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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA QUÍMICA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

GUÍA DE PRÁCTICAS DE LA ASIGNATURA TECNOLOGÍA AGROINDUSTRIAL I (TA-342)

Agustín Julián Portuguez Maurtua AYACUCHO – PERÚ 2017

M.Sc. Ing° Agustín Julián Portuguez Maurtua

Procesos Agroindustriales I

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ÍNDICE

Página

PRESENTACIÓN

3

PRACTICA No 1: RECONOCIMIENTO DE MATERIALES Y EQUIPOS DE

4

PROCESAMIENTO DE LA PLANTA PILOTO (UNSCH - AYACUCHO) PRACTICA No 2: DETERIORO DE LOS ALIMENTOS

6

o

PRACTICA N 3: OPERACIONES EN LA PREPARACIÓN DE LA MATERIA

8

PRIMA PRACTICA No 4: ELABORACIÓN DE FRUTA CONFITADA

11

PRACTICA No 5: ELABORACIÓN DE MERMELADA

15

PRACTICA No 6: ELABORACIÓN DE NÉCTARES A PARTIR DE FRUTAS

19

PRACTICA No 7: ENLATADO DE FRUTAS Y HORTALIZAS

24

PRACTICA No 8: OBTENCIÓN EXPERIMENTAL DE CURVAS DE

29

CALENTAMIENTO PRACTICA No 9: CONTROL DE CALIDAD EN PRODUCTO ENLATADO

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PRACTICA No 10: INFLUENCIA DE LA REFRIGERACIÓN Y

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CONGELACIÓN EN LA CALIDAD DE LOS ALIMENTOS

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PRESENTACIÓN

La presente edición que se presenta tiene por objetivo dar a conocer la tecnología orientada a dar a conocer los niveles de transformación de las materias primas para tener un producto con valor agregado apto para el consumo humano.

Es un material que nos permitirá tener los conocimientos básicos, con fundamentos teóricos y su respectiva experimentación. Los estudiantes de Ingeniería Agroindustrial tendrán en sus manos una guía que le permitirá desarrollar sus habilidades y técnicas adecuadas y adaptadas al medio donde se desarrolla.

Debemos tener en cuenta que los conocimientos impartidos nos permitirán crear y adaptar tecnologías a nuestras realidades, y el elemento que hace posible plasmarlos es el ingenio, las bases teóricas y un profundo deseo de superación.

Cada estudiante o interesado en la industrialización es y debe ser un empresario en potencia y logrará sus metas en la medida que entienda y aproveche las bondades que nos proporciona la tecnología en toda su dimensión.

Ayacucho tiene algunos valles, con una excelente agricultura y un gran potencial ganadero. Las materias primas agrícolas, pecuarias e hidrobiológicas, requieren ser conservadas y/o transformadas para alargar su tiempo de vida útil y dotarle de un valor agregado. En estas actividades es indispensable la aplicación de Ciencia, Tecnología e Ingeniería de los alimentos.

Espero con este material lograr los objetivos planteados en cada práctica.

EL AUTOR

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PRACTICA N° 1 RECONOCIMIENTO DE MATERIALES Y EQUIPOS DE PROCESAMIENTO DE LA PLANTA PILOTO (UNSCH-AYACUCHO) I.

OBJETIVOS 1.1. Familiarizar al estudiante con los materiales, equipos básicos y auxiliares que se utilizan en el procesamiento de alimentos. 1.2. Conocer la utilidad de cada equipo en los procesos de elaboración su manejo y los cuidados que se deben tener presente para evitar su deterioro y accidentes.

II.

FUNDAMENTO TEORICO El reconocimiento de los materiales de laboratorio y equipos de procesamiento de una planta piloto, es de suma importancia para realizar posteriormente las prácticas y producción en planta, con pleno conocimiento de su forma de operar así como su manejo en todo cuidado y asepsia que se requiere para obtener un buen producto final. En toda planta piloto es indispensable la adecuada distribución y la disposición de cada uno de los equipos, conociendo de antemano los procesos en los cuales van ha ser utilizados. Debe haber una secuencia para el principal proceso de elaboración, y de fácil adaptación para las otras líneas de producción con ello se ahorra tiempo y costo de mano de obra, optimizando lógicamente las condiciones de tiempo y movimiento. De acuerdo al tipo de alimento y forma de presentación existen varios modelos y diseños, pero el objetivo es realizar el tratamiento térmico que propicie la destrucción de las especies de microorganismos presentes en tiempos variables de acuerdo a la temperatura utilizada. Entre los equipos básicos tenemos: Marmitas.- Son calentadas a través de una chaqueta sobre cuyo interior circula vapor, se utilizan para concentrar alimentos en la elaboración de jaleas, mermeladas, ciertos tipos de sopas, etc. Los de exposiciones prolongadas generalmente son perjudiciales en los alimentos, se concentra la masa que se encuentra en contacto con las paredes de las marmitas y se adhiere a dichas paredes, disminuyendo la efectividad de la transmisión de calor y se hará más lento el proceso de concentración. Evaporadores al vacío.- Son utilizados para concentrar alimentos muy sensibles al calor, empleando en su operación temperaturas bajas. A los evaporadores de películas delgadas se les hace funcionar a menudo bajo vacío al conectar una bomba de vacío o un eyector de vapor al condensador. Existen evaporadores al vacío de varios efectos (efecto múltiple), de manera que el producto alimenticio pasa de una cámara de vacío a otra, concentrándose progresivamente por etapas. Las etapas sucesivas se mantienen con grado de vacío progresivamente más altos, y el vapor de agua que se produce en la primera etapa se utiliza para calentar la segunda, el vapor de la segunda etapa para calentar la tercera y así sucesivamente. De este modo la energía del calor se utiliza al máximo. Autoclave.- Se utiliza comúnmente en la industria de conservas mediante el uso de envases de vidrio y hojalata. En el mercado se encuentran desde los más sencillos hasta los más sofisticados. Los envases llenos y sellados se calientan en dicho equipo a la temperatura apropiada de esterilización, por el tiempo necesario y luego lo enfría. Tienen reguladores de flujo de vapor, presión de vapor, presión de aire, la temperatura y el nivel del agua y el tiempo de retención. Estos reguladores pueden ser accionados manualmente o pueden ser adaptados para su operación

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automática. Otros tipos de autoclaves tienen agitadores mecánicos para lograr una mejor transferencia de calor por convección dentro de las latas individuales. Pasteurizador.- Son equipos que funcionan a la presión atmosférica, los tiempos y temperaturas empleadas varían de acuerdo a las sensibilidades al calor de los diferentes alimentos y la presencia de la flora microbiana según el pH que presente. III. MATERIALES Y EQUIPOS - Materiales de laboratorio. - Equipos: lavador y transportador de fajas, pulpeadora, molino, coloidal, tanques de pasteurización, marmitas, evaporador al vacío, autoclave, tina de blanqueado, selladora de latas (manual), exprimidora de cítricos, prensa hidráulica, molino cortador, homogenizador, cámara frigorífica, caldero. IV. PROCEDIMIENTO Visitar la Planta Piloto de Jugos y Conservas de frutas (PPJCF) de la Facultad de Ingeniería Química y Metalurgia (UNSCH-Ayacucho). El Profesor explicará con detalle los materiales y equipos básicos para el procesamiento de alimentos. V.

CUESTIONARIO 5.1. Defina y dé ejemplo de cada uno de los siguientes términos: concentración, homogenización, escaldado, blanqueado, pasteurización y esterilización. 5.2. ¿Qué haría Ud. si es que el pasteurizador tiene un desperfecto irreparable durante el procesamiento de néctares y cómo lo solucionaría para que dicho proceso siga adelante?

VI.

BIBLIOGRAFIA 6.1. DESROSIER, N.W. 1992. Conservación de los alimentos. Continental S.A. México. 6.2. PLANK, 1990. El empleo del frío en la industria de la alimentación. Reverté S.A. España. 6.3. POTTER, N. 1995. La ciencia de los alimentos. Edutex S.A. México.

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PRACTICA N° 2 DETERIORO DE LOS ALIMENTOS I.

OBJETIVOS 1.1. Observar las condiciones y tratamientos post-cosecha, almacenaje y transporte de los diversos alimentos. 1.2. Permitir el estudio y la determinación de los diversos factores que influyen y ocasionan el deterioro de los alimentos.

II.

FUNDAMENTO TEORICO Desde el momento en que el alimento se cosecha o se sacrifica comienza a pasar por una serie de etapas de descomposición; según cada tipo de alimentos y factores la descomposición puede ser rápida o lenta. Todas las bacterias, levaduras, mohos, insectos y roedores compiten con el hombre para consumir su provisión de alimentos consiste básicamente en sus compuestos orgánicos. El calor, frío, luz, oxígeno, humedad, seguridad, enzimas naturales y el tiempo de permanencia, todos tienden a descomponer los alimentos. Si no se controlan los factores de descomposición, no habría alimentos; para que la población pueda consumir en gran escala, debe existir un adecuado control dando énfasis a la prevención del deterioro, pueden ocurrir en cualquier momento dado, según el alimento y las condiciones ambientales. A fin de lograr su conservación total, hay que reducir o eliminar todos los factores que afectan la calidad del alimento. Para entender como se realiza la conservación de los alimentos, es importante conocer como se DETERIORA y de que factores depende. Los alimentos sufren deterioro, atribuido a tres causas: Deterioro físico.- Por efectos mecánicos como golpes, vibraciones y los esfuerzos de corte y comprensión. En almacenamiento, operaciones de manipulo y transporte. Los productos frágiles como el huevo por vibraciones y leves rozamientos facilitan el libre acceso a los microorganismos a través de los poros de caparazón calcárea. La temperatura y el tiempo son factores que facilitan el deterioro. Entre los efectos que producen en los alimentos tenemos: pérdida de agua y peso, contracción superficial, pérdida de aroma y textura, rotura de tejidos. Deterioro químico-bioquímico.- Se deben a la acción de las enzimas y de otros constituyentes de los alimentos, los que bajo condiciones apropiadas de temperatura y oxígeno reaccionan en forma y grado variable. Cada una de los componentes es susceptible de sufrir alteraciones químicas, muchas de ellas son deseables como: la maduración de la carne, en la que la proteína sufre la acción de las enzimas y la maduración por acción de enzimas, de algunas frutas cosechadas al estado de madurez fisiológica, pero no comercial como plátanos, paltas, papayas, tomate, pepino, etc. Alteraciones indeseables que provocan el deterioro del alimento: oxidación de lípidos causa el enranciamiento del producto, cambio de coloración (chips: papa). Las papas contienen bajo porcentaje de lípido (aproximadamente 1%), pero el ácido linolénico se encuentra en gran proporción (50%). En muchos productos el contenido de grasa (ácido linolénico), está asociado con el fenómeno conocido como "Reversión del sabor": alteración que hace que el alimento adquiera un sabor desagradable (que no es rancidez) parecido al "sabor a pescado" ó a "Humedad". Ejm: aceite de soya y de maíz. Deterioro biológico.Son alteraciones más significantes. Normalmente existen muchas clases de microorganismos presentes en la materia prima. El método de preservación puede constituir un ambiente favorable para el desarrollo de microorganismos. Ejm: desarrollo de anaeróbicos en atmósferas sin

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oxígeno: productos empacados; desarrollo de psicrófilos en refrigeración. Factores necesarios para la existencia de la vida.- Tenemos: Agua, temperatura, oxígeno y nutrientes. En microorganismos: acelera, detiene o destruye su viabilidad. III. MATERIALES Microscopio, láminas porta y cubre objetos, navaja, cuchillo de acero inoxidable. Presentación de diversas muestras de alimentos, de esquemas y dibujos coloreados de diferentes muestras deterioradas y sanas para su respectiva comparación. IV.

PROCEDIMIENTO: Seminario sobre el Deterioro de alimentos por efectos de: factores físicos (golpes humedecimiento, enfriamiento, secado, luz solar etc.), factores químicosbioquímicos, factores biológicos. Cada alumno o grupo de alumnos deberá recorrer los mercados de abasto local y recolectar muestras de cada tipo de alimentos (carne, cereales, verduras, frutas, pescado), que muestran deterioro o signos de deterioro y procederá a estudiarlo minuciosamente; determinando los factores o agentes deteriorantes, para lo cual se emplearán los materiales necesarios de laboratorio. Así mismo se observaran en forma simultánea muestras sanas, en buen estado para compararlos con los deteriorados.

V.

CUESTIONARIO 5.1. ¿En la podredumbre de las verduras, explique todos los factores que influyeron? 5.2. ¿Qué medidas recomendaría Ud. para evitar los diferentes tipos de deterioro que ha observado en sus muestras? 5.3. ¿La selección y clasificación de los alimentos como influyeron en su conservación?

VI.

BIBLIOGRAFIA 6.1. BERGERETH, 1992. Conservas alimenticias. Acribia S.A. Zaragoza, España. 6.2. BRAVERMAN, J. 1998. Introducción a la bioquímica de los alimentos. Continental. S.A. México. 6.3. FRAZIER, W. 1995. Microbiología de los alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, España. 6.4. POTTER, N. 1988. La Ciencia de los alimentos. Edutex S.A. México. 6.5. TARAZONA, G. 1983. Procesos I. Facultad de Industrias Alimentarias, UNA-La Molina.

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PRACTICA N° 3 OPERACIONES EN LA PREPARACION DE LA MATERIA PRIMA I.

OBJETIVOS 1.1. Hacer conocer al alumno las operaciones y tratamiento que deben llevarse a cabo con la materia prima antes de su procesamiento. 1.2. Permitir al alumno poder diferenciar estas operaciones en función de la clase de materia prima a procesar. 1.3. Enseñar al alumno la importancia que tienen estas operaciones en el procesamiento de alimentos.

II.

FUNDAMENTO TEORICO Al momento de recolectar la fruta, se debe tener en cuenta los índices de madurez. La recolección dependerá de la variedad de ellas, por lo general se recogen cuando hayan alcanzado su completo estado fisiológico. La fruta que es recolectada en un estado inmaduro, resulta de mala calidad y maduran en forma irregular. Así mismo, un retraso en la recolección puede ocasionar problemas así como susceptibilidad a la podredumbre. Índices de madurez.- Los índices se basan en las distintas reacciones que acompañan a la maduración. Se recomienda analizar el estado de madurez en función de dos o tres métodos a la vez. a) Método Visual.- Consiste en la inspección visual, generalmente se ejecutan en plantaciones pequeñas, consiste en observar el tamaño, color y aspecto; no son precisos. b) Medios físicos.- Es un método también subjetivo: Desprendimiento del fruto; consiste en evaluar la facilidad de desprendimiento. Se pueden medir con aparatos especiales. Penetración de agujas; se realizan con penetrómetros o presiómetros. Las frutas a medida que maduran ofrecen menos resistencia a la penetración de agujas, esto se debe a que se hacen más blandas. c) Medios químicos.- Se tiene en cuenta: Acidez de la pulpa; el más adecuado para determinar la madurez óptima. Contenido de azúcares; por lo general son expresados en Brix, que indica los sólidos solubles conformados únicamente por azúcares, también puede ser un índice de madurez y se determina con el refractómetro. Relación de azúcares / ácidos; esta relación es buena indicadora en frutas cítricas en las cuales pueden establecerse un valor mínimo para sólidos y un límite superior para ácidos. Contenido de almidón; a medida que la fruta va madurando el contenido de almidón disminuye, ya que se transforma en azúcares. Índices de madurez de algunas frutas Naranjas; se recomienda cosechar las naranjas cuando la corteza se vuelve amarilla, la acidez del jugo sea de 0,3 % y los sólidos solubles 12 %. Mangos; se determinó que en las variedades Haden y Zill con el peso específico menor a 1,015 están inmaduros y cuando el valor reporta 1,02 se puede iniciar la recolección, también se puede guiar por la floración, las frutas maduran de 105 a 115 días después de la floración. Para darle valor agregado, es necesario emplear diferentes métodos de preparación, a fin de cambiar la materia prima y alargar su periodo de vida útil. La calidad de los productos elaborados depende del tratamiento post-cosecha y de

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la correcta preparación de las materias primas. Las frutas y hortalizas, son especies vivas que siguen respirando después de la cosecha, es decir, absorben oxígeno y expelen bióxido de carbono. La respiración va acompañada de la transpiración del agua contenida en las células. Es por esta transpiración que las frutas y hortalizas se marchitan. III.

MATERIALES Y EQUIPOS Productos vegetales, refractómetro, envases para lavado, envases para escaldado, cuchillo de acero inoxidable, materiales y equipos para determinar acidez total; solución de NaOH 0,1 N; solución de NaOH al 1%; bisulfito de Sodio al 0,05 %; fenolftaleína.

IV.

PROCEDIMIENTO Las operaciones básicas en la preparación de la materia prima son: Recepción de la materia prima. Selección y clasificación. Lavado (por inmersión, agitación y aspersión). Pelado (manual, mecánico y químico). Cortado y descorazonado. Blanqueado.

     

Se determinan: - Índice de madurez (IM):

IM = (%SS)/(%Acidez total)

- Sólidos solubles.- Se determina mediante el uso del refractómetro, en °Brix a 20C. - Acidez total.- En erlemeyer de 250 ml colocar 1 ml. de jugo, adicionar 100 ml de agua destilada y algunas gotas de fenolftaleína, titular con NaOH 0,1 N y anotar el gasto. %Acidez total = (V1*N*Meq*100)/V

Dónde: V1 = Volumen de la solución de NaOH usados (ml). V = Volumen de la muestra (ml). N = Normalidad de la solución de NaOH. Meq = Miliequivalente de ácido en términos del cuál se expresa la acidez, sabiendo que: Ácido

Meq

Acético Cítrico Málico Tartárico Láctico

0,060 0,064 0,067 0,075 0,090

Se realizan, los siguientes procedimientos: Pelado químico.- En una solución hirviendo de hidróxido de sodio (NaOH) al 1% someter la fruta por un tiempo de 1', 2', 3', 4' y 5’. Luego someter la fruta a la acción de un chorro de agua fría. Anotar las observaciones. Sulfitado.- Someter la fruta en una solución de bisulfito de sodio en una

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concentración de 0,05 % por un tiempo de: 1', 2', 3', 4' y 5’. Anotar las observaciones. Blanqueado.- Someter la fruta en agua hirviendo por 1', 2', 3', 4' y 5'. Anotar las observaciones. Determinación del índice de blanqueado.- Para determinar si el tiempo y la temperatura empleados son los óptimos, es necesario aplicar test de actividad enzimática. Entre ellos tenemos: Prueba de la Peroxidasa.- En un tubo de ensayo, se coloca el tejido macerado y se añade H2O2 y guayacol, si es que la enzima no ha sido destruida se producirá un cambio de coloración en el tejido a una pigmentación marrón, antes de los 3,5'. V.

CUESTIONARIO 5.1. ¿En qué consiste el pardeamiento no enzimático, qué acción desempeña el bisulfito y con qué otros compuestos químicos se pueden reemplazar? 5.2. ¿Qué enzimas naturales tienen los vegetales que son inactivadas o destruidas por el blanqueado o sulfitado y cuáles son los que no se alteran con estos tratamientos? 5.3. ¿En qué consiste el pelado químico, clases de pelado químico y qué productos pueden ser pelados por este método? 5.4. Ventajas y desventajas del pelado químico, mecánico y manual 5.5. Si Ud. tuviese un lote de ají escabeche. ¿Qué tipo de pelado utilizaría y porqué?

VI.

BIBLIOGRAFIA 6.1. BRAVERMAN, J. 1994. Introducción a la bioquímica de los alimentos. 3º Edición. Acribia S.A. Zaragoza, España. 6.2. CHEFTEL, J.C. 1983. Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, España. 6.3. DESROSIER, N.W. 1992. Conservación de los alimentos. Continental S.A. México. 6.4. MEYER, M. R. 1998. Elaboración de frutas y hortalizas. Trillas. México. 6.5. POTTER, N. 1985. La ciencia de los alimentos. Edutex S.A. México. 6.5. TARAZONA, G. 1983. Procesos I. Facultad de Industrias Alimentarias, UNA-La Molina.

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PRACTICA N° 4 ELABORACION DE FRUTA CONFITADA I.

OBJETIVOS 1.1. Enseñar un procedimiento para lograr la conservación de productos vegetales o parte de ellos, mediante una alta concentración de azúcar. 1.2. Conocer los procedimientos comunes para la elaboración de fruta confitada.

II.

FUNDAMENTO TEORICO Una de las prácticas más simples y antiguas de conservación de frutas y verduras que se conoce es el confitado o impregnación de azúcar. El alto contenido de azúcar hace disminuir la cantidad de agua, favoreciendo de este modo la conservación. La fruta confitada es un alimento que tiene como promedio 70 % de azúcar en su composición, este porcentaje está expresado básicamente como sólidos solubles. La fruta confitada es un alimento de humedad intermedia 20-40 % con una Aw superior a 0,5. METODOS DE CONFITADOS.- Existen 3 métodos. a. Método tradicional o discontinuo.- Consiste en ir incrementando la concentración de azúcar cada 24 horas. Es el proceso que más aplicaciones tienen en nuestro medio. b. Método continuo.Para producir fruta confitada por este método, requerimos de equipos diseñados especialmente. Se empieza con una concentración de 75 % de azúcar y se mantiene constante este porcentaje. El proceso es favorecido por la temperatura que por lo general está entre 60 y 70C. Entre las ventajas que ofrece este método tenemos: El jarabeo y el tiempo de confitado oscila de 10 a 12 horas. No existe pérdida de jarabe. El jarabe no cambia de color. c. Método rápido.- Consiste en iniciar el proceso con una concentración de jarabe de 30Brix, con calentamiento 66C, e ir incrementando el jarabe con 10 Brix, cada 3 a 4 horas, finalmente se deja reposar sobre un jarabe de 75 Brix, por 24 horas, para posteriormente lavar, escurrir y secar.

III.

MATERIALES Y/O EQUIPOS Cocina, ollas, depósitos, balanzas, coladoras, termómetros, cuchillos y/o mondadores, mesas, mallas, canastillas cribadas. Materia prima.- Productos vegetales: papaya verde, cáscara de naranja, sandía, calabaza, penca de tuna, nabo, zanahoria. Insumos.- Azúcar, colorantes naturales o sintéticos, ácido cítrico, bicarbonato de sodio.

IV.

PROCEDIMIENTO En la Figura 1, se muestra el proceso de confitado en general, por el método tradicional o bach. A continuación se describen las principales operaciones. MATERIA PRIMA.- Puede ser cualquier fruta y/o hortaliza: papaya verde, cáscara de sandía, beterraga, nabo, zanahoria, penca de tuna. Deben estar en un estado fisiológico que permite realizar el proceso, así, para papaya se recomienda que esté verde (7-8Brix). LAVADO.- Permite eliminar impurezas y microorganismos que acompañan a la materia prima. Esta operación debe realizarse con agua potable de preferencia a flujo continuo. Adicionalmente, se sugiere llevar a acabo una operación opcional que consiste en sumergir la fruta por un tiempo de 15 minutos en una solución tego-51 al 0,5 % o en

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hipoclorito de calcio 300 ppm. De este modo estaremos asegurando una desinfección eficiente, sobre todo en hortalizas. PELADO.- El pelado manual reporta buenos resultados. Se realizan bien con mondadores de papas o con cuchillos de acero inoxidable. FIGURA N° 1: DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA OBTENCION DE FRUTA CONFITADA MATERIA PRIMA LAVADO

PELADO

CORTADO CUBITADO

MACERADO

LAVADO DESALADO

ENJUAGADO ESCURRIDO

JARABEO

ENJUAGADO ESCURRIDO

SECADO

GLACEADO

ENVASADO

SECADO

ENVASADO

CORTADO CUBITADO.- Consiste en obtener cubitos o tiras, dependiendo de lo que se requiera cubitar. Sin embargo, se recomienda cortar en cubitos de 1 cm3. De no contar con equipos. MACERADO.El objetivo es extraer mucílagos pectinas y ciertos azúcares. El tiempo de maceración debe ser como mínimo de 48 horas y se lleva a cabo con sal cuyos porcentajes fluctúan entre 10 a 12 %. En el caso de conservar por períodos largos, la concentración de sal puede variar hasta 20 %. En la solución de macerado se adiciona conservadores: benzoato de sodio, al 0,1 % o bisulfito de sodio, cuyo porcentaje varia entre 0,05 al 3 %. LAVADO O DESALADO.- Para esta operación se requiere hacer uso de canastillas cribadas, se realiza con agua a flujo continuo y el objetivo es eliminar la sal y el conservador. Se recomienda desalar por un tiempo promedio de 24 horas. ENJUAGADO Y ESCURRIDO.- El enjuagado final se hace con agua potable, posteriormente se debe escurrir u orear. Antes del escurrido, dependiendo de la materia prima, se somete a una precocción para ablandar la fruta, eliminar rezago M.Sc. Ing° Agustín Julián Portuguez Maurtua

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de sal y conservador. Con la precocción, se consigue aumentar la permeabilidad de los tejidos que facilitará posteriormente la penetración del azúcar. INMERSION EN JARABE.- Existen diferentes métodos y/o maneras de llevar a cabo esta operación, con fines prácticos, se requiere lo siguiente: supongamos que tenemos 1 kg de fruta cubitada, entonces debemos preparar 1,5 Kg de jarabe con concentración inicial 30Brix (30 % de azúcar). DIA 1º: Primera inmersión.- Jarabe 1,5 kg de 30Brix (450 g azúcar y 1,05 kg agua). Se hace hervir por 5 minutos, se adiciona la fruta, el colorante y se deja reposar 24 horas. DIA 2º: Segunda inmersión.- Adicionar al jarabe 270 g de azúcar, con esto tendremos 40 % de azúcar (40Brix), se hace hervir 5 minutos, se agrega la fruta y se reposa 24 horas. DIA 3º: Tercera inmersión.- Adicionar al jarabe 375 g de azúcar que reportará 50 % de azúcar (50Brix). Se hace hervir 5 minutos, se agrega la fruta y se deja 24 horas en reposo. DIA 4º: Cuarta inmersión.- Adicionar al jarabe 359,5 g de azúcar (con esto debe reportar 60% de azúcar), 5 g de ácido cítrico, hacer ebullir 5 minutos, luego adicionar 5 g de bicarbonato de sodio. Incorporar la fruta y dejar 24 horas. DIA 5º: Quinta inmersión.- Adicionar el jarabe 878 g de azúcar, se tendrá un jarabe de 70 % de azúcar (70Brix), 2,63 g de ácido cítrico, hacer ebullir 5 minutos, neutralizar la acidez con 2,63 g de bicarbonato de sodio. Agregar la fruta y dejar reposar por 24 horas. DIA 6º: Sexta inmersión.- Adicionar al jarabe 690 g azúcar, debe reportar 75 % de azúcar (75Brix), 2 g de ácido cítrico, hacer ebullir 5 minutos, neutralizar la acidez con 2 g de bicarbonato de sodio. Finalmente adicionar la fruta y dejar 4 a 5 días que el azúcar penetre en la fruta. Se debe aclarar que de no contar con el bicarbonato de sodio se puede obviar su adición. El colorante se debe adicionar al inicio del proceso, el porcentaje de colorante a utilizar depende del color y de su fuerza, por lo general se aplican entre 0,1 a 0,3 %. ENJUAGADO-ESCURRIDO.- Se enjuaga la fruta con agua más o menos 80°C por 20 a 30 seg., posteriormente se escurre, para facilitar la siguiente operación. SECADO.- Se puede secar en cualquier medio que nos permita obtener 20 a 25 % de humedad en la fruta. Se recomienda deshidratar a una temperatura de 55°C con una velocidad de aire de 3,5 a 5,0 m/s y por un tiempo de 20 a 25 minutos. ENVASADO.- Las bolsas de polietileno se comportan bien para estos productos, lo que sí se debe tener en presente es que si las bolsas van a ser selladas, antes los confitados deben estar fríos. El proceso duraría de 10 a 12 días, sin embargo se puede reducir este tiempo si aplicamos calentamientos: así se puede realizar dos incrementos de azúcar o más cada 24 horas, dependiendo del tipo de calentamiento y equipo utilizado. Sin embargo con esta modalidad, si el proceso es a presión atmosférica, la fruta tiende a maltratarse lo que hace disminuir su calidad. CONTROLES: Peso inicial de fruta, peso inicial de cáscaras, % SS, concentración de jarabes antes y después de cada inmersión, apreciación sensorial, peso final del producto para sacar rendimiento, graficar Brix vs Tiempo, llenar el Cuadro 1.

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CUADRO 1: CONTROL DEL PROCESO DE ELABORACION DE FRUTA CONFITADA DIAS

°BRIX INICIAL

TIEMPO DE COCCION

°BRIX FINAL

1° 2° 3° 4° 5° 6° En el producto final debe tener entre 68-70°Brix, pH entre 4 y 5, humedad entre 20 y 25%). La textura debe ser apropiada, no deben presentar concavidad o convexidad, la forma debe ser definida, de buen color, de aspecto seco, y abrillantado y de tamaño uniforme. V.

CUESTIONARIO 5.1. ¿Cuáles son los métodos, para elaborar fruta confitada? 5.2. ¿Cómo se afectaría el proceso de maceración al realizarse en un ambiente al vacío o en un ambiente a presión alta? 5.3. ¿Por qué para preparar fruta confitada se recomienda usar glucosa y sacarosa? 5.4. ¿Cómo se alteraría la velocidad de penetración del azúcar al subir la temperatura durante la maceración?

VI.

BIBLIOGRAFIA 6.1. CRUESS, W. 1988. Commercial fruit and vegetable products Mac Graw Hill Book Company, New York. 6.2. GIANOLA, C. 1984, La industria de la fruta secada en almíbar y confitada. Paraninfo. España. 6.3. GARCIA, V. 1987, Ensayos sobre la fabricación de mermelada y confitado de papayita de monte con adición de naranjilla. Tesis UNALM, Lima Perú. 6.4. GUEVARA, A. y CACHO, L. 1993. Fabricación de fruta confitada, néctar y fruta en almíbar. Facultad de Industrias Alimentarias-T.T.A. UNA-La Molina. Lima, Perú. 6.5. REVILLA, M.A. 1982. Elaboración de fruta confitada a base de sandía y papaya. P.U.C.P. 6.6. RODRIGUEZ, B.C. 1984. Obtención de fruta confitada de beterraga por el método de proceso lento. Tesis UNALM, Lima - Perú. 6.7. SANCHEZ, E. 1985. Evaluación de los factores que afectan la velocidad de confitado y obtención de fruta confitada a partir de nabo. Tesis UNALM. Lima Perú. 6.8. SEVILLA, N. 1980. Procesamiento de Papaya, Pulpa, Néctar, Mermelada y Fruta Confitada. Tesis UNALM, Lima Perú.

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PRACTICA N° 5 ELABORACION DE MERMELADA I.

OBJETIVOS 1.1. Conocer las diferentes etapas del proceso de elaboración de mermeladas. 1.2. Familiarizarse con los parámetros que rigen dicho proceso y realizar los cálculos necesarios para obtener un producto de calidad óptima.

II.

FUNDAMENTO TEORICO Las mermeladas son jaleas en las que están en suspensión frutas enteras, en trozos, tiras o partículas finas. Las jaleas se preparan con el jugo de la fruta, al cual se le agrega azúcar y se le concentra hasta que se gelatinice. Las jaleas deben ser claras y transparentes. El principio de conservación de estos productos es la alta concentración de sólidos solubles (azúcares), la acidez alta y el tratamiento térmico al que son sometidos. El alto contenido de azúcar contribuye a un ascenso de la Actividad del agua (Aw), logrando la deshidratación de los microorganismos y la inhibición de su desarrollo. El ácido actúa como conservador, mejorando el gusto, poder gelificante y la inversión del azúcar (sacarosa); también selecciona el tipo de microorganismos que se pueden desarrollar. El tratamiento térmico favorece la destrucción de los microorganismos. La inversión de la sacarosa se realiza cuando esta es sometida a ebullición en presencia de ácido, debido a una hidrólisis en la cual son formados azúcares reductores (dextrosa y levulosa). Este azúcar invertido es más dulce y más soluble que la sacarosa y evita el fenómeno de cristalización en el producto final. La dextrosa (glucosa) no es tan dulce como la sacarosa ni tan soluble en agua. La levulosa (fructosa) o azúcar de fruta es muy soluble y más dulce que la dextrosa y sacarosa.

III.

MATERIALES Y EQUIPOS 3.1. Materia prima: fruta, azúcar, ácido cítrico, pectina. 3.2. Equipos: ollas de vapor, cucharas, balanza, refractómetro, potenciómetro, termómetro, envases de plástico.

IV.

PROCEDIMIENTO El procedimiento general a seguir para la elaboración de mermeladas se presenta en la Figura 1. RECEPCION.- Las materias primas ingresan a la Planta y son inspeccionados en su calidad, se pesan y reportan. Luego se les acondicionan en ambientes apropiados para darle el destino final. El tiempo que media entre la recolección y la recepción debe ser el menor posible, porque de lo contrario se estará perdiendo "calidad" en los productos. SELECCION Y CLASIFICACION.- La selección tiene por objeto separar la fruta dañada o malograda, mientras que la clasificación se realiza para uniformizar el producto, a fin de poder estandarizar todas las operaciones del proceso de elaboración. A nivel práctico se puede clasificar de acuerdo al tamaño, la maduración, color. Por lo general si se considera el tamaño se debe agrupar en tres niveles: grande, mediana y pequeña. De acuerdo a la madurez podemos clasificar en: verdes, mediana madurez o pintón, maduro y sobre maduro. La clasificación mecánica se realiza en máquinas clasificadoras basadas en zarandas con vibración que poseen agujeros circulares de distintos tamaños. Se separan las de óptimas condiciones de las otras.

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LAVADO.- Las frutas son lavadas para eliminar la suciedad, tierra, insectos, microorganismos, etc. El lavado se puede realizar de tres formas: 1) Por inmersión.- Por lo general viene a ser un tratamiento previo a los otros lavados. En este caso se debe cambiar constantemente el agua para evitar que a la larga se convierta en un agente contaminante. Este método de lavado se realiza en recipientes. FIGURA 1: DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA ELABORACION DE MERMELADAS DE FRUTAS RECEPCION SELECCIÓN Y CLASIFICACIÓN

LAVADO

PRECOCCION

PULPEADO

FORMULACION COCCION

PREENFRIAMIENTO

ENVASADO

ENFRIADO

ETIQUETADO

ALMACENAMIENTO

2) Por agitación.- En este caso, la fruta es transportada a través de una corriente de agua continua. 3) Por aspersión.- Es muy utilizado en plantas de gran capacidad, por ser el más eficiente. Se debe tener en cuenta la presión, el volumen y la temperatura del agua, la distancia de los rociadores a la fruta, la carga de producto y el tiempo de exposición. PRECOCCION.- Con el objeto de ablandar la fruta, facilitando de este modo el pulpeado. Esta operación se realiza en agua a ebullición u otras temperaturas previo estudio. La precocción también sirve para inactivar ciertas enzimas amilasa y peroxidasa responsables del pardeamiento, de ser así se estaría hablando de un escaldado. PULPEADO.- Consiste en presionar la pulpa y así obtener un tamaño adecuado de

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jugos pulposos. La operación se debe ejecutar en equipos especiales denominados pulpeador acondicionado con mallas apropiadas. FORMULACION.- Operación consistente en el cálculo de ingredientes a adicionar a las marmitas durante la cocción. Los ingredientes son: fruta fresca y limpia, azúcar blanca refinada, agua (y/o jugo escurrido), pectina, ácido cítrico, benzoato de sodio. COCCION.- Se prepara el jarabe, sometiéndo el agua a ebullición, agregando inmediatamente el azúcar, hasta la disolución completa. Se adiciona la pulpa al jarabe y se lleva a fuerte ebullición en el tiempo corto más breve (evaporación del agua hasta una concentración deseada, cocción y pasteurización de la mezcla). Al aproximarse el punto óptimo, se adiciona la pectina, ácido cítrico y el preservante. La mezcla inicia a espesarse. El final de la operación se establece aproximadamente a 68Brix usando un refractómetro. La temperatura final de cocción estará a 105C. Es importante ajustar el pH a 3,3. PRE-ENFRIAMIENTO.- Finalizada la cocción, la mezcla es rápidamente enfriada hasta aproximadamente 85C. Esta operación se efectúa cambiando el suministro de vapor con la de agua en la camisa de la marmita. La razón es evitar la degradación de la pectina, inversión exagerada del azúcar, caramelización de la mezcla y obtener una buena gelificación del producto. ENVASADO.- Se requiere de los frascos y las tapas previamente lavados y pasteurizados a 80C con vapor de agua. El envasado es verter el producto en los frascos y se debe tener en cuenta:  Llenado aproximadamente a 75C para lograr una distribución uniforme en el frasco.  Dejar un espacio de cabeza equivalente a un 10% del volumen total del frasco.  Minimizar la variación de temperatura entre el primer y el último frasco a llenar. CIERRE DE FRASCOS.- Los frascos deben cerrarse rápidamente con las tapas para producir un vacío en el espacio de cabeza y evitar un mayor contacto del producto con el aire contaminado. Debe ajustarse correctamente las tapas. ETIQUETADO.- Pegar el rótulo impreso en el cuerpo del frasco. POST-ENFRIAMIENTO Y ALMACENAJE.- Luego de sellado y etiquetado los frascos se dejan en reposo sobre la mesa y al aire libre hasta enfriamiento completo. Luego se almacenan hasta su comercialización.   

DETERMINACION DEL PUNTO FINAL DE COCCION Cuando la concentración de sólidos solubles sea de 65 a 68Brix. Cuando la temperatura de la mezcla alcance los 104,44-105,00C. Este factor varía de acuerdo a la presión atmosférica. Mediante la prueba de la gota en un vaso de agua. Se introducen gotas de mermelada caliente en un vaso con agua fría y si llegan al fondo del vaso sin desintegrarse, la mezcla alcanzó el punto de gelatinización.

Los parámetros a controlarse son:  En la pulpa de la fruta: sólidos solubles, pH.  En la mermelada: sólidos solubles, pH.  Representación gráfica de Brix vs. Tiempo de cocción (cada 5 minutos) TIEMPO DE COCCION (MINUTOS)

°BRIX

5 10 15 20 ...

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V.

RESULTADOS Y DISCUSION 5.1. De acuerdo con el siguiente balance de materia, determinar la cantidad de mermelada a obtener: X(68) = Kg de fruta(°Brix) + Kg de azúcar(100)

Donde: X Kg de fruta Kg de azúcar Brix

= = = =

Cantidad de mermelada a obtener en Kg. Cantidad de fruta utilizada. Cantidad de azúcar utilizada. Grados Brix de la fruta utilizada.

5.2. Determinar el rendimiento de la fruta empleada en base a la pulpa y al producto final. 5.3. Realizar la evaluación sensorial del aroma, sabor, olor, textura y aceptabilidad del producto final. 5.4. Determinar el costo de la mermelada por kg. VI.

CUESTIONARIO 6.1. ¿Cuál es la función del ácido en una mermelada, y cuáles son los ácidos más usados en su fabricación? 6.2. ¿Es necesario agregar conservadores químicos a las mermeladas? ¿Por qué? 6.3. Mencionar brevemente los controles que se realizan en la mermelada como producto final. 6.4. Mencionar los defectos que se pueden encontrar en las mermeladas. 6.5. ¿Cuál es la importancia del orden en el que se agregan cada uno de los ingredientes?

VII.

BIBLIOGRAFIA 7.1. BERGERET, G. 1983. Conservas vegetales, frutas y hortalizas. Editorial Salvat. Barcelona, España. 7.2. CASTAÑEDA. 1998. Estudios para la elaboración de mermelada de chirimoya. Tesis UNA. Lima, Perú. 7.3. RAUCH. 1980. Fabricación de mermeladas. Acribia. Zaragoza, España. 7.4. TERLEIRA, 1988. Utilización integral de la naranja dulce para la elaboración de mermelada y frutas en almíbar. Tesis UNA. Lima, Perú. 7.5 TARAZONA, G. 1983. Procesos I. Facultad de Industrias Alimentarias, UNA-La Molina.

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PRACTICA N° 6 ELABORACION DE NECTARES A PARTIR DE FRUTAS I.

OBJETIVOS 1.1. Estudiar las diferentes etapas que intervienen en la elaboración de pulpas y néctares a partir de frutas. 1.2. Establecer las condiciones que rigen dicho proceso y evaluar las características de calidad del producto.

II.

FUNDAMENTO TEORICO Néctar.- Es el nombre comercial dado al producto constituido por el jugo y la pulpa de la fruta, finamente dividido y tamizado, adicionado de agua, azúcar y si es necesario de ácido orgánico y estabilizador apropiados, convenientemente preparado y sometido a un tratamiento térmico que asegure su conservación en envases herméticos. Los ingredientes de fruta son: puré, pulpa, jugo, o concentración equivalente al 40% del producto final, salvo algunas excepciones como: Manzana, albaricoque, damasco 35 % Moras, cerezas, guayaba 25 % Mango, abridor, papaya 35 % También se pueden utilizar combinaciones de frutas. La estabilidad asegura la salida de un producto homogéneo. La estabilidad dependen de la consistencia de la pulpa y de sus partículas conocidas como "stone cells" (generalmente de material no degradable, no digestible, osea contiene celulosa y lignina presente en la cáscara y pulpa) que tienden a sedimentar en el medio dispersante. Por ello es necesario el empleo de estabilizadores que evitan o retardan la precipitación de materias en suspensión. Para obtener los néctares de frutas, se deben realizar las siguientes operaciones: MATERIA PRIMA.- La materia prima a emplear deberá ser de buena calidad, en estado óptimo de madurez. El sabor de la fruta debe ser característico, es decir que se identifique como tal. El color es característico de cada fruta, muchas veces el consumidor relaciona el color para realizar sus compras en el mercado. El olor es una cualidad especial que posee cada fruta. Se debe tener en cuenta de conservar el aroma en el proceso. SELECCION-CLASIFICACION.- Se selecciona la fruta para identificar y separar las no aptas para el proceso. En cambio clasificar significa agrupar, ya sea de acuerdo al tamaño, madurez, etc. PESADO.- El pesado es importante para determinar rendimientos. Esta operación también debe ejecutarse en el momento que la materia prima llega a Planta. LAVADO.- Se hace con el fin de eliminar sustancias extrañas que puedan estar adheridas a ellas. Se puede realizar por inmersión y/o por agitación y/o por rociada, éste último es el más efectivo. Luego del lavado se recomienda sumergir la fruta en una solución de Tego al 0,5 % por un tiempo no menor de 15 minutos o cualquier otro desinfectante. PRECOCCION.- El objeto es ablandar la fruta, facilitando de este modo el pulpeado. Esta operación se realiza en agua a ebullición u otras temperaturas previo estudio. PELADO.- Dependiendo de la materia prima, esta operación puede ejecutarse antes o después de la precocción. La mayoría de las frutas son sometidas a un pulpeado con su cáscara. Esto siempre y cuando se determine que la cáscara no tiene ningún efecto que haga cambiar las condiciones sensoriales de la pulpa o zumo. El pelado se hace empleando máquinas especiales, o en forma manual para lo cual

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se hace uso de cuchillos de acero inoxidable. PULPEADO.- Consiste en presionar la pulpa y así obtener un tamaño adecuado de jugos pulposos. La operación se debe ejecutar en equipos especiales denominados pulpeador y acondicionado con mallas apropiadas. REFINADO.- La pulpa es pasada a una segunda operación para eliminar toda partícula superior a 1 mm de diámetro. Esta operación se puede realizar en el mismo pulpeador, previo cambio del tamiz o malla, por ejemplo: N° 1, N° 0,5 o menor. ESTANDARIZADO.- Para regular la dilución pulpa/agua, el pH (con ácido cítrico), Brix (con azúcar blanca refinada) y determinar la cantidad de estabilizante (CMC). Para el caso de zumos no se puede utilizar agua, ácido ni azúcar. MOLIENDA COLOIDAL Y/O HOMOGENIZADO.- Esta fase tiene como finalidad romper las partículas, obteniendo de este modo un producto uniforme para elaborar el néctar. Se puede utilizar 2 medios disgregantes:  Utilización de un molino coloidal, equipo acondicionado con piedra fina.  Utilizando un homogenizador, que trabaja a altas presiones. FILTRADO.- Esta operación se ejecuta siempre y cuando se tenga seguridad que existen partículas que por sus características aún están presentes en el producto. El filtrado se puede ejecutar dependiendo del producto luego del refinado, luego del estandarizado o luego de la molienda coloidal y/o homogenizado. PASTEURIZADO.- El pasteurizado implica tratamiento térmico. Esta operación es muy importante y sirve para inactivar la carga microbiana que pueda estar en el alimento, contribuyendo así a la vida útil del producto. Es muy importante tener en cuenta el tiempo y temperatura de ejecución. Se puede utilizar un equipo denominado pasteurizador de placas regulado para trabajar a 97C con un tiempo de permanencia del alimento de 30 segundos o en su defecto ollas para lo cual se debe dejar que el producto llegue a la temperatura de ebullición. A escala comercial no es recomendable utilizar ollas a presión atmosférica para pasteurizar debido a que tiende a hacer cambiar las condiciones sensoriales (sabor, color, olor, etc.). ENVASADO.- El envase sirve como medio de protección que coadyuva en la conservación del alimento. Se usan envases de plástico o vidrio. ENFRIADO.- Una vez cerrado el envase debe ser enfriado rápidamente con el objeto de conservar la calidad del producto. El enfriado evita el sobrecalentamiento del producto que puede influir en el cambio de las condiciones sensoriales y también contribuye en la conservación. ALMACENAJE.- Los envases que contienen a los productos deben ser limpiados y secados, para luego acondicionarlos en cajas de plástico. En esta etapa se recomienda realizar controles físico-químicos, tales como: humedad, sólidos solubles, vitamina C, pH, azúcares reductores, acidez total, densidad, mohos, levaduras, recuento total, y Evaluación sensorial. III.

MATERIALES Y EQUIPOS 3.1. Materia prima: frutas. 3.2. Insumos: azúcar blanca refinada, ácido cítrico U.S.P., carboximetilcelulosa (CMC), agua tratada pH 4,6 a 5,6. 3.2. Equipos: pulpeadora Bertuzzi, molino coloidal, pasteurizador, refractómetro National 0-32°Brix, olla con chaqueta de vapor, enchapadora manual, balanza analítica, pulpeador Brown, equipo de enfriamiento, potenciómetro. 3.3. Materiales: mesas de selección, tinas de lavado, cuchillos, termómetro, botellas de vidrio, chapas, etiquetas.

IV.

PROCEDIMIENTO

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La Figura 1, se muestra el Diagrama de operaciones para elaborar néctar de guanábana (Annona muricata L.).

FIGURA 1: DIAGRAMA DE OPERACIONES PARA ELABORAR NECTAR DE GUANÁBANA (Annona muricata L.). GUANÁBANA RECOLECCION TRANSPORTE RECEPCION SELECCIÓN Y CLASIFICACION LAVADO ESCALDADO

PELADO PULPEADO REFINADO ESTANDARIZADO HOMOGENIZADO PASTEURIZADO ENVASADO Y SELLADO ENFRIADO LIMPIEZA Y ETIQUETADO ALMACENAJE

ESCALDADO:  Agua en ebullición de 3 -7 minutos. ESTANDARIZADO:  Dilución (adición de agua).  Adición de azúcar (12-14°Brix), M.Sc. Ing° Agustín Julián Portuguez Maurtua

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 Adición de ácido cítrico: pH 3,6 -3,8  Adición de CMC (0,08%).  Adición de conservador: 0,05%.

FIGURA 2: DIAGRAMA DE FLUJO PARA LA ELABORACION DE NECTAR DE DURAZNO

DURAZNO RECEPCION SELELECCION Y CLASIFICACION LAVADO DESINFECTADO PRECOCCION PULPEADO REFINADO ESTANDARIZADO HOMOGENIZADO PASTEURIZADO ENVASADO Y SELLADO ENFFRIADO LIMPIEZA Y ETIQUETADO SELLADO ALMACENAJE

   

V.

CONTROLES Determinación de rendimientos: materia prima, pulpa, néctar. Determinación de sólidos solubles: pulpa, néctar. Determinación de pH: pulpa, néctar. Realizar una evaluación sensorial del color, aroma, textura, sabor, aceptabilidad general. CUESTIONARIO 5.1. Establecer las diferencias existentes entre jugos, néctares y bebidas base de frutas. 5.2. ¿Cuáles son los controles más importantes realizados para pulpas y néctares?

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5.3.

VI.

¿Cuáles son los conservadores más usados en la elaboración de pulpas y néctares?

BIBLIOGRAFIA 6.1. GUEVARA, A. y CACHO, L. 1993. Fabricación de fruta confitada, néctar y fruta en almíbar. Facultad de Industrias Alimentarias -T.T.A. UNA-La Molina. Lima, Perú. 6.2. QUISPE. 1986. Elaboración de pulpa y néctar de melón. Tesis UNALM. 6.3. SEVILLA, J. 1978. Procesamiento de papaya: pulpa, néctar y mermelada. Tesis UNALM.

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PRACTICA N° 7 ENLATADO DE FRUTAS Y HORTALIZAS I.

OBJETIVOS 1.1. Conocer experimentalmente las etapas para obtener productos enlatados. 1.2. Enseñar y aplicar los parámetros que gobiernan estos procesos. 1.3. Permitir el aprendizaje del manejo y funcionamiento de los equipos y materiales necesarios para las operaciones de enlatados.

II.

FUNDAMENTO TEORICO El enlatado de alimentos es una forma de conservación de los alimentos en recipientes cerrados, que generalmente implica un tratamiento térmico como factor principal en la prevención de las alteraciones. El enlatado es un producto envasado y esterilizado. Para la elaboración de enlatados de frutas y hortalizas es necesario conocer las variedades específicas aptas para ser procesado como tal, resaltando la forma, al tamaño, calor, grado de madurez, etc. En frutas el líquido de gobierno es jarabe y en el caso de hortalizas es agua salada. El líquido de cobertura se debe adicionar a una temperatura de 90C como mínimo. Enlatado de fruta.- La concentración de azúcar se equilibra entre la fruta y el líquido de cobertura. Para productos enlatados en almíbar existe una clasificación que proporciona la concentración mínima de azúcar en el jarabe del producto elaborado y es como sigue: Muy diluido = 10 Brix Diluido = 14 Brix Concentrado = 18 Brix Muy concentrado = 22 Brix La retención del ácido ascórbico, en el procesamiento de frutas ácidas y bayas es el orden de 80 al 95%. El blanqueo en agua caliente se utiliza casi en forma universal en la preparación de verduras para procesamiento. Las vitaminas solubles en agua se sujetan en este caso a la extracción, casi siempre limitada a una pérdida del 15 al 25 %. Las frutas son perecibles, conservarlas en estado fresco con tecnologías apropiadas solamente implica prolongar por un corto tiempo su vida útil. Si queremos contar con productos estables para ser consumidos en el tiempo y lugar que el hombre crea conveniente, se debe recurrir a las técnicas de procesamiento tal es el caso de la elaboración de la fruta en almíbar. COSECHA.- La cosecha de los frutos debe realizarse con el mayor cuidado posible a fin de no dañar la estructura. Se debe evitar los golpes ya que son focos de contaminación. TRANSPORTE.- En nuestro país por lo general las frutas son transportadas en jabas o cajones no muy apropiadas, motivo por el cual algunas frutas llegan deterioradas a su destino. Esto es lo más pronunciado en las frutas que se encuentran en los costados o en los bordes. Para prevenir los daños por transporte se recomienda cubrir las frutas con papel cera y en lo posible diseñar cajas que mantengan a las frutas en hileras. RECEPCION DE LA MATERIA PRIMA.- La recepción en planta, debe realizarse previa verificación de los pesos, y de no ser procesado inmediatamente, se procederá a almacenar en refrigeración. SELECCION-CLASIFICACION.- La selección es una operación que permite eliminar el producto deteriorado, picado por insectos o aquellos que no presentan cualidades adecuadas para el proceso. La clasificación permite tener productos uniformes en tamaño, color, grado de madurez, etc.

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LAVADO-DESINFECTADO.- El objeto es eliminar sustancias extrañas adheridas a la fruta, casi como un gran porcentaje de microorganismos y esporas causantes del deterioro. El lavado se puede realizar de tres formas: por inmersión, agitación y aspersión. PELADO O MONDADO.- El pelado se puede realizar de varias maneras dependiendo de las características de la fruta. a) Manual.- Para ello se utilizan cuchillos de acero inoxidable, especiales, provistos de una guía ajustable a fin de reducir las pérdidas de pulpa y darle una mejor uniformidad a la superficie de la fruta. Se debe realizar longitudinalmente del pedúnculo hacia el cáliz, nunca alrededor de la fruta. b) Mecánico.- Se utiliza en plantas de mayor capacidad, existen diseños especiales de mondadores para cada tipo de fruta. c) Pelado químico.- Ofrece mayores ventajas que las anteriores, se está utilizando mayormente en la actualidad debido a que permite un tratamiento rápido y muy uniforme del producto, causa menos pérdida de fruta y reduce los costos. La operación consiste en dar un baño en una solución de NaOH hirviendo. El tiempo está en función de la fruta, por lo general varía de 1 a 5', a concentraciones de 1 a 3 %. Transcurrida la operación se debe quitar los restos de NaOH al producto para evitar un mal sabor y un oscurecimiento, para ello se somete a la fruta ya tratada a un flujo de agua. La fruta es cortada y descorazada (eliminación de la semilla), esto está en función a la presentación final que se la quiere dar. El durazno es cortado en dos mitades y descorazado, la carambola cortada en rodajas, el mango cortado en tajadas, etc. BLANQUEADO O ESCALDADO.- La finalidad de esta operación es: Inactivar las enzimas estabilizando así el color y aroma, producir un ligero ablandamiento de la fruta, eliminar el O2 de los tejidos, eliminar el gusto a crudo o gustos desagradables impropios del producto y reducir la carga microbiana. El blanqueado se puede realizar de dos formas: Inmersión en agua caliente y Vapor directo. ENVASADO.- Antes de envasar se debe tener la fruta acondicionada y el jarabe o solución de cubierta preparada. Para preparar el almíbar o solución de cubierta se requiere de agua potable, limpia y menos dura posible. Las formulaciones están en función a la variedad de la fruta y al mercado consumidor. En general el almíbar debe estar comprendido entre los 25 y 35Brix iniciales, contenido de azúcar que se reduce a 20-25Brix en el equilibrio, por efecto de ósmosis y difusión donde la fruta suelta parte del agua de su composición y el azúcar penetra en ella. El pH de la solución, también dependerá del grado de acidez de la fruta, para frutas poco ácidas por ejemplo, tuna se recomienda pH comprendidos entre 2,8 a 3,8; para frutas ácidas pH de 3,5 a 4,0 para durazno por ejemplo 3,0 a 3,5. A la solución se le adiciona un espesante para darle cuerpo, tal como e C.M.C. al 0,07%, además se agrega conservador químico, el sorbato de potasio al 0,1 % y se lleva a la temperatura de 95°C, con lo que queda listo para el envasado. ELIMINACION DE AIRE O EXHAUSTING.- Consiste en eliminar el aire del espacio superior del envase, así como el disuelto en el producto, creando un vacío parcial dentro del envase. Por lo general esta operación se hace en los denominados túneles de vapor o exhauster, que consiste en hacer pasar los productos a través de un túnel el cuál está saturado de vapor, para lograr un vacío promedio de 10 a 15 pulgadas de Hg. SELLADO DE ENVASES.- Inmediatamente los envases son sellados, en esta etapa es muy importante realizar constantemente pruebas para verificar la calidad del sello.

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TRATAMIENTO TERMICO.- Se realiza en autoclaves, dependiendo de la variedad de la fruta, se puede aplicar 200 a 220F, y de 2,5 a 5,0 lb/pulg² durante 10 a 15 minutos. En el mismo equipo se realiza el enfriado, para ello se purga el vapor y lentamente se hace ingresar agua fría. ALMACENAJE.-Los envases son limpiados y secados, luego son almacenados en un lugar fresco, sombreado y ventilado. III.

MATERIALES Y EQUIPOS Frutas (durazno, papaya, piña), refractómetro, envases para lavado y blanqueado, cuchillos de acero inoxidable, solución de SO2 al 0,05 %, balanza, selladora, autoclave, envases de vidrio.

IV.

PROCEDIMIENTO La Figura 1, nos muestra el Flujo de operaciones para elaborar duraznos en almíbar. FIGURA 1:

FLUJO DE OPERACIONES PARA ELABORAR DURAZNOS EN ALMIBAR DURAZNO RECOLECCION

TRANSPORTE

RECEPCION

SELECCIÓN Y CLASIFICACION

LAVADO

PELADO QUIMICO

LAVADO CON AGITACION

DESCORAZADO

ENVASADO

EXHAUSTER

SELLADO

TRATAMIENTO TERMICO

ENFRIADO

ALMACENAJE

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         

PELADO QUIMICO: Solución NaOH al 2 %. Temperatura de ebullición. Tiempo 2 minutos. ENVASADO: Solución de cubierta: azúcar 35-38Brix. Ácido cítrico: pH 3,2. C.M.C.: 0,01 %. Sorbato de potasio: 0,025 %. TRATAMIENTO TERMICO: Temperatura: 220°F. Presión 5 lb/pulg². Tiempo: 8 -10 minutos.

FIGURA 2: FLUJO DE OPERACIONES PARA ELABORAR PIÑA EN RODAJAS EN ALMIBAR PIÑA RECOLECCION

TRANSPORTE

RECEPCION

SELECCIÓN Y CLASIFICACION

LAVADO

CORTADO

RODAJADO

ENVASADO

EXHAUSTER

SELLADO

TRATAMIENTO TERMICO

ENFRIADO

ETIQUETADO

ALMACENAJE

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SOLUCION DE CUBIERTA:  35Brix.  pH: 3,4.  C.M.C.: 0,07 %. TRATAMIENTO TERMICO:  Temperatura: 220F.  Presión 5 lb/pulg².  Tiempo: 10 minutos. V.

CUESTIONARIO 5.1. ¿Qué importancia puede tener el grado de vacío de un envase, durante y después de su procesamiento térmico? 5.2. ¿Qué tipo de envases para conservación de alimentos conoce y cuáles son sus usos? 5.3. ¿Qué microorganismo es tomado como referencia en el tratamiento térmico de productos enlatados cuyo pH es superior a 4,5? ¿Por qué?

VI.

BIBLIOGRAFIA 6.1. BAUHBARTNER, J. 1999. Conservas alimenticias. Acribia S.A. Zaragoza, España. 6.2. DESROSIER, N. 1992. Conservación de los alimentos. Continental S.A. México. 6.3. FRAZIER, W. 1995. Microbiología de los alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, España. 6.4. GIANOLA, C. 1984. La Industria de las frutas secas en almíbar y confitados. Héroes S.A. Madrid. 6.5. HEISS, R. 1998. Principios de envasado de alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, España. 6.6. JAY, J. 1998. Microbiología moderna de los alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, España. 6.7. MANUAL DE LA EDUCACION AGROPECUARIA. 1998. Elaboración de frutas y hortalizas. México. 6.8. TARAZONA, G. 1983. Procesos I. Facultad de Industrias Alimentarias, UNA-La Molina.

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PRACTICA N° 8 OBTENCION EXPERIMENTAL DE CURVAS DE CALENTAMIENTO I.

OBJETIVOS 1.1. Adquirir experiencia sobre la utilización del equipo y sus accesorios que permiten encontrar los datos básicos para la elaboración de las curvas de calentamiento y enfriamiento de productos enlatados. 1.2. Representar gráficamente la información experimental obtenida.

II.

FUNDAMENTO TEORICO El objetivo principal del tratamiento térmico de alimentos enlatados es de liberar a los alimentos de los microorganismos viables que puedan dañar la salud del consumidor o causar alteraciones en los alimentos que los hagan no apto para el consumo. Sin embargo, el tratamiento térmico tiene un efecto indeseable sobre algunos compuestos nutritivos de los alimentos como es el caso de las vitaminas termolábiles. La alteración microbiana de los alimentos enlatados, preservados por calor, se debe a la actividad de los microorganismos que sobreviven al tratamiento térmico de los envases, o llegan al interior de ellos después del tratamiento, a través de un mal sellado. Clasificación de los alimentos según su acidez: GRUPO 1: Poco ácido (pH mayor de 5). Productos cárnicos, marinos, leche, ciertas hortalizas. GRUPO 2: Semiácido (pH 5,0 a 4,5). Mezcla de carne y vegetales, pasta tales como "spaghetti", sopas y salsas. GRUPO 3: Ácido (pH 4,5 a 3,7). Tomates, peras, higos, piñas y otras frutas. GRUPO 4: Muy ácido (pH menor de 3,7). Encurtidos, toronja, jugos cítricos y ruibarbo. La principal demarcación de los alimentos por su acidez es el pH 4,5. Aquellos alimentos con pH por encima, de 4,5 necesitan tratamiento bajo presión (por encima de 100C). Por debajo de un pH 4,5 se inhibe el crecimiento del Clostridium botulinum, el más termorresistente de los microorganismos que intoxican los alimentos por lo que se considera innecesario el tratamiento térmico bajo presión.

III.

MATERIALES Y EQUIPOS Productos enlatados, termocupla y accesorios, registrador de temperaturas, recipiente o marmitas para ebullición de agua, termómetro, papel milimetrado, cronómetro.

IV.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Al inicio de la sesión de práctica, el profesor dará las instrucciones con respecto al procedimiento a seguir para la preparación del producto enlatado a fin de obtener la curva experimental de calentamiento y enfriamiento. Este procedimiento incluirá: preparación del envase, forma de colocar la termocupla y adecuación al medio de calentamiento. Durante el tratamiento térmico, los estudiantes registrarán los datos de temperatura y tiempo, tanto del calentamiento como del enfriamiento, debiendo llenar el Cuadro 1. RESULTADOS: a) Con los datos obtenidos experimentalmente que figuran en el Cuadro 1, graficar en papel milimetrado: TR vs θ y Tp vs θ, indicando todas las temperaturas durante el período de calentamiento y enfriamiento de un

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producto enlatado dentro del agua en ebullición. TR = Temperatura de la retorta (C). Tp = Temperatura del producto (C). T1p= Temperatura inicial del producto (C). CUT= Tiempo para elevar la TR a temperatura de trabajo constante (min.) T2 = Temperatura del agua de enfriamiento (C). θproc = Tiempo de proceso (minutos) CUADRO 1: CALENTAMIENTO Y ENFRIAMIENTO DEL PRODUCTO ENLATADO

θ (minutos) 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5

b)

TR (°C)

Tp (°C)

θ (minutos)

Con los datos obtenidos experimentalmente que figuran en el Cuadro 2, graficar en papel milimetrado: 1/F vs θ, teniendo en cuenta todas las temperaturas durante el período de calentamiento y enfriamiento de un producto enlatado dentro del agua en ebullición. La gráfica obtenida será la curva de letalidad térmica. -(T - To) / z F = Fox10 Donde: F : Tiempo de muerte térmica (TMT). Es el tiempo necesario para alcanzar una reducción de la población microbiana a cualquier temperatura letal. Fo : Es el valor que toma F, cuando la temperatura de tratamiento es de 250F (121,1C). Para el Clostridium botulinum, Fo = 2,45 min. (D250 = 0,21 min.). z : Expresa la variación de F, cuando la temperatura aumenta o disminuye. Es el número de grados de temperatura necesarios para modificar el valor de F en 10 veces. Para el caso del Clostridiun botulinum z = 18F.

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CUADRO 2: VALORES PARA DETERMINAR LA CURVA DE LETALIDAD TERMICA (LT)

θ (minutos)

T (°C)

To (°C)

Z (°C)

F (minutos)

1/F (min.-1

V.

CUESTIONARIO 5.1. ¿Porqué es importante determinar la curva de calentamiento y enfriamiento en un proceso térmico? 5.2. Con los datos obtenidos determine el tiempo de procesamiento térmico que requiere para eliminar el Clostridium botulinum bajo esas condiciones experimentales. 5.3. Analice Ud. que pasaría si modificamos el valor de "z" en 18°F. Fundamente gráficamente.

VI.

BIBLIOGRAFIA 6.1. 6.2. 6.3. 6.4.

DESROSIER, N. 1992. Conservación de los alimentos. Continental S.A. México. BAUMBARTNER, J. 1999. Conservas alimenticias. Acribia S.A. Zaragoza, España. BRENNAN, J. 1980. Las Operaciones de la ingeniería de los alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, España. GIANNONI SUCCAR, E.B. 1977. Evaluación y optimización del tratamiento térmico de alimentos enlatados. Tesis. UNA, La Molina. Lima-Perú.

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PRACTICA N° 9 CONTROL DE CALIDAD EN PRODUCTO ENLATADO I.

OBJETIVOS 1.1. Realizar los controles necesarios para establecer la calidad final del producto enlatado. 1.2. Realizar un análisis físico y sensorial de los productos enlatados.

II.

FUNDAMENTO TEORICO Se entiende por Control de calidad, a las actividades de inspección que se realizan en los procesos alimenticios, durante el procesamiento y almacenamiento para asegurar una buena calidad en el aspecto físico, químico, microbiológico y sensorial. Se debe asegurar que el producto elaborado cumpla con las normas de calidad fijadas por el ente inspector (gobierno) y que cubra las expectativas del consumidor. Cuando el control radica básicamente en la inspección del sellado del producto, el cual tiene que ceñirse a los parámetros definidos para cada tipo de lata. A esta operación se denomina control físico de los productos enlatados. Para completar la inspección se tienen que realizar análisis químico, microbiológico y sensorial. La evaluación sensorial, constituye un método que permite estimar las características sensoriales de los productos alimenticios. Se debe aplicar un test idóneo para cada uno de éstos, correspondiéndole asimismo un diseño y tratamiento estadístico ad hoc. La identificación y cuantificación de dichas características sensoriales, se llevan a cabo a través de algunos de los test analíticos descriptivos. Para este, caso, explicaremos el test de la escala categórica (estructurada o no), que consiste en lo siguiente: Las muestras codificadas del producto son presentadas simultáneamente a los miembros que componen el panel; se les proporciona una cartilla con las instrucciones de la evaluación. De inmediato el panelista deberá degustar el producto indicando a qué corresponde en una escala de frases cortas estructuradas, en orden ascendente o descendente de intensidad, que permitan medir el atributo de forma precisa (puede ser olor, color, textura, sabor, aceptación general). El score de intensidad de cada muestra nos permitirá hacer un análisis estadístico y establecer las diferencias significativas de las muestras. El análisis de los datos puede ser efectuado mediante el análisis de variancia, análisis de rango, análisis de regresión, presentación gráfica. Este método puede ser utilizado para el desarrollo de nuevos productos, para productos similares, mejoramiento de productos, cambios de proceso, reducción de costos, selección de una nueva materia prima, control de calidad, estabilidad en el almacenamiento, proporción de un producto. PRUEBAS ORIENTADAS AL CONSUMIDOR En las pruebas orientadas hacia las preferencias del consumidor, se selecciona una muestra aleatoria numerosa, compuesta de personas representativas de la población de posibles usuarios, con el fin de obtener información sobre las actitudes o preferencias de los consumidores. En las pruebas con consumidores no se emplean panelistas entrenados ni seleccionados por su agudeza sensorial; sin embargo los panelistas deben ser usuarios del producto. Por lo general, para este

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tipo de pruebas se entrevistan de 100 a 500 personas. Los resultados se utilizan para predecir las actitudes de una población determinada. Las entrevistas o pruebas pueden realizarse en un lugar central tal como un mercado, una escuela, centro comercial, o también los hogares de los consumidores. Una verdadera prueba orientada al consumidor requiere seleccionar un panel representativo de la población escogida como objetivo. Debido a que este proceso es caro y requiere bastante tiempo, frecuentemente se utilizan paneles internos de consumidores en la etapa inicial de los estudios de aceptabilidad de un producto. Estos paneles internos están integrados por personal no especializado de la organización y generalmente se llevan a cabo antes de iniciar las verdaderas pruebas dirigidas al consumidor. Por lo general, estos paneles internos (paneles piloto de consumidores) están integrados por un número de 30 a 50 panelistas no entrenados, seleccionados dentro del personal de la organización donde se lleva a cabo la investigación del producto. PRUEBAS ORIENTADAS AL PRODUCTO En las pruebas orientadas hacia el producto, se emplean pequeños paneles entrenados que funcionan como instrumentos de medición. Los paneles entrenados se utilizan para identificar diferencias entre productos alimenticios similares o para medir la intensidad de características tales como el sabor (olor y gusto), textura o apariencia. Por lo general, estos paneles constan de 5 a 15 panelistas seleccionados por su agudeza sensorial, los que han sido especialmente entrenados para la tarea que se realizará. Los panelistas entrenados no deben utilizarse para evaluar la aceptabilidad de alimentos, ya que, debido a su entrenamiento especial, no sólo son más sensibles a las pequeñas diferencias que lo que es el consumidor promedio, sino que también pueden poner a un lado sus preferencias y aversiones cuando están midiendo parámetros sensoriales. II.

MATERIALES Y EQUIPOS Conservas de productos (3), vasitos descartables, potenciómetro, refractómetro, micrómetro, NaOH 0,1 N, fenolftaleína, pipeta, bureta.

IV.

PROCEDIMIENTO Se seguirán las siguientes operaciones: Control del aspecto externo de las latas: se observará el grado de limpieza, óxidos, abolladuras, dimensiones, etiquetado, información de la lata (fabricación, lote, fecha de producción). Peso bruto de la conserva. Control del cierre: altura, espesor y profundidad. Control del vacío: medir con el vacuómetro y expresar el vacío en mm Hg. Abertura de la lata. Control del aspecto interno de la conserva: espacio libre, tara, peso neto, pH del líquido de gobierno, acidez total (expresar en ácido cítrico), Brix del líquido de gobierno, cantidad del líquido de gobierno, barniz.

     

EVALUACION SENSORIAL Se utilizará la prueba de Rating, que consiste en evaluar al producto en función a su color, sabor, olor, textura y aceptabilidad general, asignando una escala de 1 a 5, donde 1 representa el valor mínimo y cinco representa el valor máximo que Ud. asignará a cada uno de los atributos antes mencionados.

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Para realizar la evaluación sensorial del producto se deberá:  Formar un panel de evaluación no entrenado integrado por 10 personas.  Realizar pruebas de degustación de las muestras.  Evaluar las siguientes características: color, sabor, olor, textura y aceptabilidad general.

ATRIBUTO Color Sabor Olor Textura Aceptabilidad general

1

2

3

4

5

 Extracción del gancho de la tapa del envase: Se someterá a mediciones, observación de arrugas, defectos, etc.  Análisis del gancho del cuerpo.  Dimensiones del envase. V.

RESULTADOS Y DISCUSION Discutir los resultados comparándolos con los estándares que se encuentren en la literatura.

VI.

CUESTIONARIO 6.1. ¿Qué importancia tiene el control del sellado en productos enlatados? 6.2. ¿Indique Ud. las causas principales que ocasionan las fallas en el sellado de envases de metal? 6.3. ¿Cuál es la importancia del uso de los barnices que recubren las latas tanto interna como externas? ¿Indique qué tipo de barniz se utilizan para los siguientes productos: carnes rojas, pescado, espárragos, pasta de tomate, néctares y frutas en conserva?

VII.

BIBLIOGRAFIA 7.1. BERGERET. 1983. Conservas vegetales, frutas y hortalizas. Salvat. Barcelona. España. 7.2. CIVILLE, et al. 1981. Control de calidad de alimentos. Agroquímica y tecnología de alimentos. 7.3. DESROSIER, N.W. 1992. Elementos de tecnología de alimentos. Continental S.A. México. 7.4. HERSOM, A.C. 1980. Conservas alimenticias. Acribia. Zaragoza, España. 7.5. MACKEY, A.; FLORES DE MARQUEZ, I. & SOSA. 1984. Evaluación sensorial de alimentos. CIEPE. San Felipe. Venezuela. 7.6. OSORIO, G. 1980. Control, evaluación y corrección del doble cierre en envases metálicos. Instituto Tecnológico Pesquero. Lima, Perú. 7.7. WATTS, B.M.; YLIMAKI, G.L. Y JEFFERY, L.E. 1989. Métodos sensoriales básicos. Centro Internacional de investigaciones para el desarrollo. Ottawa, Canadá. 7.8. TARAZONA, G. 1983. Procesos I. Facultad de Industrias Alimentarias, UNA-La Molina.

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PRACTICA N° 10 INFLUENCIA DE LA REFRIGERACION Y CONGELACION EN LA CALIDAD DE LOS ALIMENTOS I.

OBJETIVOS 1.1. Observar el comportamiento de algunos alimentos cuando éstos son almacenados en refrigeración y congelación. 1.2. Apreciar, comprender y evaluar la calidad de los alimentos dañados por el frío.

II.

FUNDAMENTO TEORICO La mayor parte de los alimentos para el consumo humano, son altamente perecibles, y para prolongar su vida de almacenamiento, es necesario utilizar métodos de conservación como la refrigeración y la congelación. El daño por frío es un fenómeno fisiológico que puede ocurrir en frutas y hortalizas cuando son expuestas a bajas temperaturas. Los frutos de origen tropical se ven afectadas cuando son sometidas antes o después de la cosecha a temperaturas sobre el punto de congelación, pero por debajo de 10C. 2.1. Influencia de la rapidez de enfriamiento.- Al estudiar la influencia de los procesos de refrigeración y congelación de los productos alimenticios, es necesario establecer una distinción entre:  Alimentos de estructura celular, que son la mayoría: carnes, pescados, verduras, frutas, legumbres, etc.  Alimentos sin estructura celular: algunas salsas. La membrana celular, que en el caso de las células de origen animal está compuesta por una serie de capas lipoproteínicas, y que en el caso de las células vegetales puede intervenir también una capa de celulosa para dar consistencia a la célula. La función de la membrana celular es básica para la vida de la célula ya que es la encargada de dejar pasar los nutrientes hacía el interior y de permitir la salida de las sustancias tóxicas resultantes de su metabolismo. La membrana ejerce por lo tanto una función permeable selectiva. Esto es muy importante en los procesos de refrigeración y congelación de los alimentos. 2.2. Influencia de la refrigeración.- La refrigeración es aquella operación unitaria mediante el cual utilizando temperaturas que están por encima del punto de congelación del agua (0C), se conserva el alimento por un tiempo determinado, dependiendo de las características del alimento. El objetivo de la refrigeración es retardar el deterioro por procesos microbiológicos, químicos y físicos. Las mermas de la calidad obedecen sobre todo a la acción de las bacterias psicrófilas (Pseudomonas, Flavobacterium, Achromobacterium) y de algunos mohos (Monilia, Penicilium, Thammidium, Cladosporium). Los cambios comunes en los alimentos durante su almacenamiento en refrigeración son: pérdida de firmeza y vigor en las frutas y hortalizas; cambios en el color de la carne roja; oxidación de grasas; reblandamiento de los tejidos y escurrimiento del pescado; pérdida de frescura en los pasteles; formación de terrones y costras en los alimentos granulares; pérdida de sabor; y un gran número

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de manifestaciones del deterioro microbiano, a menudo exclusivas a un alimento específico y causadas por algún organismo generador de la descomposición. Pero el efecto más significativo de la refrigeración sobre las características organolépticas de los alimentos es el endurecimiento provocado por la solidificación de las grasas y aceites. Se ha comprobado que las pérdidas del valor nutritivo de los alimentos del tipo cocinados-refrigerados son las siguientes: pérdidas insignificantes en tiamina, riboflavina y retinol, pero pérdidas diarias del 3,3 al 16% a 2C en el contenido de vitamina C. Esta fluctuación se debe a los diferentes tiempos de enfriamiento, temperaturas de almacenamiento, grado de oxidación, proporción de la superficie del alimento expuesta al aire y condiciones durante el recalentamiento. 2.3. Influencia de la congelación sobre los alimentos.- La congelación es aquella operación unitaria en la que la temperatura del alimento se reduce por debajo de su punto de congelación, con lo que una proporción elevada del agua que contiene cambia de estado formando cristales de hielo. La duración de la conservación está claramente ligada a la temperatura; los alimentos congelados no son inertes, su calidad desciende progresivamente durante el almacenamiento a causa de modificaciones físicas y químicas. Las temperaturas bajas son costosas y difíciles de mantener. En la práctica se adopta 18C para la mayoría de los alimentos. Básicamente podemos diferenciar dos procesos de congelación:  Congelación lenta, conseguida con sistemas tradicionales.  Congelación muy rápida, conseguida con gases criogénicos y sobre todo con nitrógeno líquido, que es el gas criogénico por excelencia. Cuando la congelación es lenta, el agua retenida se congela formando cristales grandes. Pero hay que distinguir entre el agua retenida en el interior de las células y el agua retenida en los espacios intercelulares. El agua presente en los espacios intercelulares tiene una concentración menor en nutrientes que la que hay en el interior de la célula. Por ello congela antes haciendo que el fluido extracelular se concentre en nutrientes, lo que provoca una salida de agua de las células circundantes para compensar esa concentración. Esto provoca una contracción de las células, una deshidratación y desnaturalización de las proteínas contenidas en ellas, rotura de la membrana celular, etc. En resumen, con la congelación lenta se provoca la rotura de la estructura celular de los alimentos. Cuando la congelación es muy rápida, como cuando se utiliza nitrógeno líquido, se congela el agua presente en el interior de la célula formando pequeños cristales, antes de que se formen cristales más grandes extracelulares, de esta forma se preserva la estructura celular del producto congelado. Como efectos del almacenamiento en congelación tenemos:  Efecto de una gradiente de temperatura: produce desecación superficial, pérdida de peso, endurecimiento, manchas pardas o verdosas en aves.  Quemadura del frío: desecación del tejido superficial de un alimento, producción de manchas oscuras en el tejido animal.  Bolsas de hielo: se produce en alimento de forma irregular, como el pollo en donde debe eliminarse todo el aire.  Desnaturalización proteica: las proteínas globulares son más sensibles a los

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      

cambios de temperatura y pH de su entorno. Ejemplo en la congelación de la leche causa gelificación parcial de los constituyentes proteicos. Retracción del almidón: cuando el almidón está en forma de gel y se deja reposar en un congelador, las cadenas lineales de amilosa, se agregan como si cristalizaran, y se libera el agua previamente retenida en el interior de la estructura. Degradación de los pigmentos: en verduras (incluso escaldadas), la clorofila se transforma en feofitina (color marrón). Pérdidas vitamínicas: las hidrosolubles, ejemplo, vitamina C, ácido pantoténico. Actividad enzimática residual: la pérdida de calidad de verduras y frutas se debe a la polifenoloxidasa que provoca pardeamiento, o a la actividad de la lipoxigenasa que desarrolla aroma y olores extraños. Oxidación de lípidos: aromas y olores extraños. Floculación de materias en suspensión: ejemplo en zumos de frutas. Recristalización progresiva: modifica desfavorablemente la textura de diversos alimentos tales como helados, o el aspecto de otros como el pollo congelado.

III.

MATERIALES Y EQUIPOS 3.1. Materiales y equipos: Frutas, hortalizas y carne (lechuga, palta, plátano, carne). Papel filtro, termómetro, refractómetro, potenciómetro, balanza, prensa manual, tenderómetro, cámaras de refrigeración y congelación.

IV.

PROCEDIMIENTO 4.1. Los alimentos como lechuga, palta, plátano, etc. se dañan irreparablemente si son almacenados a temperatura cercana al punto de congelación. En este experimento se estudiará este fenómeno. a. Almacenar plátanos, paltas, lechugas (en estado pintón) a 34F (1,1C) por una semana en la refrigeradora. b. Observar los cambios sufridos por los alimentos en el transcurso de una semana, hacer evaluaciones diarias. c. Sacar los alimentos del refrigerador y observar su comportamiento con el tiempo, aspecto general, maduración, textura, color, olor, peso, etc. 4.2. Evaluar el comportamiento de la carne antes y después de haber sido mantenida en refrigeración y congelación y sin empaque por una semana, desarrollando pruebas de textura, capacidad de retención de agua (CRA), pH, peso total, color, olor, etc. a.

      

Determinación del CRA El CRA mide el poder de un alimento para atar agua. Este índice se puede relacionar con el grado de desnaturalización de las proteínas del alimento, a mayor CRA menor desnaturalización. Para determinar el CRA, se procede de la siguiente manera: Hacer pruebas por duplicado de cada muestra. Pesar cuatro papeles filtro absorbente para cada muestra. Pesar 3 g de músculo de cada muestra. Colocar en un molde para prensar, previa colocación de los cuatro papeles filtro. Prensar por 5 minutos. Pesar los cuatro papeles de filtro humedecidas. Calcular el CRA. CRA = 100 (1 – Peso de agua expulsada de la muestra) / (peso de muestra)

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 Comparar los CRA's de cada una de las muestras. b. c.

Cocer las muestras que estuvieron en refrigeración y congelación en agua hirviendo. Determinar la textura de cada muestra: c.1. Suculencia CARACTERISTICA PUNTAJE Muy jugosa 7 Bastante jugosa 6 Jugosa 5 Poco jugosa 4 Casi reseca 3 Reseca 2 Muy reseca 1 c.2. Dureza CARACTERISTICA Muy suave Bastante suave Suave Normal Poco dura Dura Muy dura

Relacionar almacenamiento.

los

valores

PUNTAJE 7 6 5 4 3 2 1 con

el

tipo

de

temperatura

de

V.

RESULTADOS Y DISCUSION Reportar los resultados de cada uno de los experimentos realizados y discutir en base a los datos y a la revisión bibliográfica.

VI.

CUESTIONARIO 6.1. ¿De qué manera se manifiesta el daño por frío en la distintas frutas y hortalizas? 6.2. ¿En qué consiste la quemadura por congelación? 6.3. ¿Cuál es la diferencia entre: punto criohídrico, punto eutéctico y punto de congelación de una solución de agua y azúcar? ¿Se puede aplicar estos términos a un alimento como la carne de res? Explique y fundamente. 6.4. ¿Qué productos son susceptibles a ser dañados por el frío cuando son almacenados a temperaturas solo moderadamente bajas? 6.5. ¿De qué manera influye la congelación sobre: parásitos, microorganismos, enzimas, proteínas, grasas, azúcares y vitaminas? 6.6. ¿En qué consiste el daño por descongelación?

VII.

BIBLIOGRAFÍA 7.1. 7.2. 7.3.

BRAVERMAN, J. 1997. Introducción a la bioquímica de los alimentos. Omega S.A., Barcelona, España. BRENNAN, J. 1980. Las operaciones de la ingeniería de alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, España. CHEFTEL, J. y CHEFTEL, H. 1991. Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, España.

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7.4.

COX, P.M. 1987. Ultracongelación de alimentos. Acribia S.A. Zaragoza, España. 7.5. DESROSIER, N.W. 1993. Conservación de alimentos. Continental S.A. México. 7.6. FELLOWS, P. 1994. Tecnología del procesado de los alimentos: Principios y prácticas. Acribia S.A. Zaragoza. 7.7. GRUDA, Z. y POSTOLSKI, J. 1985. Tecnología de la congelación de alimentos. Acribia S.A. Zaragoza. 7.8. LEWIS, M.J. 1993. Propiedades físicas de los alimentos y de los sistemas de procesado. Acribia S.A. Zaragoza, España. 7.9. MADRID, A. 1994. Refrigeración, congelación y envasado de los alimentos. Madrid, AMV Ediciones y Mundi-Prensa. 7.10. PLANK, N. 1980. El empleo del frío en la industria de la alimentación. Reverte S.A. España. 7.11. POTTER, N. 1985. La ciencia de los alimentos. Edutex S.A. México.

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