I. I.1.
EL PROBLEMA
Planteamiento del problema El consumo peruano de bebidas proteicas, en la actualidad se limita principalmente a los derivados lácteos. A pesar de que existen diversas fuentes proteicas de las que se pueden obtener bebidas, todavía no se han industrializado intensivamente a excepción de la soya. Sin embargo, este último ha tenido el inconveniente de ser un alimento transgénico y que contiene algunos antinutrientes. A consecuencia de ello se ha elaborado una bebida proteica a base de tarwi, pero de manera artesanal y semi industrial, pero no a gran escala. Es por ello que es necesario elaborar una bebida proteica a base de este alimento que tenga la misma o mayor aceptación que la leche y que sea factible elaborar a nivel industrial.
I.2.
Justificación del problema El diseño de un producto nutritivo, económico, de alta aceptación en el mercado y que reemplace parcialmente a la leche, es necesario, ya que la leche procesada en los últimos años ha incrementado sustancialmente su precio, limitando el consumo de las personas de escasos recursos económicos. Así el diseño de este producto puede generar una nueva cadena productiva, intensificar la producción agrícola del tarwi y desarrollar la industria de sus derivados.
II. II.1.
REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Antecedentes II.1.1. Leche de Tarwi La leche de tarwi es el extracto acuoso del grano, con la adición de proteínas hidrolizada y homogel como estabilizante, es semejante en apariencia y composición química a la leche de vaca.
Presenta un nivel similar de proteína y
menos calorías que el producto de origen animal, no contiene colesterol, lactosa. Aporta con 3.5% de proteínas, 1.6% de grasa y 12.54% de solidos totales, valores enmarcados en la normativa vigente para la leche de vaca. (VILLACRES, et al. 2006)
II.1.2. Yogurt de tarwi El yogur elaborado a partir de leche de tarwi, es un producto nutritivo y su procesamiento es similar al que se sigue con la leche de vaca, la cual implica la pasteurización seguido de la inoculación, fermentación para enfriarlo y homogenizarlo, en esta última etapa se realiza la incorporación de una mermelada natural de frutas y chocho picado para mejorar el sabor, la consistencia y la aceptabilidad del producto. (VILLACRES, et al. 2006). II.1.3. Carne vegetal de tarwi
Es una pasta blanca de sabor fresco y agradable. Se obtiene a partir de la fermentación solida del tarwi, con esperas de moho perteneciente al género Rhizopus y a la especie Oligosporus. (VILLACRES, et al. 2006) II.1.4. Ají con tarwi El ají (Capsicum frutescens L.) con tarwi es un condimento que puede utilizarse intencionalmente en las dietas para mejorar el sabor de las comidas y estimular el apetito, sin necesidad de añadir grasas. (VILLACRES, et al. 2006). II.2.
Materia prima II.2.1. Composición química proximal
El tarwi Lupinus albus es importantes por su alto contenido de proteína y aceites, también es rico en acido linoleicos, linolenico, oleicas nutrientes que lo colocan en un plano comparable al de la soya. El grano amargo debido a la presencia de alcaloides contiene en promedio 42% de proteína en base seca sin embargo en el proceso de desamargado permite concentrar aún más el contenido de este nutriente registrando valores de hasta 51% en base seca. (SANCHEZ. et al, 2004)
II.2.2. Alternativas de uso Una vez obtenida la leche de tarwi, se pueden seguir procesando derivados de este lácteo vegetal, como el yogurt, quesos, dulces, cremas, carnes. Otro compuesto que presenta son los alcaloides (Esparteína, Lupanina, etc.) que se emplean para controlar ectoparásitos y parásitos intestinales de los animales mediante cremas. También constituye una fuente importante de minerales que puede ser utilizar cuando se puede elaborar un bebida isotónica o rehidratante, igualmente el contenido de fibra de la semilla se puede utilizar para la elaboración de galletas y otros
II.3.
Producto II.3.1. Introducción
La bebida proteica a base de tarwi saborizada con polvo de cacao es un producto obtenido de la molienda de los granos desamargado del tarwi. Al producto obtenido se le saboriza con cocoa, canela y clavo; se le edulcora con sacarosa, homogenizado con lecitina de soya. Este producto es esterilizado previamente a su envasado en botellas PEAD. II.3.2. Clasificación
La bebida proteica a base de tarwi saborizada con polvo de cacao tiene tres variedades: -
Clásica
-
Fortificada con maca
-
Fortificada con kiwicha
II.3.3. Proceso de Elaboración II.4.
Reologia II.4.1. Conceptos Básicos II.4.1.1. Reología:
Parte de la mecánica que estudia la elasticidad, plasticidad y viscosidad de la materia. (RAMÍREZ, 2006)
II.4.1.2.
Fuerza: Una fuerza se define en términos de su capacidad de producir una
aceleración, pero también es un agente capaz de reformar un cuerpo. La fuerza es un criterio reológico útil. (RAMÍREZ, 2006)
II.4.1.3.
Fluido:
Un fluido se define como una sustancia que se deforma continuamente bajo la acción de un esfuerzo de corte (cizalla). (RAMÍREZ, 2006)
II.4.1.4.
Flujo y velocidad de deformación:
La deformación de los líquidos se llama flujo, sin embargo, la velocidad de deformación de un líquido se expresa mejor en términos de velocidad de deslizamiento paralelo, denominándose a la tensión correspondiente “tensión de cizalladura”. (RAMÍREZ, 2006).
II.4.2. Propiedades Reológicas II.4.2.1. Viscosidad: La resistencia que el líquido ofrece al flujo se denomina viscosidad. Los líquidos tienen coeficientes de viscosidad invariablemente más altos que los gases. La viscosidad de los gases aumenta con la temperatura y es independiente de la presión, en cambio la viscosidad de los líquidos disminuye a medida que aumenta la temperatura y decrece la presión. (RAMÍREZ, 2006).
II.4.3. Caracterización del fluido en función a su viscosidad 1.4.3.1. Fluidos newtonianos: Los fluidos que obedecen la ley de viscosidad de Newton se llaman fluidos newtonianos. En los fluidos newtonianos existe una relación lineal entre el esfuerzo cortante ϮYz de velocidad dVZ/dy (velocidad cortante). Esto significa que la viscosidad u es constante e independiente de la velocidad cortante. (RAMÍREZ, 2006)
1.4.3.2. Fluidos no newtonianos:
En fluidos no newtonianos, la relación entre ϮYz y dVZ/dy no es lineal, es decir, la viscosidad u no permanece constante, sino que está en función de la velocidad cortante. (RAMÍREZ, 2006)
III. MATERIALES Y MÉTODOS III.1. Lugar de ejecución Laboratorio de análisis sensorial de la Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias de la UNAS. III.2.
III.3.
III.4. IV.1. IV.2.
Insumos
Materiales Marmita Pulpeadora Molino de rodillos Tamices Pasteurizadora Balanza Termómetro Envases
Tarwi fresco Agua tratada Azúcar rubio Polvo de cacao Lecitina de soya
Métodos IV. OBJETIVOS Caracterizar sensorialmente el producto Caracterizar reológicamente el producto V. HIPOTESIS Si utilizamos tarwi desamargado, molido, pelado, diluido en tres concentraciones (50%, 55%, 60% p/p) y le agregamos polvo de cacao en tres
concentraciones (5%, 7.5% y 10% p/p del diluido), se obtiene una bebida proteica tipo chocolatada de agradable y aceptable sabor. VI.1.
VI. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL SELECCIÓN Y CLASIFICACIÓN La selección consiste en que los granos de tarwi deben de ingresar al proceso sano y en buenas condiciones. VI.2. Hidratación La hidratación de las semillas de tarwi se inicia 3 a 4 horas después del remojo y se tiene la máxima absorción de agua a las 24 horas incrementándose en 240% el peso inicial de la semilla. En este proceso es donde se elimina el 26% de alcaloides. VI.3. Precocción La precocción consiste en sumergir el chocho en agua caliente a 40 °C durante 60 minutos. En este proceso se elimina el 50% de alcaloides. VI.4. Lavado (chocho desamargado) El lavado consiste en lavar el chocho unas tres veces con agua a una temperatura de 40 °C para eliminar el 24% de los alcaloides. VI.5. Descascarado En este proceso se pelan o descascaran los granos, para someterlos a un proceso de escaldado. VI.6. 1er escaldado En el primer escaldado consiste en sumergir el chocho en agua caliente (100 °C) durante 1.5 min para inactivar la enzima lipoxigenasa. VI.7. Enjuagado Enjuagar con abundante agua tibia unas tres veces. VI.8. 2do escaldado En segundo escaldado consiste en sumergir el chocho en agua caliente (100 °C) durante 1 min para eliminar el sabor a frejol. VI.9. Enjuagado Enjuagar con abundante agua tibia unas tres veces. VI.10. Molienda En este proceso los granos serán sometidos a trituración – molienda para la liberación de proteínas en la malla celular fibrosa de los granos de chocho, junto a algunos carbohidratos, proteínas, aceites, minerales y vitaminas. En este proceso se adiciona agua caliente un 60% y el chocho 40% para que se produce la infusión emulsión que apropiadamente puede recibir el nombre de leche. VI.11. Filtrado
En este proceso se clarifica el líquido y se obtiene la parte residual o pasta solida de fibras que se podría utilizar en la fabricación de algún alimento balanceado. VI.12. Pasteurización En este proceso se elimina los posibles microorganismos que puedan existir en la leche, por lo tanto, se lleva a una temperatura de 85 °C durante 15 min. VI.13. Envasado El envasado tiene que ser a 15 °C y llevar a refrigeración VI.14. Almacenado El almacenamiento tiene que ser entre 0°C – 4°C.
FLUJOGRAMA DE PROCESO DE OBTENCION DE LECHE DE CHOCHO
Materia prima (chocho) SELECCIÓN Y CLASIFICACION
HIDRATACION PRECOCCION LAVADO (chocho desamargado) DESCASCARADO ESCALDADO ENJUAGADO ESCALDADO ENJUAGADO MOLIENDA FILTRADO
SABORIZADO
PASTEURIZACION
ENVASADO ALMACENADO
VII. DISEÑO EXPERIMENTAL VII.1. Diseño para la leche de chocho saborizado con polvo de cacao
T
A1
B1
A2
B2
B3
B1
B2
A3
B3
B1
analisis reologico de la leche de chocho saborizado con polvo de cacao a diferentes concentraciones
T: Tarwi (chocho). A1: 50% de chocho, 50% de agua. A2: 55% de chocho, 45% de agua. A3: 60% de chocho, 40% de agua. B1: 5% de polvo de cacao, 95% de leche de chocho. B2: 7.5% de polvo de cacao, 92.5% de leche de chocho.
B2
B3
B3: 10% de polvo de cacao, 90% leche de chocho. VII.2. Análisis sensorial El propósito de este análisis es el de determinar el grado de aceptación de la bebida a base de leche de tarwi saborizado con polvo de cacao. Se tuvo en cuenta el color, sabor, aroma y textura, como aspectos a evaluar para determinar el grado de aceptación. Del método de análisis afectivo, se usó una prueba de nivel de agrado, con una escala hedónica, la cual se maneja de la siguiente manera: •
Gusta mucho.
•
Gusta poco.
•
Me es indiferente.
•
Disgusta poco.
•
Disgusta mucho. VIII.
ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Se utilizará un DCA con factorial de 3 x 3, donde el primer factor es la concentración de tarwi y la segunda es concentración de polvo de cacao, con tres repeticiones. A cada uno de los tratamientos se realizará un análisis sensorial. Con los datos se realizará un análisis de varianza utilizando el Statgraphics Centurión XV, además de la prueba de Tukey al 95% de confianza. Adicionalmente para determinar las concentraciones optimas de tarwi y polvo de cacao se realizará un diagrama de superficies utilizando el mismo programa ya mencionado. Al tratamiento con mayor aceptación se realizará un análisis reológico para determinar sus propiedades reológicas. VIII.1. Modelo estadístico
Con los datos obtenidos en las pruebas anteriores se realiza el diseño completo al azar (DCA), cuyo modelo estadístico se presenta a continuación. Yij = u + Ti + Eij Donde: i: 1, 2,3,…….t tratamiento. J: 1, 2,3,……r repetidas. Yij: observaciones que corresponde a la j – ésima repetición en el que se aplica el i – ésima tratamiento. U: media general Ti: efecto de la i – ésima tratamiento. Eij: efecto aleatorio.
IX. IX.1.
Cronograma
ASPECTO ADMINISTRATIVO
Dia 1
ividad Comprar el chocho Comprar el polvo de cacao
Solicitar el laboratorio, materiales y equipos donde se ejecutara las d1 pruebas del trabajo de lizar las s y solicitar investigación de la leche de chocho saborizado con spectivos polvo de cacao. es, equipos atorio para Comprar el azúcar ración de la Comprar la lecitina de de chocho Soya izado con de cacao. Comprar un estabilizante
ivdad 3 cutar el ecto de la de chocho izado con e cacao con spectivos y métodos estableció
Desarmargar el chocho Pesar los materiales Limpiar el espacio de trabajo
Elaborar la bebida de la leche de chocho saborizado con polvo de cacao
Análisis Proximal Análisis Sensorial Presentación del producto
Dia 2
Dia 3
Dia 4
Dia 5
X X
X
Dia 6
Dia 7
Dia 8
Dia 9
Dia 10
X
X
X
X
Dia 11
Dia 12
Dia 13
Dia 14
X
X
X
X
X X
X
X
X X X
X
X
IX.2.
Presupuesto El presupuesto se elaboró para los 9 tratamientos
1 Ingredientes Chocho Polvo de cacao azúcar Lecitina de Soya Agua Vainilla Botella
Unidades g
Cantidad 400
Costo S/. 4.00
g g
40 200
S/ 1.00 S/. 0.50
5 500 1 1
S/ 0.20 S/ 1.00 S/0.10 S/. 0.90
g ml Cdas Unidad Sub total
9 Ingredientes Chocho Polvo de cacao azúcar Lecitina de Soya Agua Vainilla Botella
TRATAMIENTO
TRATAMIENTO
Unidades g
Cantidad 3600
Costo S/. 36
g g
360 1800
S/ 9.00 S/. 4.50
45 4500 9 9
S/ 1.8 S/ 9.00 S/0.90 S/. 8.1 S/. 69.30
g ml Cdas Unidad Sub total
Otros gastos Pasaje Tela tocuyo Sub total
S/. 4.00 S/. 5.00 S/. 9.00
Bebida de leche de chochos saborizado con
S/. 69.30
cacao Otros gastos total
S/. 9.00 S/. 78.30
El presupuesto que se necesitara para poder ejecutar este proyecto de investigación es de s/. 78.30 para poder realizar los 9 tratamientos que será ejecutado en los 15 días establecidos del cronograma de actividades.
X. BIBLIOGRAFIA VILLACRES Elena; RUBIO Armando; EGAS Luis; SEGOVIA Gabriela. (Junio – 2006). Usos alternativos del chocho, Instituto Nacional Autónoma de
Investigaciones Agropecuarias. Quito – Ecuador. SANCHEZ, R; MADRID, J. (2004). Enciclopedia de la nutrición. Bogotá -
Colombia RAMÍREZ, Juan. (2006). Introducción a la Reologia de alimentos, Universidad de Valle. Cali – Colombia
