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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

ATOMIZACIÓN DE EXTRACTO ANTOCIÁNICO DE FLORES DE MASTUERZO (Tropaeolum majus L.) PARA SU USO EN SALCHICHAS TIPO FRANKFURT

TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE: INGENIERO EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

PRESENTADO POR LOS BACHILLERES: AGUILAR QUISPE, LUIS ANTHONY CARCAUSTO CAMPOS, KAREM

HUANCAYO-PERÚ 2017

JURADO EXAMINADOR

Dr. Hermes Amadeo Rosales Papa Presidente

Dra. Clara Raquel Espinoza Silva

Dra. Mary Porras Osorio

Jurado

Jurado

M. Sc. Luis Artica Mallqui Jurado

Ing. Wagner Vasquez Orihuela Secretario

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ASESORA Dra. CLARA RAQUEL ESPINOZA SILVA

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DEDICATORIA

A Dios por guiar cada uno de mis pasos, a mis padres Jorge y Lidia por su amor y apoyo incondicional, siempre guiándome por el buen camino brindándome un consejo y su confianza, a mis hermanas Milagros y Rocio por lograr siempre una sonrisa en los momentos más difíciles, a mi inseparable compañera Karem por su amor incondicional y demostrarme que todo se puede en esta vida si nos lo proponemos, es así que decidimos emprender este proyecto de investigación que con mucho sacrificio se ha culminado, quiero finalizar agradeciendo a cada uno de mis amigos y maestros de la F.A.I.I.A por estar al pendiente del proyecto. Luis Anthony Aguilar Quispe

A Dios por darme la vida, por guiar cada día mis pasos, por ayudarme a superar dificultades y por permitirme culminar una de mis metas como el presente trabajo; a mis padres Elias y Victoria por siempre brindarme su apoyo incondicional, por darme formación académica, valores y por su amor; a mis abuelitos por siempre ofrecerme sus consejos y experiencias; a mi inseparable compañero, cómplice y más que un amigo con quién un día decidimos tomar juntos un reto de culminar con este proyecto, gracias amor por todo y más por tu paciencia; a toda mi familia y amigos quienes calaron un pedacito de mi corazón con su amistad. Karem Carcausto Campos

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AGRADECIMIENTOS A Dios por darnos vida y por presentarnos la gran oportunidad para haberse realizado el presente trabajo, habiéndonos ofrecido tanto apoyo por medio de muchas personas, por habernos permitido nunca rendirnos ante las dificultades presentadas y por darnos sabiduría, inteligencia y fortaleza. A nuestros queridos padres que siempre estuvieron a nuestro lado en todo momento dándonos fuerzas, ánimos y alentándonos, quienes nos dieron la oportunidad de tener una educación en el trascurso de nuestras vidas, sobre todo por ser ejemplos de vida. A nuestros hermanos por ser parte de nuestras vidas y por representar la unidad familiar, con quienes hemos compartido desde nuestra niñez. A la Dra. Clara Raquel Espinoza Silva, por el asesoramiento, orientación, apoyo y por brindarnos su amistad para el logro de este trabajo de investigación. Gracias Ingeniera Clarita por creer en nosotros, y por brindarnos todas las facilidades que nos fueron otorgadas en el laboratorio de la estación experimental El Mantaro (Jauja-Junín), por darnos la oportunidad de crecer profesionalmente y aprender cosas nuevas. A la Ing. Yesenia María Ugarte Melendez por facilitarnos el laboratorio de Control de calidad y por su amistad en los momentos complicados y de dificultades. A los jurados por su tiempo y dedicación empleados al revisar el presente trabajo de investigación. A todos nuestros docentes, por brindarnos sus conocimientos y experiencia profesional. A nuestros amigos por confiar, creer en nosotros y por brindarnos su amistad en la etapa universitaria, un trayecto hermoso que nunca olvidaremos. A todas las personas que de alguna manera u otra colaboraron con la culminación de nuestra tesis. A nuestra Alma Mater “Universidad Nacional del Centro del Perú”, a la cual llevaremos siempre en nuestros corazones.

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RESUMEN La atomización de un extracto antociánico concentrado a partir de los pétalos anaranjados de flores de mastuerzo (Tropaeolum majus L.) para su uso como sustitución de nitrito de sodio en salchichas tipo Frankfurt, se realizó determinando el contenido de antocianina monomérica (mg de pelargonidina-3-glucosido/100 g de muestra), en los pétalos anaranjados de mastuerzo (Tropaeolum majus L.) en estado fresco con 94,82 mg/100 g y seco con 771,22 mg/100 g, en extracto concentrado con 186,94 mg/100 mL, en extracto atomizado de 464,16 a 1100,43 mg/100 g mostrando diferencia significativa (p flavonoles >> ácidos fenólicos (Oenofrance, 2012). Este polímero de PVPP inerte es eficaz en lo que concierne a fenoles taninos, catequinas y a los leucoantocianos, responsables del fenómeno de oscurecimiento debido a la polifenoloxidasa (EVER INTEC, 2012). Es aconsejable su utilización antes de la última filtración de la muestra. El rendimiento de adsorción es 27

mejor a temperatura inferior a 15 ºC. Es preferible esperar a la sedimentación de los flóculos antes de proceder a la filtración (aproximadamente 1 o 2 horas mínimamente). La dosis de empleo para productos como vinos es de 20 a 80 g/hL, siendo el límite máximo 80 g/hL según la Unión Europea, previa hidratación (Oenofrance, 2012). 2.5.4. Concentración al vacío La concentración reduce el volumen hasta 6 veces lo inicial, así mismo puede tener el efecto de estabilización, dado que cuando la concentración de antocianinas alcanza valores altos, se presentan fenómenos de autoasociación entre dos cationes flavilio, dos formas hemicetal, dos bases quinoidales, e inclusive, entre una base quinoidal y un catión flavilio, protegiendo la molécula de antocianina (Garzón, 2008 en Zapata et al., 2014). Además es el proceso en el cual se separa por ebullición una parte del líquido contenido en una disolución o suspensión, cuyos fines son: operación intermedia antes de un proceso como de secado por atomización, secado en tambor, etc.; disminuir el volumen para reducir los costos del almacenamiento y transporte entre otros (Brennan et al., 1970 citado en Medina, 2012). El rotavapor incluye un sistema de rotación (revoluciones), baño termoregulado, brazo mecánico (subir o bajar el matraz de la muestra), recipiente donde se encuentra un líquido; además consta de un condensador en espiral y un controlador de temperatura. Este equipo se emplea para concentrar, secar y reciclar (QuimiNet, 2011).

Figura 18. Esquema de las partes principales en el sistema del rotavapor. Fuente: BÜCHI, s.f.

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En una concentración de alimentos se logra una reducción de la actividad de agua (Aw) a valores entre 0,6 y 0,8 (humedad intermedia), con estos valores el desarrollo de microorganismos y la velocidad de las reacciones químicas, bioquímicas y enzimáticas se reducen, pero no se inhiben. Por lo tanto los productos concentrados requieren técnicas coadyuvantes de conservación como refrigeración, congelación, otros (Cabrejas, 2009). En el caso de pigmentos naturales, durante la evaporación, se deben mantener baja la temperatura de ebullición, estas se logran reduciendo la presión de trabajo del evaporador (Medina, 2012). Tabla 10. Lista de disolventes y sus parámetros.

Disolvente

Formula

Punto de ebullición a 1013 mbar (1 atm)

Acetona

CH3H6O

56

0,790

556

Etanol

C2H6O

79

0,789

175

Metanol

CH4O

65

0,791

337

H2O

100

1,000

72

Agua

Densidad en g/cm3

Vacío en mbar para punto de ebullición a 40 °C

Fuente: BÜCHI , s.f.

Según el manual de instrucciones rotavapor R-220 del fabricante BÜCHI (s.f.): a. Superficie de evaporación El disolvente se calienta por medio de un baño calefactor. La rotación se ajusta produciendo una mezcla homogénea de la muestra previniendo así el sobrecalentamiento localizado en el matraz, la rotación garantiza un secado suave y en profundidad. b. Superficie de refrigeración El vapor del disolvente entra rápidamente en el condensador. Ahí, la energía del vapor de disolvente se transfiere al refrigerante (agua, en la mayoría de los casos) de forma que se condense el disolvente. c. Matraz receptor El matraz receptor recoge el disolvente condensado.

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2.6. Microencapsulación La microencapsulación es un proceso de empaque de compuestos sólidos, líquidos o gaseosos en capsulas selladas, donde al evaporarse el agua los sólidos remanentes forman una cápsula rodeando a la sustancia de interés por atracción másica, que pueden liberar su contenido a velocidades controladas bajo condiciones específicas (Parzanese, 2013). 2.6.1. Agente encapsulante Llamado recubrimiento, encapsulante o pared, cuyas propiedades que le otorga al centro o núcleo activo (material encapsulado) es de barrera y mecanismos de liberación específicos. Su empleo en la industria de alimentos es debido a la protección frente a factores como el calor, la humedad, el oxígeno, etc., otorgándoles mayor estabilidad y durabilidad. Las microcápsulas ayudan a que compuestos, como vitaminas, minerales, saborizantes, pigmentos, compuestos bioactivos en general, etc. usados en la formulación de un producto resistan las condiciones de procesamiento, almacenamiento, transporte, comercialización, etc.( Ribeiro y Stringheta, 2006; Parzanese, 2013). El tamaño de las unidades varía entre 0,5 y 200 micrones, en general menor a 1 mm (Kurdelas, 2010). Generalmente los materiales de pared usados para microencapsulación en secado por spray son goma arábiga, maltodextrina, almidón y carbometilcelulosa (Parzanese, 2013). Tabla 11. Características de algunos materiales encapsulantes usados en la microencapsulación de aditivos alimenticios. Material de recubrimiento

Características de interés

Maltodextrina (DE < 20)

Formador de película

Sólidos de jarabe de maíz

Formación de película

Almidón modificado

Muy buen emulsionante

Goma arábiga

Emulsionante, formador de película

Celulosa modificada

Formador de película

Gelatina

Emulsionante, formador de película

Ciclodextrina

Emulsionante, encapsulante

Grasa hidrogenada barrera

Barrera al oxígeno y humedad

Fuente: Madene et al., 2006 en Parzanese, 2013.

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2.6.2. Maltodextrina La maltodextrina es un agente encapsulante clasificado dentro del grupo de los carbohidratos. Éstas se forman por la hidrólisis parcial del almidón de maíz por medio de enzimas o ácidos (Guevara-Bretón, JiménezMunguía, 2008). La estructura de la maltodextrina está conformada por unidades de β- Dglucosa unida por enlaces glucosídicos (1-4), formado por 5 a 10 unidades de glucosa. Comercialmente se clasifica por el contenido de equivalente de dextrosa (DE) (Ceballos 2008). Los azúcares reductores directos, expresados estos en término de equivalentes de dextrosa DE