de ebullición x 3 min
PASTEURIZACION
ENVASADO
ENFRIADO
ETIQUETADO
ALMACENADO
NECTAR DE GUAYABA
Dilución Pulpa – Agua = 1:3 Azúcar °Brix =12.5 - 13 PH = 3.5 0.07% Estabilizante 0.05% Conservante
RESULTADOS Formulación del Néctar de Guayaba Los cálculos que se realizan para la formulación del néctar deben hacerse en función al peso de cada uno de los ingredientes. En tal sentido el cálculo de pulpa de fruta y agua se deben expresar en kilogramos o sus equivalencias. Dilución de la Pulpa Para calcular el agua a emplear utilizamos relaciones o proporciones. El el néctar de guayaba utilizaremos la proporción de 1:3. Donde 1 significa una parte de pulpa o jugo puro de guayaba y 3 significa partes de agua, es decir estamos utilizando la relación de uno a tres. (la cantidad de agua varía de acuerdo con la fruta) Nosotros obtuvimos 675gr de pulpa de guayaba, la cual debe ser diluida con agua, de acuerdo con las proporciones la pulpa de guayaba se deberá diluir con 2025 gr de agua. Regulación del azúcar Todas las frutas tienen su azúcar natural, sin embargo, al realizar la dilución con el agua esta tiende a bajar. Por esta razón es necesario agregar azúcar hasta un rango que puede variar entre los 13 a 18 °Brix. Los grados Brix representan el porcentaje de solidos solubles presentes en una solución. Para calcular el azúcar que se debe incorporar al néctar realizamos el siguiente procedimiento: -
Medimos el Brix inicial que tiene la dilución pulpa: agua, utilizamos el refractómetro. Enseguida tomamos en cuenta el brix que debe llegar el producto final. Luego aplicamos la fórmula matemática mediante la cual determinamos la cantidad exacta de azúcar a añadir.
Nosotros obtuvimos 2700 gr de pulpa diluida de guayaba con un valor de 2 °Brix. Se recomienda que el néctar de guayaba tenga un brix final igual a 13 entonces: Como durante la pasteurización se va a evaporar agua y por lo tanto habrá mayor concentración de azúcar, se disminuye 1 brix al valor final que se desea obtener. en este caso 13 – 1 = 12 °Brix.
La cantidad de azúcar a agregar se obtiene mediante la siguiente formula:
C antidad de Azucar ( kg )=
( cantidad de pulpadiluida ) x (° Brix final−° Brix Inicial) 100−° Brix final .
C antidad de Azucar ( kg )=
( 2.7 ) x (12°−2° ) 100−12° .
Cantidad de azúcar (kg) = 0.30681 kg
X
1 kg 1000 gr
Cantidad de azúcar (gr) = 306.82 gr.
Regulación de la Acidez El ácido cítrico al igual que el azúcar es un componente de las frutas, sin embargo, esta también disminuye al realizarse la dilución. En tal sentido es necesario que el producto tenga un PH adecuado que contribuya a la duración del producto. Para calcular la cantidad de ácido cítrico adicionar se procede de la siguiente manera. -
-
Tomamos una muestra de 100 ml néctar de guayaba que estamos preparando. Empleamos un pH-metro para calcular la acidez inicial de la muestra. El siguiente paso es agregar el ácido cítrico previamente pesado hasta que el nivel de acidez se estabilice en un pH de 3.5, que es el adecuado para néctar de guayaba. Se anota cuando el ácido cítrico se ha aplicado a la muestra y por una regla de tres simples calculamos para la solución total. Para 500 ml de néctar de guayaba se ha agregado 0.1 gr de ácido cítrico para obtener un Ph =3.5 entonces: 0.5 Litros 0.1 gr de ácido cítrico 2.7 litros x gr de ácido cítrico x=
2.7 litros x 0.1 gr =0.54 gr de acido citrico. 0.5 litros
Adición del estabilizante (C.M.C) En el siguiente cuadro se indica la cantidad de estabilizante que se requiere para los néctares de algunas frutas: Frutas
% de estabilizante C.M.C.
Frutas pulposas
0.07 %
Frutas menos pulposas
0.10 – 0.15 %
La guayaba se considera una fruta pulposa, por tanto, aplicaremos el 0.07 % de estabilizante CMC es decir por cada kilo de disolución de néctar se aplicará 0.7 gr de estabilizante CMC. Entonces para 2.7 kilos de néctar de guayaba se añadirán 1.89 gr de CMC. Para facilitar la disolución del cmc en el néctar, se debe mezclar previamente con el azúcar, y agregar al néctar momentos antes que llegue al punto de ebullición, para así evitar la formación de grumos. Adición del conservante La cantidad de agente conservante a adicionar no debe ser mayor al 0.05 % del peso del néctar. Entonces para 2.7 kilos de néctar se aplicará
cant . de conservante=
0.05 x 2.7 kilos 1.35 gr C6H7KO2 100
Al igual que el estabilizador, el conservante se agrega previamente mezclando con el azúcar para facilitar su disolución.
Homogenización
Esta operación tiene por finalidad uniformizar la mezcla. En este caso consiste en remover la mezcla hasta lograr la completa disolución de todos los ingredientes. Pasteurización Esta operación se realiza con la finalidad de reducir la carga microbiana y asegurar la inocuidad del producto. Calentar el néctar hasta su punto de ebullición, manteniéndolo a esta temperatura por un espacio de a 3 minutos. Luego de esta operación se retira del fuego, se separa la espuma que se forma en la superficie y se procede inmediatamente al envasado. Envasado El envasado se debe de realizar en caliente, a una temperatura no menor a 85 °C. el llenado del néctar es hasta el tope del contenido de la botella, evitando la formación de espuma. Inmediatamente se coloca la tapa, la cual se realiza de forma manual en el caso que se emplee las tapas denominadas “taparrosca” Enfriado El producto envasado debe ser enfriado rápidamente para conservar su calidad y asegurar la formación del vacío dentro de la botella. Al enfriarse el producto, ocurrirá la contracción del néctar dentro de la botella, lo que viene a ser la formación de vacío, esto último representa el factor más importante para la conservación del producto. El enfriado se realiza con chorros de agua fría, que a la vez nos va a permitir realizar la limpieza exterior de las botellas de algunos residuos de néctar que se fueran impregnado. Etiquetado El etiquetado constituye la etapa final del proceso de la elaboración del néctar de guayaba. En la etiqueta se debe incluir toda la información sobre el producto. Almacenado El producto debe ser almacenado en un lugar fresco, limpio y seco con suficiente ventilación para garantizar la conservación del producto hasta el momento de su venta.
DEFECTOS MÁS COMUNES EN LA ELABORACIÓN DEL NÉCTAR
Defectos Fermentación
Causas Frutas en mal estado pH inadecuado
Solución Controlar la recepción de la fruta Control de pH – 3.5 – 4.0
Deficiente pasteurizado
Control de temperatura de pasteurización y envasado Mal envasado Control del cerrado de envases con cierre hermético Falta de medidas de higiene y Control de limpieza y sanidad. desinfección de instalaciones y equipos. Separación de Deficiente pulpeado y/o Controlar el tamaño del tamiz fases refinado Excesiva cantidad de agua Incorporar el agua en la proporción correcta Falta de poca cantidad de Adicionar la cantidad necesaria estabilizante. de estabilizante Inadecuada homogenización Realizar una adecuada homogenización. Cambio de color Falta e inadecuada precocción Precocinar adecuadamente la de la fruta fruta Excesiva cantidad de agua Incorporar agua en la proporción correcta Utilización de azúcar rubia Uso de azúcar blanca Exceso en el tiempo y/o Pasteurizar adecuadamente con temperatura de pasteurización. la temperatura correspondiente
Cambio de sabor
Fermentación del néctar
Evitar la fermentación
Exceso de acido
Regular correctamente el pH.
Falta o exceso de azúcar
Regular los Brix del néctar.
Exceso de agua
Incorporar la cantidad correcta de agua. Control de pasteurización.
Fermentación del néctar Falta consistencia
de Falta de estabilizante Exceso de agua
Adicionar la cantidad adecuada de estabilizante Incorporar agua en la proporción correcta.
