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• EDI SAMUEL QUISPE FIGUEROA

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AGROINDUSTRIA Y ALIMENTOS I

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA

ASIGNATURA: LABORATORIO DE AGROINDUSTRIA Y ALIMENTOS 1 PROCESO DE ELABORACION DE NECTAR DE FRUTAS ING: KARINA LIZETTE MORAN MEDINA PERTENECE: QUISPE FIGUEROA EDI SAMUEL

TURNO: D AREQUIPA – PERU 2020

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AGROINDUSTRIA Y ALIMENTOS I PRACTICA N°10

PROCESO DE ELABORACION DE NECTAR DE FRUTAS 1. OBJETIVOS • • • •

Conocer las etapas del proceso de elaboración de néctar de frutas. Evaluar la influencia de variables y parámetros en el proceso de elaboración de néctar de frutas, acorde con las especificaciones técnicas en la elaboración de estos productos. Evaluar las características sensoriales y fisicoquímicas del producto. Conocer y evaluar las medidas de seguridad e higiene en el proceso de elaboración de néctares.

2. FUNDAMENTO TEORICO Un néctar es una bebida preparada a partir de pulpa de fruta, natural o concentrada, tamizada con adición de azúcar y agua. Existe una diferencia entre jugo y néctar de frutas. Se espera que el jugo sea el resultado de exprimir la fruta, verduras o hierbas al 100% el cual puede aprovechar la tendencia de salud. Mientras que el néctar es producto formulado, es decir se prepara de acuerdo a una receta o formula preestablecida el cual contiene en diversos grados, el jugo o extracto natural de frutas en función de las preferencias de los fabricantes. Cada empresa puede poseer su propia formulación de un néctar para un fruto determinado. De este modo el néctar es un alimento nutritivo, que conserva la mayor cantidad de vitaminas y minerales otros nutrientes necesarios para el buen funcionamiento de nuestro organismo. En el mercado los néctares de mayor aceptación comercial son los de manzana, durazno, pera, mango, piña. El proceso posee varias etapas. Consiste en la extracción de la pulpa, la formulación de una mezcla de pulpa, agua y azúcar, la aplicación de un tratamiento térmico (pasteurización) y finalmente el envasado. En la formulación se debe tomar en cuenta la relación entre pulpa y agua; el cual se hace variar normalmente en la proporción 1:1; 1:2; 1:3; y 1:4 de pulpa: agua, llevando todas estas mezclas de 14 a 15°Brix. El contenido final de azúcar es desarrollo de la formulación propia de cada empresa, previo análisis organoléptico realizado a un grupo de técnicos o panelistas de la misma empresa.

3. ETAPA EXPERIMENTAL 3.1 Materia Prima e Insumos • • •

Fruta de buena calidad y completamente madura. Agua potable Azúcar

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AGROINDUSTRIA Y ALIMENTOS I • • •

Ácido cítrico (jugo de limón) Ácido ascórbico (pastilla de vitamina C) Conservador químico (sorbato de potasio o benzoato de sodio).

3.2 Materiales y Equipos. • • • • • • • • • • • •

Balanza Colador o lienzo de filtrado Cocinilla o estufa Recipientes de capacidad 2 lt. (según cantidad a preparar). pH-metro Vasos de precipitado 500 ml. Baguetas de vidrio Frascos de vidrio para envasado 2 espátulas o cucharas de madera Termómetro Refractómetro Pulpeadora

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3.3 Diagrama del Proceso Recepción y Selección de la Fruta

Lavado y Desinfección

Selección

Pesado

Pelado

Pulpeado

Refinado

Agua Azúcar Ácido cítrico Estabilizante

Estandarización

Homogenización

Pasteurización

Envasado

Enfriado

Almacenado

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Agua: jugo 1: X °Brix pH

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Recepción y Selección de la fruta: La recepción debe hacerse en recipientes adecuados y limpios. Se seleccionan las frutas en buen estado, pulpa firme y sin signos de podredumbre. No interesa el tamaño ni la forma. Lavado y Desinfección: Se realiza con la finalidad de eliminar la suciedad y/o restos de tierra adheridos en la superficie de la fruta. Puede ser por inmersión de la fruta en tinas, el inconveniente es que se debe cambiar constantemente el agua, para evitar la proliferación de microorganismos por el agua estancada. Por agitación, la fruta es llevada a través de una corriente de agua de forma continua. Aspersión; muy utilizado en plantas de gran capacidad de producción. Se debe tomar en cuenta la presión, el volumen, temperatura del agua, tiempo de exposición, distancia del rociador a la fruta. En ambos casos el agua debe estar clorada con concentraciones de 0.05 a 0.2% de cloro. Selección. Las frutas se seleccionan considerando su calidad, separando aquellas infestadas o chancadas. Pesado. Mediante esta operación podemos determinar el rendimiento en producto. Pelado. El pelado de la fruta puede ser manual, mecánico o químico, esto depende del tipo de cascara que posee la fruta. Pulpeado. Consiste en obtener pulpa o jugo libre de cascara y semillas y fibra. En la industria se utilizan pulpeadoras, para luego refinar con la finalidad de reducir de tamaño. La pulpeadora industrial tiene parámetros regulables como velocidad, diámetro de orificio. Refinado. Consiste en reducir el tamaño de la pulpa, para otorgar una apariencia más homogénea. Si se usa licuadora para despulpar es necesario usar un tamiz para refinar la pulpa. Estandarizado. En esta etapa es importante tener en cuenta la formulación, es decir hacer todos los cálculos para pesar los demás ingredientes en función de la dilución que se desea hacer para obtener el néctar. Consiste en: diluir la pulpa obtenida con agua en función al sabor y calidad del producto a obtener, regular la acidez, regular los sólidos solubles (°Brix), adicionar preservante y estabilizante para que la pulpa no precipite. Los preservantes químicos más comunes son el sorbato de potasio y el benzoato de sodio utilizados hasta 0.03%. En la regulación de los grados Brix se emplea azúcar blanca refinada o edulcorantes como aspartame o sucralosa. El ácido cítrico es el insumo más utilizado para regular la acidez del néctar hasta 3.8 o menos. Como estabilizantes se puede utilizar: CMC (carboxilmetilcelulosa), goma arábiga, goma xantán, goma de tara, entre otras con concentraciones de 0.08%. Homogenización. Se uniformiza la mezcla removiendo constantemente hasta lograr la completa disolución de todos los ingredientes añadidos. Pasteurización. Esta operación se realiza con la finalidad de reducir la carga microbiana y asegurar la inocuidad del producto.

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AGROINDUSTRIA Y ALIMENTOS I Envasado. En esta operación se utilizan botellas de vidrio o plástico en la industria utilizan las cajitas trilaminadas, éste debe realizarse 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 la industria se usan tapas denominadas “tapa rosca”, o en caso contrario si se va a emplear las chapas metálicas se debe hacer uso de la selladora de botellas. Enfriado El néctar es enfriado rápidamente después del envasado para generar un cambio brusco de temperatura y así asegurar la formación de vacío dentro del frasco o botella. El enfriado puede hacerse manualmente mediante chorros de agua fría o por el paso dentro de un túnel de duchas de agua fría en una industria. Almacenado. Se realiza para asegurar que el producto se encuentre en la mejor condición física ambiental hasta que llegue el momento de su venta. Los requisitos que debe reunir el ambiente destinado al almacén son los siguientes: - Un lugar limpio, seco y con suficiente ventilación. A continuación, ver los siguientes links: https://www.youtube.com/watch?v=ds5vge0ZSoI néctar de mango Moro Chimbote https://www.youtube.com/watch?v=TvzlLEzwfP0 zumos y néctares España https://www.youtube.com/watch?v=HJb1ZWZ5kkg cálculos jugos y néctares

4. CÁLCULOS DE FORMULACIÓN Y DOSIFICACIÓN PARA UN NÉCTAR Para explicar el procedimiento para los cálculos de la formulación del néctar, se debe tomar en cuenta las siguientes variables: VARIABLES A TOMAR EN CUENTA Brix de la fruta Brix del azúcar = 100 Fracción de azúcar de la fruta Peso de fruta Peso de azúcar Peso de azúcar aportado por la fruta

Peso total de azúcar en el producto Brix del producto Fracción de azúcar en el producto Fracción de azúcar en el azúcar = 1 Peso total de producto

Para la elaboración de un néctar se debe tomar en cuenta la formulación de la mezcla, pulpa, azúcar y agua. Primero se hacen pruebas de degustación para establecer la mejor relación. Es importante buscar el equilibrio dulzor/acidez. El cálculo de la formulación de un néctar se realiza por aproximaciones sucesivas, porque cada vez que se calcula la cantidad de azúcar por agregar, el volumen cambia, por lo tanto, cambia la concentración. La concentración óptima se consigue al cabo de 3 a 4 aproximaciones.

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AGROINDUSTRIA Y ALIMENTOS I CUESTIONARIO 1. Indicar que requisitos de calidad deben cumplir un néctar para ser comercializado. El néctar, como todo alimento para consumo humano, debe ser elaborado con las máximas medidas de higiene que aseguren la calidad y no ponga en riesgo, la salud de quienes lo consumen. Por lo tanto, debe elaborarse en buenas condiciones de sanidad, con frutas maduras, frescas, limpias y libres de restos de sustancias tóxicas. Puede prepararse con pulpas concentradas o con frutas previamente elaboradas o conservadas, siempre que reúnan los requisitos mencionados. En general, los requisitos de un néctar se pueden resumir de la siguiente manera: •

Sólidos solubles por lectura (°Brix) a 20°C: Mínimo 12%, Máximo 18%.

•

pH: 3.5 – 4.0 - Acidez titulable (expresada en ácido cítrico anhidro g/100cm3): Máximo 0.6, Mínimo 0.4.

•

Relación entre sólidos solubles / acidez titulable: 30 – 70.

•

Sólidos en suspensión en %(V/V): 18.

•

Contenido de alcohol etílico en %(V/V) a 15 °C/15°C: Máximo 0.5.

•

Conservante: Benzoato de Sodio y/o Sorbato de Potasio (solos o en conjunto) en g/100 ml.: máximo 0.05%. No debe contener antisépticos.

•

Sabor: Similar al del jugo fresco y maduro, sin gusto a cocido, oxidación o sabores objetables.

•

Color y Olor: Semejante al del jugo y pulpa recién obtenidos del fruto fresco y maduro de la variedad elegida. Debe tener un olor aromático.

•

Apariencia: Se admiten trazas de partículas oscuras.

•

Debe estar libre de bacterias patógenas. Se permite un contenido máximo de moho de cinco campos positivos por cada 100.

2. ¿Cuál es el objetivo de añadir ácido cítrico a un néctar? Se emplea para regular la acidez del néctar y de esta manera hacerlo menos susceptible al ataque de microorganismos, ya que en medios ácidos éstos no podrán desarrollarse. Todas las frutas tienen su propia acidez, pero una vez que se incorpora el agua ésta 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 de un potenciómetro o pH-metro; también se puede utilizar papel indicador de acidez, con su respectiva tabla de co6 lores. Como referencia sobre el grado de acidez, 7 se puede mencionar que el pH de los néctares fluctúa en general entre 3.5 – 3.8.

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AGROINDUSTRIA Y ALIMENTOS I 3. ¿Qué estabilizantes se utiliza en el proceso de elaboración del néctar?, y cuál es su objetivo? 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 estabilizador le confiere mayor consistencia al néctar. El estabilizador más empleado para la elaboración de néctares es el Carboxi Metil Celulosa (C.M.C) debido a que no cambia las características propias del néctar, soporta temperaturas de pasteurización y actúa muy bien en medios ácidos. 4. Porque es importante la etapa de la estandarización en el proceso del néctar. ¿Qué variables se controlan? 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.

•

Regulación del dulzor.

•

Regulación de la acidez.

•

Adición del estabilizado.

•

Adición del conservante

•

Regular los °brix

5. Cuál es la razón de formular el néctar mediante aproximaciones.

“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”. Para explicar el procedimiento para los cálculos de la formulación del néctar, se usará la misma simbología usada en conservas y mermeladas. Así: BF:°Brix de la fruta BA :°Brix del azúcar = 100 XAF : Fracción de azúcar de la fruta PF : Peso de fruta PA : Peso de azúcar PAF : Peso de azúcar aportado por la fruta PTA : Peso total de azúcar en el producto OBP : °Brix del producto XAP: Fracción de azúcar en el producto XAA: Fracción de azúcar en el azúcar = 1 PTP : Peso total de producto Un aspecto importante que constituye el punto de partida en la elaboración de un néctar, es la formulación de la mezcla pulpa, azúcar y agua. Es necesario llevar a cabo pruebas de degustación para establecer en forma clara cuál será la relación entre pulpa, azúcar y agua E.M.M. M.Q.B. K.M.M.

AGROINDUSTRIA Y ALIMENTOS I para entregar un producto sensorialmente aceptable. En este sentido es importante establecer que lo que se busca es el equilibrio de sabor y aromas, más que el equilibrio dulzor/acidez que se logra una vez agregada el azúcar. Entonces, el cálculo de la formulación de un néctar se realiza por aproximaciones sucesivas, porque cada vez que se calcula la cantidad de azúcar por agregar, se debe considerar que, al agregar el azúcar, el volumen cambia y, por lo tanto, cambia la concentración. Al cabo de 3 a 4 aproximaciones se obtiene la concentración deseada. Para ilustrar el modo de cálculo se desarrollará un ejemplo paso a paso acerca de cómo formular un néctar.

6. Realice todos los cálculos para obtener las aproximaciones de cantidad azúcar para elaborar un néctar de manzana. Para 10 kg de fruta. Hacer el balance de masa correspondiente. Revise el ejemplo ilustrativo en archivo adjunto. Datos: Pulpa de manzana 83% Semilla, cascara y fibra 17% Azúcar en la fruta 10.8 °Brix Producto terminado: néctar con 13 °Brix. Relación pulpa: agua Ud determine; puede ser:

1:2; 1:3; 1:4

Azúcar: suficiente para completar 13 °Brix en el néctar. Para facilitar el palpado de la fruta, se la somete a un escaldado en agua hirviendo por 10 min; luego se las corta a lo largo en cuatro partes y se procede al palpado con ayuda de una despulpadora manual. Alternativamente, los frutos se pueden escaldar cortados en cuartos, en poca agua hirviendo por 5 minutos. Esta pulpa se calienta en ebullición y se envasa en caliente en frascos de vidrio sellados herméticamente y, luego, se esterilizan, se enfrían y se etiquetan. Esto es lo que constituye el puré natural de manzana. Luego se procede a la formulación del néctar, calculando la relación pulpa-agua-azúcar, poniendo una parte de pulpa con diferentes partes de agua, en vasos apropiados, llevando todas las combinaciones a 13 °Brix con azúcar. Se realiza la prueba y la combinación obtenido con mayor aceptación, sirve para realizar la mezcla final del néctar. En este caso se usa una relación 1:3, pulpa: agua. Solución: Dadas las características del problema, de la cantidad de fruta con que se cuenta se obtendrán 8.3 kg de pulpa libre de semillas. Se asumirá que, una vez realizadas las pruebas de degustación, se ha establecido que una fórmula adecuada es de 1:3, es decir una porción de pulpa de maracuyá con tres porciones de agua. Esto significa que el volumen o peso total de la mezcla sin azúcar será de 4 veces E.M.M. M.Q.B. K.M.M.

AGROINDUSTRIA Y ALIMENTOS I 8.3, lo que da 33.2 kilogramos. De los datos del problema se tiene: Brix de la fruta: 10.8°Brix Fracción de azúcar en la fruta: 0,17 Peso de azúcar en toda la pulpa: 8.3 x 0,15 = 1.245 kg Brix del producto: 13°Brix Solución: Primera aproximación: Peso total del producto (néctar): 33.5kg Fracción de azúcar en el producto: 0,17 Peso total de azúcar: 33.5 kg* 0,17 = 5.025 kg (para lograr los 13 °Brix) Peso del Azúcar: 5.025 kg – 1.245 kg = 3.78 kg (agregar azúcar a 1) De este modo, el nuevo peso del producto será el peso original más 3.78 kg de azúcar, es decir: 33.5 kg + 3.78 kg=37.28 kilogramos. Como la cantidad de azúcar que hay en la mezcla es de 5.025 kg. los grados Brix de esta primera aproximación serán: BP1: 5.025 kg: 37.28kg = 11,49 °Brix

Segunda aproximación:

PTP: 37.28kg XAP: 0,17 PTA: 37.28 kg x 0,17 = 5.592 kg (para lograr 13 °Brix) PA: 5.592 kg – 5.025 kg = 0.567 kg (agregar azúcar a 2) De este modo, el nuevo peso del producto será por homología con el caso anterior, 37.28 kg + 0.567 kg. lo que da un valor de 37.847 kilogramos. El azúcar en la mezcla será de 5.592 kg. aumentando la cantidad Brix en esta segunda aproximación a un valor de: BP2: 5.592 kg: 37.847 kg = 12,77 °Brix

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Tercera aproximación: PTP: 37.847 kg XAP: 0,17 PTA: 37.847 kg x 0,17 = 6.434 kg (para lograr 13 °Brix) PA: 6.434 kg – 6.3376 kg = 0,0964 kg (agregar azúcar a 3) De este modo, el nuevo peso del producto será por homología con el caso anterior, 37,847 kg + 0,0964 kg. lo que da un valor de 37.9434kilogramos. El azúcar en la mezcla será de 6.434 kg. aumentando la cantidad Brix a un valor de: BP3: 6.434 kg: 37.9434 kg = 12,966 °Brix

Cuarta aproximación: PTP: 37.9434 kg XAP: 0,17 PTA: 37.9434 kg x 0,17 = 6.45 kg (para lograr los 15 °Brix) PA: 6.45 – 6.434 kg = 0,0164 g (agregar azúcar a 4) De este modo el nuevo peso del producto será por homología con el caso anterior, 37.9434 kg + 0,0164 kg. lo que da un valor de 37.9597 kilogramos. El azúcar en la mezcla será de 6.45 kg. llevando los grados Brix en esta tercera aproximación al valor de: BP4: 6.45 kg: 37.9597 kg = 12,995 °Brix

Con esta aproximación se puede terminar la formulación del néctar, pues se asume que al envasar habrá una pequeña evaporación que dará el valor de 13 °Brix deseado o un valor levemente mayor. Así, se tiene una acumulación sucesiva de diversas porciones de azúcar, las cuales son aditivas, es decir, el valor total del azúcar por agregar será: Aprox1 +Aprox2 +Aprox3 +Aprox 4. Es decir, la cantidad de azúcar que se ha de agregar a los originales 33.5 kg de mezcla de pulpa y agua es de 4.4597 kg y la cantidad total de néctar preparado será de 37.9597 kg. es decir 38 kg. si no hay pérdidas por el proceso. En el caso del néctar es muy importante confirmar la apreciación inicial de la proporción pulpa: agua una vez que se haya agregado el azúcar

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DISCUSIONES En el momento de la pasteurización debemos de tener cuidado, para que no se nos derrame; es decir debe estar en constante vigilancia. En cuanto al envasado se tiene que tener en cuenta la temperatura de ello, que según la teoría afirma que se lo debe de realizar a una temperatura mínima de 85°C. Si bien es cierto, uno no siempre tiene que ajustarse a lo que “manda” la teoría, por ejemplo, al cálculo el peso de CMC que se debe utilizar y/o también el azúcar que son necesarias, pero en cuanto al gusto. Ello se afirma debido a que son siempre es necesario ajustarse a estas reglas; pero eso no quiere decir que sea “nunca”. Tener cuidado en el paso del pelado, ya que al no realizarlo de manera correcta se pierde gran cantidad del jugo que debería de ser. CONCLUSIONES Regular el pH es importante debido qué nos permite evitar el exceso de ácido. Si tenemos las cantidades adecuadas de los insumos, teniendo en cuenta PH, los ºBrix, y el CMC; obtendremos un néctar de nuestro agrado. Tener en cuenta el tipo de carambola es de suma importancia, ya que esto influye mucho en la preparación del néctar. BIBLIOGRAFIA • • • •

DESROSIER, A. 1994. Introducción a la Tecnología de los Alimentos. Editorial CECSA. México BARBOSA – CANOVAS, G.; VEGA – MERCADO, H. 2000. Deshidratación de Alimentos. Editorial Acribia. Zaragoza. España. GUEVARA, A. 2000. Industrialización de la Carambola. Pulpa, Néctar, Mermelada y Fruta en almíbar. Instituto Nacional de Investigación Agraria y Agroindustrial. Lima – Perú. CEREZAL, P; DUARTE, G. (2005). Utilización de cáscaras en la elaboración de productos concentrados de frutas. Departamento de Alimentos de la Universidad de Antofagasta. Disponible en: [20] MATSUURA, F.C.A.U.; FOLEGATTI, M.I.S.; CARDOSO, R.L.; FERREIRA, D.C. (2004). Sensory acceptance of mixed nectar of papaya, passion fruit and acerola. Disponible en: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103- 90162004000600007.

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