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UNIVERSIDAD NACIONAL DE JULIACA ESCUELA PROFESIONAL INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

Procesamiento de productos agropecuarios andinos Elaboración pan parcialmente sustituida con harina de Quinua (Chenopodium Quínoa Willd) Tipo de trabajo practica de laboratorio Nº 1

Informe final de practica de laboratorio

Presentado por: Ivan Mardoqueo Monrroy Lopez Docente: Ing. Marco Antonio Rojas Barreto

Semestre VIII Juliaca, Perú 2019

2 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ I.

INDICE ........................................................................................................ 2

II.

RESUMEN .............................................................................................. 3

III.

OBJETIVOS ............................................................................................ 3

IV.

MARCO TEORICO .................................................................................. 3

4.1

Pan ...................................................................................................... 3

4.1.1 Clases de pan ................................................................................. 4 4.1.2 Composición ................................................................................... 4 4.2

Ciencia y tecnología del Pan ................................................................ 5

4.2.1 Amasado......................................................................................... 5 4.2.2 Fermentado .................................................................................... 6 4.2.3 Horneo ............................................................................................ 7 4.3

Ingeniería de panificacion .................................................................... 7

4.4

Harina de trigo (Triticum vulgare) ......................................................... 8

4.5

Harina de Quinua (Chenopodium quínoa W)...................................... 10

4.6

Insumos ............................................................................................. 12

4.6.1 Levadura ....................................................................................... 12 4.6.2 Manteca ........................................................................................ 12 4.6.3 Azúcar........................................................................................... 12 4.6.4 Sal ................................................................................................ 12 4.6.5 Agua ............................................................................................. 13 4.6.6 Anís .............................................................................................. 13 4.6.7 Leche ............................................................................................ 13 V.

METODOLOGIA .................................................................................... 13 5.1

Materiales .......................................................................................... 13

5.2

Insumos ............................................................................................. 13

5.3

Metodología ....................................................................................... 13

5.3.1 Diagrama de flujo proceso de elaboración de Pan ........................ 15 VI.

RESULTADOS ...................................................................................... 16

VII.

DISCUSIONES ...................................................................................... 17

Elaboracion de pan parcialmente sustituida con Quinua

2

3 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ VIII.

CUESTIONARIO ................................................................................ 17

IX.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ....................................................... 17

X.

ANEXOS ............................................................................................... 18

I.

RESUMEN

II.

OBJETIVOS  Elaborar pan de quinua y analizar fenómenos que ocurren durante la elaboración del pan.

III.

MARCO TEORICO 3.1 Pan La industria de la panificación como tal es una de las más antiguas del mundo,

a esta industria se le ha considerado universalmente como la de mayor importancia en la alimentación humana. Gradualmente se están implantado nuevas tecnologías para la producción de variedad de panes, de acuerdo a sus características ha sido enfocado a mejorar la funcionabilidad y el mejor aprovechamiento de los recursos naturales para hacer crecer a la industria de la panificación (Moreno & Pizarro, 2013). El pan es el producto perecedero resultante de la cocción de una masa obtenida por la mezcla de harina de trigo, harina de quinua, azúcar, levadura, manteca, sal comestible y agua potable, fermentada por especies propias de la fermentación panadería, como Saccharomyces cerevisiae. Las harinas más habituales son: trigo, centeno, cebada, maíz, arroz, patatas y soja; es frecuente, no obstante, que se use harina de legumbres y frutos secos. El medio líquido también varía, usándose desde la antigüedad el agua, la leche o el suero de esta, bebidas alcohólicas como el vino o la cerveza, e incluso mezclas avinagradas (Alvarez & Tusa, 2009). (Mesas & Alegre, 2002) menciona que la composición media de las harinas panificables oscila entre los siguientes valores: Tabla 1 Composición de las harinas panificables Composición Humedad

Porcentaje 13-15 %

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4 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ Proteínas

9-14%

Almidón

68-72%

Cenizas

0.5-0.65%

Materia grasas

1-2%

Azucares fermentables

1-2%

Materias celulósicas

3%

3.1.1 Clases de pan 

Pan común Debe presentar el sabor y olor característico del producto fresco y bien cocido. Su sabor no debe ser amargo, ácido o con indicios de rancidez. Debe presentar una corteza de color uniforme, sin quemaduras, ni hollín u otras materias extrañas. La miga debe ser elástica, porosa, uniforme, no pegajosa ni desmenuzable.



Pan especial Se obtiene añadiendo a la fórmula de pan elementos enriquecedores, como: huevos, malta, nueces, coco, miel, dulces de frutas, queso, licor, leche, grasa comestible (animal o vegetal), aditivos autorizados, otros permitidos.

 Pan precocido Se entiende por pan precocido a la cocción en dos tiempos: en la primera fase se hornea aproximadamente un tercio del tiempo de cocción, utilizando una de las dos técnicas existentes para ello (refrigerando el pan con una conservación limitada de dos o tres días cuando está ausente de algún tratamiento especial o de conservante o, lo más utilizado, la congelación manteniéndose en este estado hasta el horneado final); en la segunda fase se completa la cocción.

3.1.2 Composición Tabla 2 Composición nutricional del pan por cada 100 gr Nutrientes Agua Energía Proteína Grasas Carbohidratos Fibra Ceniza

Cantidad 27 gr 277 Kcal 8.4 gr 0.2 gr 62.9 gr 0.6 gr 1.5 gr

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5 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ Calcio Hierro Zinc Tiamina Riboflavina Niacina Vitamina C (Collazos, 1996).

35 mg 100 mg 0.74 mg 0.11 mg 0.16 mg 1.4 mg 1 mg

3.2 Ciencia y tecnología del Pan 3.2.1 Amasado El objetivo del proceso de amasado es el de formar y desarrollar la estructura del gluten (también llamado malla proteica), transformando las propiedades físico-químicas de la masa para permitir la siguiente fase de Fermentación Primaria y convirtiéndola en extensible y elástica a la vez, con capacidad de estiramiento sin desgarro. La calidad del amasado dependerá básicamente de los siguientes factores como la Calidad y cantidad de proteína en la harina, Grado de oxidación de la misma (envejecimiento) y Contenido en grasas de la harina (Moreno & Pizarro, 2013). Además, también mencionan que el amasado tiene importantes funciones: Homogeneización de la mezcla, consiguiendo la unión íntima de los componentes como paso previo a las transformaciones deseadas. La absorción de agua durante el amasado viene principalmente producida por la proteína de la harina que aumenta el doble su volumen inicial, por el almidón dañado que oscila entre un 5-7% del total del almidón, que ejerce un efecto de absorción rápido, por la pequeña proporción de dextrinas constantes en la harina antes de la actuación de los enzimas diastáticos y, por último, de las pentosas. Preparación de la estructura del gluten, comienza con la hidratación de los albuminoides constituyentes del mismo, su distribución por toda la masa posibilitará la formación de la red o estructura que le confiere sus propiedades de elasticidad y plasticidad que, a su vez, sirven para retener los productos gaseosos de la fermentación (CO2). Blanqueado de la masa, que se produce por la acción oxidante del oxígeno del aire. Durante el amasado se introduce aire en la masa que, aunque no queda incorporado a ella, actúa en la forma mencionada. Aumento del volumen, que es producido en primer lugar por su contacto con el oxígeno y posteriormente, por la incorporación de la levadura. Por lo que durante el amasado ya existe una pequeña fermentación.

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6 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ El proceso de amasado añade energía a la masa, de modo que tiende a elevar la temperatura. La hidratación de la masa también desprende calor, pudiéndose llegar a sobrepasar los límites razonables. Tendremos que tomar medidas para controlar la temperatura como la adición de agua fría.

3.2.2 Fermentado Comprende todo el tiempo transcurrido desde la mezcla hasta que el pan entre al horno (a una temperatura de 32 a 35 grados centígrados. Fermentación alcohólica o fermentación de levadura, su temperatura ideal es de 26°C, En la fermentación alcohólica se tiene 2 puntos importantes que son la producción y retención de gas. factores que influyen en la retención de gas: Suministro adecuado de azucares, aumento en la concentración de la levadura, temperatura adecuada 26 a 27°C. Factores que reducen la producción de gas: Exceso de sal, temperaturas excesivamente altas o bajas, cantidades inadecuadas de levaduras, fermentación corta. (Stanley et al. 2002.)  La fermentación láctica consiste en un proceso mediante el cual la lactosa, una vez hidrolizada en monosacáridos, se transforma en ácido láctico por mediación de los lactobacillus.

Los lactobacilos existen en la harina, aunque también se pueden encontrar en la levadura prensada en pequeño número, posibilitando en este caso su acceso a la masa. Actúan débilmente a la temperatura normal de fermentación de la masa, requiriéndose unos 35ºC para ejercer su actividad plenamente. (Coultate, 2007).  La fermentación butírica se produce tras la aparición del ácido láctico en la masa. Diversas bacterias actúan sobre el ácido láctico, transformándolo en butírico y produciéndose el desprendimiento de anhídrido carbónico e hidrógeno.

Estas bacterias no deben ser fuente de problemas, ya que su mayor actividad se realiza a temperaturas superiores a 38ºC. Sólo en el supuesto de que la temperatura de la masa se eleve por encima de los 32ºC, es

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7 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ posible que se produzca una ligera fermentación, con el consiguiente efecto negativo sobre el sabor del pan (Brandt et al.2005). En cualquier fermentación panadería, se producen tres etapas fundamentales. Nunca hay que considerar que el tiempo de fermentación, es el tiempo de permanencia de la pieza en la cámara de fermentación, ya que este, comienza en el momento que se añade la levadura a la amasadora.

3.2.3 Horneo El objetivo del horneo es cocer la masa, transformarla en un producto apetitoso y digerible. La temperatura adecuada para la cocción del pan es de 190 y 270 °C (Moreno & Pizarro, 2013). Se realizan los siguientes cambios Aumenta la actividad de la levadura y produce grandes cantidades de CO2, a una temperatura de 4 °C, las células de las células de las levaduras inactivan y cesa todo aumento de volumen, a los 55 °C la levadura muere, algunas de las células de almidón explotan comenzándose en jalea. La diastasa transforma el almidón en maltosa, al llegar a 77 °C cesa la acción de la diastasa, entre los 50 y 80 °C las proteínas del gluten se modifican, empieza la caramelizacion de la capa externa del pan desde los 110 a 120°C. A los 200 °C el pan esta cocido. (Brandt et al. 2005).  Inactivación de las levaduras y muerte a 55ºC.  Caramelizacion de los azúcares y coloración de la corteza.  Gelificación del almidón, finalizando en una cristalización del mismo y proporcionando la estructura final del pan.

3.3 Ingeniería de panificacion Existen la tendencia con lanzamientos de nuevos productos en argentina se venden panes sin sal con Fito esteroles, omega 9 y 0% grasas trans y vitamina D que contribuye a proteger el sistema cardiovascular (Moreno & Pizarro, 2013). Se realizan panes con la adición de kefir en las masas de trigo, aumento el pH del pan de 4.1 a 5.6 y aumento la acidez de 1.0 a 2.3 para los panes fermentados con kefir. El pan adicionado con el kefir presento sabor, suave, con un aroma lácteo y miga más suave, que para el pan control sin adición de kefir. En general los panes hechos con masa fermentada adicionadas con kéfir presentaron mayores propiedades sensoriales, además de que la adición de kéfir mejoró la vida de anaquel del pan (aumentando de 4 a 6 días) (Velasquez-Melendez, 2017). Elaborar un pan apto para celiacos a partir de harina de cañihua y evaluar su grado de aceptabilidad por consumidores celíacos, a partir de resultados que se determinó que el pan que contenía; 8,3% harina de cañihua,15,4% almidón de

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8 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ yuca,3,8% de suero de leche y 1,2% de goma Xantan fue el que presentó mayor aceptabilidad, el pan de cañihua fue evaluado sensorialmente por un panel de celiacos consumidores habituales de pan quienes establecieron para éste producto una aceptabilidad general de 4,6 / 5 puntos de una escala hedónica lo que equivalió a un “me gusta mucho” (Zegarra, 2018). El estudio la microestructura del pan es fundamental tal como muestra (RiveraFlores, 2014) en su tesis de maestría él estudio de masas y panes. Figura 1 Microestructura de masa

Fuente: (Rivera-Flores, 2014). De izquierda a derecha. Miga de pan de trigo (100x), masa de trigo (1000x) y masa de trigo (2000x). Se aprecia en la figura 1 como el gluten forma una red que da a la masa y a la miga su estructura. En la foto del medio se ve la masa de trigo, en ella se ve que el tamaño bimodal de los gránulos de almidón en trigo refuerza la masa y por consiguiente refuerza la miga del pan como se observa también en las fotos de pan. Esta situación es diferente en la imagen de panes sin gluten. Durante la fermentación no se aprecian cambios microestructurales grandes sufridos por los gránulos en sí mismo y el único cambio apreciable que se ve en cada masa corresponde al ocasionado por la presencia de gas derivado de la fermentación

3.4 Harina de trigo (Triticum vulgare) El trigo es un producto vegetal y la planta gramínea más ampliamente cultivada del mundo, es un cereal que produce granos, mismos que son considerados como alimento que contienen nutrientes entre ellos: carbohidratos proteínas, grasas, minerales y vitaminas. El trigo es una planta herbácea de la familia gramínea y género triticum, el trigo tiene sus orígenes en la antigua Mesopotamia. Las más antiguas evidencias arqueológicas del cultivo de trigo vienen de Siria, Jordania, Turquía e Iraq. Las primeras formas de trigo recolectadas por el hombre eran del tipo Triticum monococcum y T. dicocccum, caracterizadas fundamentalmente por tener espigas frágiles que se

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9 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ disgregan al madurar. El trigo produjo más alimento al ser cultivado, este hecho provocó una auténtica revolución agrícola en el denominado creciente fértil.

Figura 2 Trigo en producción

Fuente: Google La harina es un producto que se obtiene de la molienda y el cernido del trigo, después de separados la cáscara, el afrecho y el germen. Es de color marfil, fina y muy suave al tacto (semilla reducida a polvo). Tabla 3 Taxonomía del trigo

Fuente: (Alvarez & Tusa, 2009).

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10 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ Tabla 4 Valor nutritivo de la harina de trigo por 100 gr

Fuente: (Alvarez & Tusa, 2009).

3.5 Harina de Quinua (Chenopodium quínoa W) Es una planta conocida también como arrocillo, trigo inca, Kiuna, y arroz del Perú. Es netamente americana (Andes de Perú, Colombia, Ecuador, Chile y Bolivia) y se cultiva desde hace unos 3000 a 5000 años. La quinua es el cereal más importante, cuya planta es de clase dicotiledónea y produce un grano y semilla de color blanco amarillento y tiene un excepcional balance de proteínas, grasa, aceite y almidón (Alvarez & Tusa, 2009).

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11 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ Tabla 5 Clasificación taxonómica de la Quinua

Fuente: (Alvarez & Tusa, 2009).

Tabla 6 Valor nutritivo de la Harina de Quinua por 100 gr

Fuente: (Collazos, 1996).

Desde el punto de vista nutricional y alimentario la quinua es la fuente natural de proteína vegetal de alto valor nutritivo por la combinación de una mayor proporción de aminoácidos esenciales que le confiere un valor biológico comparable solo con la leche y el huevo, así como también es una excelente fuente de carbohidratos y tiene casi el doble de proteína comparada a otros cereales como el arroz y el trigo, brinda también un aporte sorprendente de minerales como hierro, potasio, magnesio y zinc junto con las vitaminas del complejo B.

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12 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ Los aminoácidos que posee la quinua entre los que más sobresalen están la lisina, methionina, triptofano, fenilalanina, tirosina y valina; superando los contenidos de los principales cereales: trigo, maíz, cebada y arroz.

3.6 Insumos 3.6.1 Levadura Son empleadas como agentes esponjantes de la masa, especialmente en la elaboración del pan blanco y muchos productos de repostería. Las levaduras tienen como función primordial la metabolización de los azúcares fermentantes presentes en la masa, así como también la producción de CO2 como producto de desecho, el cual es utilizado en la masa como leudante, que ayuda a incrementar el volumen de la misma. La levadura no solo ayuda al incremento de volumen en la masa, si no también que modifica las características de elasticidad, adhesividad, así como también contribuye en el aroma del pan (Alvarez & Tusa, 2009).

3.6.2 Manteca 3.6.3 Azúcar El azúcar principalmente sirve como fuente de fermentación y contribuye al sabor en el caso de panes dulces. En ausencia de azúcar agregada, la producción de bióxido por las células de levadura se limita y se retarda. Los azúcares reducidos que permanecen en la masa cuando se lleva al horno, ayuda en la coloración del pan debido a la caramelizacion (Alvarez & Tusa, 2009).

3.6.4 Sal La sal aparte de darle un buen sabor el pan, tiene otras funciones más importantes como fortalecer el gluten actúa sobre la formación de este aumentando la fuerza y la tenacidad a medida que la dosificación aumenta. La sal también aumenta la absorción de agua. Con la presencia de la sal en la masa el gluten absorbe más agua, es decir, aumenta la fijación del agua al gluten. Al igual la sal que frena la actividad de la levadura. El exceso de sal tiende a reducir la capacidad de la levadura, incluso puede detener la fermentación. La falta de sal puede ocasionar: panes insípidos; fermentaciones muy rápidas con panes de excesivo volumen y corteza muy fina, pero a su vez durante la fermentación, hay una tendencia a debilitarse y son piezas que hay que trabajar con cuidado; masas pegajosas y muy blandas durante el amasado, lo que no ayuda a dar firmeza al pan; panes con corteza descolorida (Alvarez & Tusa, 2009).

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3.6.5 Agua Varios puntos se deben tomar en cuenta para la utilización del agua en panificación, como son: la cantidad, la calidad, la temperatura y su pureza. El agua tiene una función nutritiva para la levadura, no es posible hacer un cálculo exacto de la cantidad de agua a emplear ya que se busca una consistencia, apreciable al tacto, que facilite el trabajo con la masa. Si se añade poca agua, la masa se desarrolla mal en el horno, mientras un exceso hace que la masa resulte pegajosa y se afloje quedando el pan con una forma aplanada. Es esencial para la hidrólisis del almidón y la sacarosa. El agua hidrata el almidón y la proteína de la harina esencial para el desarrollo del gluten a medida que la masa se manipula (Alvarez & Tusa, 2009).

3.6.6 Anís 3.6.7 Leche IV.

METODOLOGIA 4.1 Materiales  Horno  Balanza  Mesa  Cucharilla  Estufa

4.2 Insumos  Harina de quinua  Harina de trigo  Azúcar  Sal  Levadura  Manteca  Anís  Leche fresca  Agua

4.3 Metodología Para la elaboración del Pan se realizó en el laboratorio de tecnología de los alimentos, al inicio de adquirió materia prima de mercado Santa Bárbara y la leche de la DRA-San Román.

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14 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ Se dio inicio con la limpieza e higiene de la mesa, se pasó a realizas el peso de la materia de acuerdo a lo establecido en el diagrama. Posteriormente se pasó a combinar los insumos en completo orden primero la harina con leche, agregar el resto. Tiene que obtenerse una masa elástica, lo cual es necesario amasar perfectamente durante 20-30 min para tener una buena masa y pueda fermentar adecuadamente. La mama obtenida se coloca en una plancha previamente con manteca, luego colocar en la estufa a 38-40 ºC durante 30-45 min. Posteriormente la masa fermentada se coloca en un horno de 180 ºC durante 45 min. Tabla 7 Cantidad de materiales para pan de Quinua Insumos Porcentaje (gr) Harina de trigo 700 gr Harina de Quinua 300 gr Azúcar 80 gr Manteca 70 gr Levadura 20 gr Leche de tarro 300 ml Sal 1.9 gr Agua con anís 600 ml Fuente: Elaboración propia

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4.3.1 Diagrama de flujo proceso de elaboración de Pan Recepción de materia prima

Selección

Harina de trigo + harina quinua

Tamizar 2-3 veces

Mezclado de insumos

Manteca + Agua + Levadura + Azucar

Amasado

Cortado/Boleado

T 38 – 40 ºC T 30 – 45 min

Fermentado

Horneado

T 180 – 200 ºC T 40 – 45 min

Enfriado

Comercialización

Fuente: Elaboración propia

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V.

RESULTADOS Figura 3 Elaboración de masa de harina de trigo y quinua

Fuente: Elaboración propia

Figura 4 Masa homogénea lista para fermentar

Fuente: Elaboración propia Figura 5 Masa fermentada lista para hornear

Fuente: Elaboración propia

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17 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ Figura 6 Pan producto final

Fuente: Elaboración propia

VI.

DISCUSIONES

VII.

CUESTIONARIO a) ¿Cómo influye la calidad de las harinas en los productos de elaboración con granos andinos? b)

¿Qué función cumple la levadura en productos de panificación?

c)

¿Construir un cuadro de análisis sensorial en productos de panificación elaborado?

d) ¿Qué aspectos de modificaciones haría para mejorar la calidad de cada producto elaborado?

VIII.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Alvarez, Z., & Tusa, R. (2009). Elaboracion de pan dulce precocido enriquecido con harina de Quinua (Chenopodium quinoa W.). Universidad Tecnica de Norte. Collazos, C. (1996). Tablas peruanas de composicion de alimentos (Septima Ed). Lima; Peru. Mesas, J., & Alegre, M. (2002). El pan y su proceso de elaboracion. Ciencia y Tecnologia Alimentaria, Vol. 3(mun.5), 307–313. Moreno, S., & Pizarro, Y. (2013). Susititucion parcial de la harina de corontona de maiz morado (Zea mays L.) por la harina de trigo en las caracteristicas tecnofuncionales del pan artesanal. Universidad Nacional del Centro del Peru. Rivera-Flores, J. (2014). Cambios microestructurales y reologicos de masas y panes sin gluten. Universidad de Valladolid. Velasquez-Melendez, P. (2017). Elaboracion de pan por el metodo directo, adicionando

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18 INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAJ una solucion lactea de Kefir. Investigación y Desarrollo En Ciencia y Tecnología de Alimentos, 2, 54–59. Zegarra, I. (2018). Elaboracion de un pan apto para Celiacos a base de harina de (Chenopudium Pallidicaule Aelle) Cañihua y evaluacion de su aceptabilidad sensorial. Universidad San Ignacio de Loyola.

Stanley P. Cauvain & Young, S., (2002). Fabricación de pan. Editorial. Acribia S.A. España. Coultate T.P. (2007). Manual de química y bioquímica de los alimentos. Editorial. Acribia S.A Zaragoza. España. Brandt, K., Lück, L., Bergamo, P., Whitley, A. & Velimirov, A., (2005). Transformación del Trigo en Pan. Control de la Calidad y Seguridad en las Cadenas de Producción Orgánica.

IX.

ANEXOS

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