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UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA PRODEUNP-SULLANA. Facultad de Ingeniería Industrial. Escuela Profesional de Ingeniería Agroindustrial e Industrias Alimentarias.

PROYECTO DE TESIS “ELABORACIÓN DE LICOR DE MUCÍLAGO DE CACAO (Theobroma cacao) CON FINES DE ACEPTABILIDAD EN LA REGION PIURA EN EL AÑO 2018”

Presentada por: Alumno tesista. Elizabeth Milagros Gutierrez Aguilar

Asesor: Dr. Alfredo Lázaro Ludeña Gutierrez Coasesor: Mag. Ing. Roberto Simón Seminario Sanz

Línea de investigación: Biotecnología

Sullana, Perú

2018

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"AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL"

Quien suscribe, Dr. Alfredo Lázaro Ludeña Gutierrez con Documento Nacional de Identidad N°…………………, mediante la presente manifiesto que he leído y revisado de manera detallada el proyecto de investigación titulado: “ELABORACIÓN DE LICOR DE MUCÍLAGO DE CACAO (Theobroma cacao) CON FINES DE ACEPTABILIDAD EN LA REGION PIURA EN EL AÑO 2018”, presentado por el alumno tesista Elizabeth Milagros Gutierrez Aguilar, identificado con Documento Nacional de Identidad N° 48471016, egresante de la carrera profesional de Ingeniería Industrial, para optar el título profesional de Ingeniería Agroindustrial e Industrias Alimentarias.

En mi condición de asesor, considero que el mencionado proyecto, cumple con lo establecido en el Reglamento de Tesis para optar el título profesional en la UNP y recomienda su ejecución, por lo que me comprometo a asesorar hasta la sustentación y publicación, si fuera el caso. Piura-Perú, día, mes, año.

Nombre, firma y huella digital del asesor

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ÍNDICE I INTRODUCCION..................................................................................................................5 CAPITULO I. ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA. ......................................................6 Descripción de la realidad problemática .................................................................6 Formulación del problema de investigación............................................................6 1.2.1

Problema general ...............................................................................................6

1.2.2

Problemas específicos ........................................................................................6

Justificación e importancia de la investigación .......................................................7 Objetivos .................................................................................................................7 1.4.1

Objetivo general.................................................................................................7

1.4.2

Objetivos específicos .........................................................................................7

Delimitación de la investigación .............................................................................8 CAPITULO II. MARCO TEORICO ......................................................................................8 Antecedentes de la investigación ............................................................................8 Bases teóricas ........................................................................................................10 2.2.1

Cerveza ............................................................................................................10

2.2.2

Clasificación de la cerveza ..............................................................................10

2.2.3

La malta ...........................................................................................................12

2.2.4

Adjuntos cerveceros.........................................................................................13

2.2.5

Cacao (Theobroma cacao) ...............................................................................13

2.2.6

Mucílago de cacao ...........................................................................................16

2.2.7

Lúpulo ..............................................................................................................17

2.2.8

Levadura ..........................................................................................................17

2.2.9

Agua cervecera ................................................................................................19

2.2.10

Características físico-químicas de la cerveza ................................................20

2.2.11

Proceso de elaboración de cerveza ................................................................24

Glosario de términos básicos .................................................................................22 Marco referencial ..................................................................................................24 2.4.1

CERVEZAS ..................................................... Error! Bookmark not defined.

Hipótesis ................................................................................................................30 2.5.1

Hipótesis general .............................................................................................30

2.5.2

Hipótesis especificas ........................................................................................30

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Definición y operacionalización de variables........................................................30 CAPITULO III. MARCO METODOLOGICO ...................................................................30 Enfoque .................................................................................................................30 Diseño ...................................................................................................................30 Nivel ......................................................................................................................30 Tipo .......................................................................................................................31 Sujetos de la investigación ....................................................................................31 Métodos y procedimientos ....................................................................................31 Técnicas e instrumentos ........................................................................................31 Aspectos éticos ......................................................................................................31 CAPITULO IV. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS .........................................................32 Cronograma de ejecución ......................................................................................32 Presupuesto............................................................................................................32 Financiamiento ......................................................................................................33 CAPITULO V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICA ..........................................................33 CAPITULO VI. ANEXOS ...................................................................................................36 Matriz de consistencia ...........................................................................................36 Instrumentos de recolección de datos ....................................................................36 Informe de validez y confiabilidad de los instrumentos de recolección de datos .36 Datos y documentos utilizados ..............................................................................36

ÍNDICE II TABLAS Tabla 1. Composición típica de la cerveza ...........................................................................10 Tabla 2. Descripción taxonómica del cacao. ........................................................................15 Tabla 3. Composición de la pulpa ........................................................................................16 Tabla 4. Descripción taxonómica de la levadura Saccharomyces cerevisiae .......................18 Tabla 5. Composición del agua para fabricar cervezas ........................................................20

ÍNDICE III FIGURAS Figura 1. Proceso del malteado de cebada............................................................................13 Figura 2. Theobroma cacao ..................................................................................................14

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ÍNDICE IV CUADROS Cuadro 1. Cronograma de actividades..................................................................................32 Cuadro 2. Presupuesto para la realización del Trabajo de investigación .............................32

INTRODUCCION La cerveza es una de las bebidas más populares y de alta aceptación en el mercado nacional e internacional. Según Euromonitor 2017 “Los peruanos consumen 45.4 litros de cerveza por persona al año y el país ocupa el quinto lugar en la región. La cerveza es un elixir realizado a partir de cuatro elementos: agua, malta, lúpulo y levadura. Su proceso se ha perfeccionado al paso de los años y se puede considerar a esta bebida como una de las más antiguas en el mundo, pues existe evidencia de que los egipcios pudieron haber sido quienes la inventaron y que su expansión comercial comenzó a principios del siglo XX. Los productores de cerveza artesanal, en su mayoría no cuentan con la tecnología utilizada en cervecerías industriales, eso hace que ellos pongan mayor énfasis en los detalles durante el proceso de elaboración, para poder darnos como producto final una cerveza de mejor calidad. La cerveza es hoy en día uno de los productos más consumidos en todas las épocas del año por jóvenes y adultos en el Perú. Se ha observado que los agricultores y las empresas productoras de chocolate. Desechan el mucílago que se desprende de la pepa del cacao, el mismo que no es aprovechado, originando el desperdicio de materia prima (mucílago). Entre los factores o causas que dan origen al desperdicio del mucílago de cacao tenemos: La falta de conocimientos de los agricultores y la despreocupación de organismos para la optimización de este recurso. La presente investigación busca dar un mejor valor agregado al mucílago de cacao, que es poco utilizado en la industria de la elaboración de cervezas. En la cual determinaremos las cantidades de malta de cebada, mucilago de cacao, lúpulo y azúcar para la elaboración de cerveza. Así mismo se tendrá que determinarse la aceptación organoléptica.

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CAPITULO I. ASPECTOS DE LA PROBLEMÁTICA. Descripción de la realidad problemática En las zonas del alto Piura, en la provincia de Morropón se cultiva cacao de una excelente calidad. Actualmente en la región Piura solo se cultivan 800 hectáreas de cacao, donde laboran unos 600 productores. Reconocidos chocolateros franceses y mexicanos que han visitado nuestra región señalan que la calidad y aroma del cacao piurano son insuperables. Lo producción de cacao nos genera residuos como lo es la mazorca (cascara) y el mucílago, ya que las empresas chocolateras solo utilizan las semillas. Lo mismo sucede en los procesos de exportación del cacao donde nos generan residuos que no son aprovechados, originando desperdicios de materia prima (mucílago). Los residuos generados durante la cosecha del cacao generan contaminación, ya que muchas veces son quemados, lo cual afecta nuestro ecosistema y nuestra calidad de vida. Para ello se deben aprovechar estos residuos en la producción de nuevos productos ya sea para uso comestible y no combustible pero que generen interés por los consumidores. Mediante este proyecto se le dará un valor agregado al mucílago de cacao, para así aprovechar este recurso considerado como descarte, e impulsar la creación de microempresas, transfiriendo la tecnología adecuada para la elaboración de cerveza artesanal, contribuyendo a su vez con el aumento de fuentes de trabajo e incluso lograr una entrada económica adicional mediante la producción y comercialización de esta bebida.

Formulación del problema de investigación 1.2.1 Problema general ¿Se podrá elaborar cerveza tipo ale utilizando mucílago de cacao como adjunto cervecero?

1.2.2 Problemas específicos ¿Cómo influye la levadura y temperatura en la elaboración de cerveza tipo ale? ¿Qué factores se analizaran en la cerveza tipo ale utilizando mucílago de cacao? ¿De qué manera las características organolépticas influyen en la aceptabilidad de la cerveza tipo ale utilizando mucílago de cacao?

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Justificación e importancia de la investigación La producción de cerveza cuenta con un mercado inmenso en todo el mundo. En el Perú se han producido 1`447,823 litros de cerveza en el 2013 y se proyecta que el mercado crecerá en 5% anual hasta el 2018 (Euromonitor International, 2016). Así mismo Perú cuenta con consumo per cápita (de personas en edad de consumo) de 45.4 litros. El mercado de las grandes cervecerías se ve saturado, ya que estás solo compiten al nivel de las cervezas industriales dejando atrás a las cervezas artesanales. Existen en el mercado un promedio de 3 variedades de cerveza industrial registradas. La cerveza es uno de los productos más disponibles ya que es ofertada y distribuida en diferentes presentaciones, se consume en nuestro país en todas las festividades y reuniones sociales. Existen festividades como por ejemplo la fiesta de la cerveza en la ciudad de Cusco en las que se consumen casi exclusivamente cerveza. Hoy en día el Perú cuenta con la Asociación de cerveceros artesanales del Perú, la cual apunta a aumentar el poder de los productores y así poder favorecer el mercado. Nuestro proyecto sobre elaboración de cerveza tipo ale toma como materia prima al mucílago de cacao (Theobroma cacao), considerado residuo durante la cosecha ya que de este fruto solamente se aprovechan las semillas. Mi proyecto busca generar nuevos productos como es la producción de una cerveza con aromas y sabores agradables que obtendremos del mucílago y de esa manera impulsar a la población al consumo de productos peruanos.

Objetivos 1.4.1 Objetivo general Elaborar cerveza tipo ale utilizando mucílago de cacao como adjunto cervecero.

1.4.2 Objetivos específicos Evaluar la influencia de la levadura y temperatura en la elaboración de cerveza tipo ale. Analizar los factores físico-Químico en estudio en la elaboración de la cerveza tipo ale utilizando mucílago de cacao. Determinar la aceptabilidad en cuanto a las características organolépticas de la cerveza tipo ale utilizando mucílago de cacao.

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Delimitación de la investigación El proyecto de tesis sobre elaboración de cerveza tipo ale utilizando mucílago de cacao como adjunto cervecero se realizara en la región Piura en el año 2018, la cual utilizara como materia prima al mucílago de cacao cultivado en el alto Piura, provincia de Morropón.

CAPITULO II. MARCO TEORICO Antecedentes de la investigación CARRILLO, ADRIANA; LEON, AYDA (2006). “DESARROLLO EXPERIMENTAL DEL PROCESO PARA LA OBTENCION DE UNA BEBIDA FERMENTADA A PARTIR DEL MUCILAGO DEL CACAO”. Tesis para obtener grado de Ingeniero Químico. Universidad Industrial de Santander. Colombia, capital de Bucaramanga. El presente trabajo de investigación tiene por objeto la obtención de un subproducto a partir del mucílago del cacao (bebida fermentada), con el fin de aprovechar este residuo generado en la obtención del chocolate, del cual solo es utilizado una pequeña fracción en el desarrollo de los percusores del aroma del cacao durante la fermentación de las semillas. Por lo anterior, se ha tenido la iniciativa de industrializar el mucílago del cacao en Santander implementando nuevos procesos, a través de los cuales se logre dar un valor agregado al proceso de elaboración de chocolate y un beneficio económico al cultivador. Para obtener la bebida fermentada se llevaron a cabo seis etapas principales: caracterización de la materia prima, identificación y selección de las etapas y variables del proceso, estudio de comportamiento de las variables con el tiempo, determinación de los valores óptimos de las variables identificadas, obtención del rendimiento de la etapa de fermentación y del proceso y finalmente se realizó el control de calidad y análisis de la bebida obtenida. Al llevar acabo esta metodología experimental se obtuvo un producto que presento las características organolépticas, microbiológicas y de composición química necesarias para ser una bebida con alto nivel de aceptación y apta para el consumo. Además los parámetros fisicoquímicos y la composición químicas se encontraron dentro de las especificaciones requeridas por la Norma Técnica Colombiana 708 para Bebidas Alcohólicas-vinos de frutas. Adicionalmente se obtuvo un rendimiento experimental del proceso expresado como g vino/g jugo significativamente alto, lo cual representa un aprovechamiento de gran parte de la materia prima, contribuyendo así a la posibilidad de industrializar el mismo. LUZURIAGA, DIANA (2012). EXTRACCIÓN Y APROVECHAMIENTO DEL MUCÍLAGO DE CACAO (Theobroma cacao) COMO MATERIA PRIMA EN LA ELABORACIÓN DE VINO”. Tesis para optar grado de Ingeniero de Alimentos. Universidad Tecnológica Equinoccial. Quito, Ecuador. El estudio se centró en el desarrollo a pequeña escala de

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un vino de frutas acorde con los requisitos de la norma INEN 374, denominado vino de cacao variedad CCN-51, mediante el estudio previo del proceso de extracción del mucílago de cacao. Se lo obtuvo mediante presión ejercida sobre las almendras mucilaginosas en relación 1:1 en peso. Además, se realizó la caracterización fisicoquímica del líquido exudado del mucílago de cacao, con la finalidad de determinar las condiciones enológicas apropiadas para su posterior aprovechamiento en la elaboración de vino. Se llevó a cabo la elaboración de vino a partir de distintas formulaciones de mostos, con un diseño experimental AxB donde el factor A es la levadura (Saccharomyces cerevisiae) en dos niveles (a1. Con levadura y a2. Sin levadura); el factor B son los sólidos solubles iniciales del mosto en dos niveles (b1. 18 °Bx y b2. 22 °Bx). Cada mosto formulado tuvo cuatro repeticiones, a temperatura constante de 25.5 °C (temperatura ambiente de la zona donde se obtuvo la materia prima), para cada tratamiento. La tasa máxima de agotamiento del sustrato se alcanzó al décimo día con mostos de 22 ° Brix inicial. Una vez obtenidas las cuatro muestras de vino se realizaron análisis de grado alcohólico, acidez total, dióxido de azufre libre y dióxido de azufre total para comparación con la normativa vigente para vinos de frutas INEN 374. Finalmente, se realizó una evaluación sensorial con una prueba de aceptación por atributos por cada tratamiento, con el fin de determinar la calidad y el tratamiento de mayor aceptación, donde el puntaje más alto lo tuvo el vino elaborado a partir del mosto con levaduras y °Brix corregido a 22, el cual cumplió con los requisitos de la norma técnica. ARTEAGA, YADIRA (2013). “ESTUDIO DEL DESPERDICIO DEL MUCILAGO DE CACAO EN EL CANTÓN NARANJAL (PROVINCIA DEL GUAYAS)”. Tesis para optar grado de Tercer Nivel A. Universidad Estatal de Milagro. Ecuador, provincia de Guayas. La producción de cacao es un rubro importante dentro de la economía ecuatoriana. El Cantón Naranjal (Provincia del Guayas) es productor de cacao y cuenta con más de 78.049 hectáreas sembradas entre fincas y haciendas, las mismas que tienen variedades como: CCN-51, Ramilla, Injerto y Nacional. Se ha observado que los agricultores de este cantón, desechan el mucílago que se desprende de la pepa del cacao, el mismo que no es aprovechado, originando el desperdicio de materia prima (mucílago). Entre los factores o causas que dan origen al desperdicio del mucílago de cacao tenemos: La falta de conocimientos de los agricultores y la despreocupación de organismos para la optimización de este recurso. Los agricultores del Cantón Naranjal, desconocen el grado de nutrientes y propiedades que posee el mucílago y la optimización de este recurso para realizar otro derivado. El presente artículo es producto de una investigación cuantitativa- descriptiva, de campo y aplicada, cuyas técnicas utilizadas fueron la ficha de observación, entrevistas, y encuestas, con el objetivo de identificar los factores que inciden en la optimización de la producción del mucilago de cacao de los agricultores del Cantón Naranjal (Provincia del Guayas).

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Bases teóricas 2.2.1 Cerveza Definición: García; Quintero; López (2004), define que“ La cerveza como una bebida alcohólica no destilada elaborada por medio de la fermentación de una solución de cereales, donde el almidón ha sido parcialmente hidrolizado y se le ha concebido por infusión el sabor de lúpulo. En un sentido amplio, podemos considerar como cerveza a la bebida preparada a partir de cualquier cereal (por ejemplo, la cerveza de sorgo africana, o las weissbier o weizenbier, elaboradas con una alta proporción de malta de trigo), pero normalmente el termino se refiere al producto elaborado a partir de malta de cebada, con o sin la adición de otros cereales no malteados (adjuntos)” (García; Quintero; López, 2004, 269). En la tabla 1 se aprecian los principales componentes de la cerveza. Ingrediente

Cerveza (g/100 ml)

Agua

92 – 95

Alcohol

2,5 - 3,5

Carbohidratos totales

1,5 – 3

Proteínas totales

0,2 – 0,6

Lípidos

Despreciable

Minerales

0,2 – 0,3

Vitaminas y otros micronutrientes

0,002

Fibra

0,3 – 1,0

Polifenoles y compuestos de lúpulo

0,002 – 0,06

Tabla 1. Composición típica de la cerveza Fuentes: Principales components (Baxter & Hughes, 2001).

2.2.2 Clasificación de la cerveza Rodríguez (2003) señala que “En el mundo existen muchas clases de cerveza y cada cual posee un particular aroma, sabor, color y cuerpo; muchas veces llevan el nombre de los pueblos de los cuales son originarias. Si bien todas se fabrican con los mismos ingredientes, cebada malteada, lúpulo, levadura y agua, lo que establece la diferencia entre una y otra son las variaciones de las materias primas y el tipo de fermentación que experimentan. Por tanto, la clasificación más aceptada, es según su tipo de fermentación” (Rodríguez, 2003).

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Clasificación por su Fermentación: Se diferencian por la levadura utilizada y se clasifican en cervezas de fermentación baja, alta y espontánea. 

Cervezas de Fermentación Baja o tipo Lager:

Comptom (1977) señala que “Las levaduras de fermentación baja, fueron empleadas por primera vez en Baviera para producir las cervezas llamadas Lager. La palabra Lager deriva del vocablo alemán “Lagern” que significa guarda o permanencia en bodega” (Comptom, 1977). Rodríguez (2003) señala que “Las levaduras del genero Saccharomyces pastorianus ssp. carlsbergensis, no suelen formar esporas, se adapta bien a la fermentación lenta a bajas temperaturas y es la preferida para elaborar cerveza tipo Lager. Estas levaduras fermentan a bajas temperaturas de 5 °C a 15 °C y la levadura desciende al fondo del tanque al final de la fermentación” (Rodríguez, 2003). Kunze (2006) señala que “La fermentación se lleva a cabo en dos etapas, la primera es una fermentación a una temperatura de 10 °C a16 ºC durante siete a doce días y la segunda fermentación se da a una temperatura de 0 °C a 5 ºC. En la primera fermentación se consigue la mayor parte del sabor y del aroma así como también los subproductos de fermentación. En la segunda fermentación se da el proceso de “Lagering” y es donde se mejora el sabor y el aroma, se satura la cerveza de CO2 y se consigue un aumento de la estabilidad coloidal a bajas temperaturas. El sabor final de la cerveza dependerá mucho de la levadura utilizada y de las temperaturas en la cual fue fermentada” (Kunze, 2006). 

Cervezas de fermentación alta o tipo Ale:

Brown, Campbell & Priest (1989) señalan que “La cerveza tipo Ale se originó en Baviera en la época medieval y posteriormente ha llegado a ser el tipo predominante en el mundo. Esta cerveza es, por tradición, el producto de la fermentación de las cepas “de superficie”, de Saccharomyces cerevisiae, denominada así debido a que una parte de la levadura sube hasta formar una densa “cabeza de levaduras” en la superficie del fermentador” (Brown, Campbell & Priest, 1989). De Clerk (1957) señala que “La fermentación de la cerveza Ale ocurre de manera más rápida y a temperaturas de 20° C aproximadamente, actuando la levadura en la superficie del mosto. Además, tienen un elevado porcentaje de alcohol y son muy aromáticas” (De Clerk, 1957). Knudsen (1977) señala que “La cerveza tipo Ale es distinta de la cerveza Lager por la disminución más rápida del extracto de azúcar en la etapa de fermentación, causada por el uso de

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levadura Saccharomyces cerevisiae, que permanece en suspensión, y por las temperaturas más altas utilizadas (20 - 23°C)” (Knudsen, 1977). Schmidt-Hebbel (1966) señala que “Las levaduras “altas” se pueden diferenciar de las “bajas” por fermentar el trisacárido rafinosa hasta un tercio, al formar sólo fructosa y melibiosa, pues les falta la enzima melibiasa que sigue descomponiendo la melibiosa, en glucosa y galactosa, ambas fermentables” (Schmidt-Hebbel, 1966). 

Cervezas de fermentación espontánea:

Kunze (2006) señala que “Este tipo de cervezas, es producido por la fermentación de levaduras de cepas salvajes, las cervezas de este tipo son: Lambic, Gueuze y Faro” (Kunze, 2006). Boldú (2011) & Kunze (2006) señalan que “Las del tipo Lambic, provienen del valle de Zenne, Bélgica. En donde los cerveceros, no añaden levadura al mosto para provocar la fermentación, sino dejan que los microorganismos salvajes que están en el ambiente actúen sobre el líquido. La levadura sin seleccionar puede provocar aromas y sabores no deseados” (Boldú, 2011 & Kunze, 2006).

2.2.3 La malta Definición: INACAL (2016) define que “Es el producto resultante de someter el grano de cebada a un proceso controlado de remojo, germinación, secado y/o tostado. Las maltas de otros cereales deberán denominarse de acuerdo con su procedencia: malta de trigo, malta de maíz, es decir deberá denominarse ‘malta...’ seguido del nombre del cereal” (INACAL, 2016). Ruiz (2006) indica que “Actualmente, la cebada es el cereal más empleado para la elaboración de malta cervecera, en menos proporción se usa el trigo y sorgo. Cada año se producen alrededor de 1.5x107 toneladas de malta a partir de cebada; alrededor de un 94% de esa cantidad, es usada en la industria cervecera. La conversión de cebada en malta requiere un mínimo de 2 semanas y se somete a malteado después de 6 a 8 semanas de la cosecha del grano” (Ruiz, 2016). Ruiz (2006) menciona que “La malta es una materia prima necesaria para la fabricación de cerveza ya que confiere características de color, sabor y espuma; por ello su elaboración exige controles rigurosos de tiempo y temperatura, el malteado constituye toda una industria que en la mayoría de los casos es independiente de la industria cervecera” (Ruiz, 2016).

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Figura 1. Proceso del malteado de cebada Fuente: La malta (Ruiz, 2016)

2.2.4 Adjuntos cerveceros Okafor (2007) define que “Los adjuntos cerveceros son ingredientes malteados o no malteados, que aportan extracto al proceso en reemplazo parcial de la malta sin afectar la calidad de la cerveza, estos pueden ser adjuntos crudos y modificados como jarabes (soluciones de azúcares) o azúcares obtenidos industrialmente por procesos enzimáticos a partir de una fuente de almidón.” Los adjuntos son materiales ricos en almidón, que generalmente contienen pocas proteínas, contribuyen después de su hidrólisis, azúcares fermentables que a su vez aumentan el contenido alcohólico de la bebida” (Okafor, N. 2007, p. 238). Okafor (2007) define que “Los adjuntos son materiales ricos en almidón, que generalmente contienen pocas proteínas, contribuyen después de su hidrólisis, azúcares fermentables que a su vez aumentan el contenido alcohólico de la bebida” (Okafor, N. 2007, p. 238). Okafor (2007) señala que “Así estos productos ayudan a reducir el costo de la elaboración de la cerveza, ya que son mucho más baratos que la malta. No tienen un papel relevante para proporcionar aroma, color o sabor. Se han utilizado como fuentes de almidón: sorgo, maíz, arroz, cebada no malteada, yuca, papa. Harina o jarabe de maíz, y arroz son ampliamente utilizados en los Estados Unidos” (Okafor, N. 2007, p. 239). Considerando que la cerveza no solamente se elabora a partir de cebada, se pueden utilizar materias primas que aporten almidón el cual será hidrolizado enzimáticamente aportando azúcares que se transformarán en alcohol durante la fermentación.

2.2.5 Cacao (Theobroma cacao) Origen e historia:

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Wood (1982) semana que “El cacao pertenece al género Theobroma, un grupo de árboles pequeños que se encuentra en la cuenca del Amazonas y otras regiones tropicales de Centro y Sur América. En el género se reconocen más de veinte especies, pero sólo una de ellas, Theobroma cacao, se cultiva extensamente” (Wood, 1982). Programa de Capacitación en la Cadena del Cacao (2005) indica que “Su domesticación comenzó con los Mayas, que fue el primer pueblo conocido que se dio cuenta de las valiosas cualidades de la almendra de cacao hace más de 2000 años” (Programa de Capacitación en la Cadena del Cacao, 2005). Wood (1982) indica que “Se cree que el cacao se originó en las cabeceras de la cuenca del Amazonas y que “se puede suponer que en tiempos antiguos una población natural de Theobroma cacao se diseminó por toda la parte central de la zona Amazónica-Guayana”. Esta es una teoría reciente del origen de los dos tipos principales de cacao, Criollo y Forastero, encontrándose al primero al norte y occidente de los Andes y al segundo en la cuenca del Amazonas” (Wood, 1982).

Figura 2. Theobroma cacao Fuente: El cultivo de cacao (Enriquez & Paredes,1935)

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Taxonomía del cacao: La Tabla 2 indica la descripción taxonómica del fruto de cacao (Theobroma cacao). REINO

Vegetal

TIPO

Espermatofita

SUBTIPO

Angiosperma

CLASE

Dicotiledóneas

SUBCLASE

Dialipétalas

ORDEN

Malvales

FAMILIA

Esterculiacea

TRIBU

Buettneriea

GENERO

Theobroma

ESPECIE

Cacao

Tabla 2. Descripción taxonómica del cacao. Fuente: Programa de Capacitación en la Cadena del Cacao (2005) Características técnicas: FAO (2010) señala que “El árbol de cacao, (Theobroma cacao L.) es normalmente un árbol pequeño, entre 4 y 8 metros de alto. La raíz principal puede alcanzar hasta 3 m de largo. Las raíces secundarias se desarrollan en los primeros 40 cm de profundidad del suelo. En las plantas producidas por “ramillas”, el sistema radicular es fasciculado con 3-4 raíces principales” (FAO, 2010). Nosti (1963) señala que “Posee un tallo, de donde emergen las ramas (de tres a cinco), a la altura de un metro, con crecimiento lateral. El tallo es recto, la madera de color claro, y la corteza es de color café. Las hojas son grandes de color verde oscuro. Las flores son pequeñas y se producen, al igual que los frutos, en racimos pequeños sobre el tejido maduro mayor de un año del tronco y de las ramas, alrededor en los sitios donde antes hubo hojas. Pueden ser fecundadas durante todo el día siguiente. Los pétalos son largos” (Nosti, 1963). Programa de Capacitación en la Cadena del Cacao (2005) define que “El fruto es una baya, que se conoce como mazorca. Puede alcanzar una longitud de 15-25 centímetros. Cada fruto contiene en su interior, de 35 a 45 semillas de forma aplanada o redondeada, de 2 a 4 cm de longitud, de color marrón-rojizo en el exterior, recubiertos de una pulpa dulce y ligeramente ácida. Para obtener una producción ideal, los árboles de cacao necesitan una precipitación anual entre 1150 y 2500 mm y temperaturas entre 21°C y 32°C” (Programa de Capacitación en la Cadena del Cacao, 2005).

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2.2.6 Mucílago de cacao Kalvatchev, Garzaro & Guerra (1998) señala que “Las semillas de cacao están rodeadas por una pulpa aromática la cual procede de sus tegumentos. La pulpa mucilaginosa está compuesta por células esponjosas parenquimatosas, que contienen células de savia ricas en azúcares (10-13%), pentosas (2-3%), ácidos acético y cítrico (1-2%), sales (8-10%) y pectina (1%). Durante el proceso de cosecha de las semillas de cacao (el producto de exportación), la pulpa es removida por fermentación e hidrolizada por microorganismos” (Kalvatchev, Garzaro & Guerra, 1998). La pulpa hidrolizada es conocida en la industria como "exudado". Durante la fermentación la pulpa provee el sustrato para varios microorganismos que son esenciales para el desarrollo de los precursores del sabor del chocolate, los cuales son expresados completamente después, durante el proceso de tostado. Kalvatchev, Garzaro & Guerra (1998) señala que “Aunque la pulpa es necesaria para la fermentación, a menudo hay más pulpa de la necesaria. El exceso de pulpa, que tiene un delicioso sabor tropical, ha sido usado para hacer los siguientes productos: jalea de cacao, alcohol y vinagre, nata y pulpa procesada. La pulpa puede ser consumida fresca en forma de jugos o "batidos". Además, la pulpa se puede preservar por congelación y ser utilizada para dar sabor a helados y yogures. Aproximadamente 40 litros de pulpa se pueden obtener de 800 kilos de semillas frescas” (Kalvatchev, Garzaro & Guerra, 1998). En la tabla 3 presenta los datos de composición de la pulpa de las semillas de cacao antes y después de la fermentación. COMPOSICIÓN DE LA PULPA Antes de la fermentación

Después de la fermentación

82 – 87%

45 – 7%

12%

0%

1 – 2%

0.5%

1 – 1.5%

-

3.7

6.5

Alcohol etílico

-

0.5%

Ácido acético

-

1.6%

Agua Sacarosa Ácido cítrico Pectina pH

Tabla 3. Composición de la pulpa Fuente: Mucílago o pulpa de cacao (Anvoh, Zoro & López, 2009; Lambert, s.f.)

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2.2.7 Lúpulo Diccionario de la Lengua Española de la Real Academia (2017) define que “Esta materia prima de la cerveza como una planta trepadora, muy común en varias partes de España, de la familia de las cannabáceas, con tallos sarmentosos de tres a cinco metros de largo, hojas parecidas a las de la vid, flores masculinas en racimo, y las femeninas en cabezuela, y fruto en forma de piña globosa, cuyas escamas cubren dos aquenios rodeados de lupulino. Los frutos, desecados, se emplean para aromatizar y dar sabor amargo a la cerveza” (Diccionario de la Lengua Española de la Real Academia, 2017). Van (2005) señala que “El lúpulo, al ser incorporado en la elaboración de cerveza, proporciona un sabor amargo característico, aroma agradable, promueve la formación de la espuma y la retención, tiene acción antiséptica, contribuye con precipitación de proteínas durante la ebullición del mosto y actúa como un medio de filtración” (Van, 2005, p. 105). El lúpulo en la producción cervecera: Verzele & Keukeleire (1991) menciona que “En el lúpulo se han identificado más de 1000 sustancias entre las que se encuentran múltiples derivados isoméricos Todas ellas le confieren al lúpulo sus características peculiares que lo vuelven un insumo insustituible para la elaboración de la cerveza. Son las resinas, almacenadas en glándulas de lupulina presentes en varias partes de la planta, pero fundamentalmente en los frutos producidos a partir de las flores femeninas. Estas resinas se clasifican en función de su diferente solubilidad y son una mezcla de compuestos químicos análogos que son los precursores de los alfa y beta ácidos, los cuales al cocinarse junto con el mosto se isomerizan y se transforman en sustancias amargas” (Verzele & Keukeleire, 1991). Raymond (2003) señala que “El lúpulo contiene un polvo resinoso, de color amarillo; lupulino. En esta resina existen componentes naturales como alfa y beta ácidos, polifenoles y aceites esenciales 5 Se han aislado e identificado dos compuestos ácidos, humulona (ácido a-lupulínico) y la lupulona (ácido B-lupulínico), que son los componentes más importantes de las resinas del lúpulo, responsables del amargor” (Raymond, 2003, p. 367). Gamazo (2013) señala que “Los α - ácidos requieren ser cambiados o isomerizados químicamente antes de que puedan ser extraídos y dar sus sabores amargos, dando lugar a la formación de isohumulona, isocohumulona e isoadhumulona (compuestos amargos muy solubles). Esto ocurre normalmente durante la cocción del mosto” (Gamazo, 2013, p. 180).

2.2.8 Levadura Grupo Vilvo (2011) define que “Se llama levadura al organismo vivo, generalmente un hongo, que produce enzimas, los cuales provocan cambios bioquímicos (fermentación) importantes

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en productos orgánicos naturales. Son capaces de transformar los azúcares en alcohol y CO2. Se multiplican por gemación cada 3 horas” (Grupo Vilbo, 2011). Muniesa (2009) señala que “Las levaduras se clasifican como activas e inactivas; siendo las levaduras activas, las utilizadas en procesos de fermentación (ej.: Saccharomyces cerevisiae)” (Muniesa, 2009). Rodríguez (2003) señala que “Las cepas de levadura cervecera son del tipo Ascomicetos clasificados dentro del género Saccharomyces. En la elaboración de cerveza se utilizan principalmente dos especies de levaduras: Saccharomyces cerevisiae para la producción de cerveza tipo Ale o de fermentación alta y Saccharomyces carlsbergensis conocida también como Saccharomyces uvarum o pastorianus para la producción de cerveza tipo Lager o de fermentación baja” (Rodríguez, 2003). Saccharomyces cerevisiae: Gómez, De Los Ríos, Soto, López & Rutiaga (2009) señala que “Aunque se han encontrado muchos géneros de levaduras en fermentaciones, la especie Saccharomyces cerevisiae es un hongo unicelular, principal responsable de la fermentación alcohólica, así como de la producción de la mayoría de los compuestos aromáticos; utilizado industrialmente en la fabricación de pan, cerveza y vino” (Gómez, De Los Ríos, Soto, López & Rutiaga, 2009). La clasificación taxonómica de Saccharomyces cerevisiae se describe en la Tabla 4. REINO

Hongo

DIVISION

Amastogomycota

CLASE

Ascomycetes

SUBCLASE

Hemiascomycetidae

ORDEN

Endomycetales

FAMILIA

Saccharomycetaceae

SUBFAMILIA

Saccharomycetaidae

GENERO

Saccharomyces

ESPECIE

Cerevisiae

Tabla 4. Descripción taxonómica de la levadura Saccharomyces cerevisiae Fuente: Saccharomyces cerevisiae (Nieto, 2019)

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2.2.9 Agua cervecera Aldón (2015) menciona que “Para la elaboración de la cerveza, el agua tiene que ser pura, potable, estéril y libre de sabores y de olores extraños. De forma natural, el agua contiene una serie de minerales (NaCl, CaCO3, CaCl2, CaSO4 y MgSO4) que condicionan la calidad de la cerveza. La influencia del contenido mineral del agua sobre el pH es importante durante la fabricación ya que el pH influye en las reacciones bioquímicas que se desarrollan durante el proceso. En todos los pasos de la fabricación hay disminución del pH y los amortiguadores minerales del agua contrarrestan en parte este cambio. Los iones de calcio ejercen influencia estabilizadora sobre la alfa – amilasa, el ion potasio ejerce el mismo efecto pero en menor cuantía y los cloruros y sulfatos solo tienen influencia en el sabor de la cerveza” (Aldón, 2005) Chirinos & Pachari (2006) menciona que “La naturaleza del agua empleada en la fabricación de cerveza es de mucha atención y se llega a decir que el éxito de la cerveza depende del empleo adecuado del agua ya que constituye cerca del 95% del contenido de la cerveza por lo que es un ingrediente fundamental y del cual interesa esencialmente su contenido de sales y especialmente su dureza. Como norma general se recomienda utilizar aguas blandas con poco contenido en sales, aunque ciertos tipos de cerveza requieren una gran cantidad de sulfatos como el agua del río” (Chirinos & Pachari, 2006). Ros (1980) menciona que “La composición de sales del agua tiene una influencia indirecta en su acción en la regulación del pH del mosto y la cerveza, y un rango adecuado está entre 5,0 y 6,0. Un pH muy elevado es desfavorable para reacciones importantes como la sacarificación, la coagulación de proteínas durante la ebullición, el amargor es más astringente por mayor extracción de taninos (polifenoles). Por esto, muchas veces el agua es tratada para lograr bajar el pH mediante la adición de sulfato de calcio” (Ros, 1980). Carbonell (1995) señala que “El agua destinada a la fabricación de cerveza debe cumplir los siguientes requisitos: -

Ser limpia, inodora, insípida, incolora y de temperaturas normales.

-

No contener sales en disolución, con la eliminación previa de la dureza.

-

No contener gérmenes infecciosos, ni encontrarse en condiciones de que tales gérmenes puedan invadirla” (Carbonell, 1995, p. 249).

Van (2005) señala que “Algunas reacciones que pueden ser influenciados por el agua durante la elaboración de cerveza son: -

Actividad enzimática durante la maceración.

-

La precipitación de proteínas y taninos.

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-

El crecimiento y el metabolismo de la levadura” (Van, 2005, p. 103)

Raymond (2003) señala que “Los fabricantes de cerveza reconocen la importancia del contenido mineral del agua en la elaboración de la bebida, pero comprenden la posibilidad de ajustar el proceso según el contenido mineral de cualquier agua que satisfaga todos los requisitos de una buena agua potable. La concentración del ion hidrogeno, o sea el pH, es importante para las reacciones químicas durante la fabricación” (Raymond, 2003, p. 370). Raymond (2003) menciona que “En todos los pasos de la fabricación hay disminución del pH, y los amortiguadores minerales del agua contrarrestan en parte este cambio. Las aguas duras, con una cantidad excesiva de bicarbonatos, pueden producir en la cerveza un amargo persistente y desagradable del lúpulo” (Raymond, 2003, p. 370). La tabla 5 indica la composición del agua para fabricar cervezas. COMPONENTES

CERVEZA FUERTE (g/hl)

CERVEZA LIGERA (g/hl)

Dureza total

14,8

1,57

Dureza no carbonatada

0,6

0,3

Dureza carbonatada

14,2

1,27

CaO

10,6

0,98

MgO

3

0,12

Sulfatos

0,75

0,43

CO2

11,15

1

Nitratos

Trazas

Trazas

Cloruros

0,16

0,5

Tabla 5. Composición del agua para fabricar cervezas Fuente: Elaboración de cerveza artesanal utilizando cebada (Hordeum Vulgare) y yuca (Manihot Esculenta Crantz) (Araujo & Pilco, 2014).

2.2.10 Características físico-químicas de la cerveza Posada (1995) señala que “La calidad de la cerveza naturalmente presupone la ausencia de aspectos reconocidos generalmente como indeseables. La calidad de la cerveza depende de varios factores que tienen relación con las materias primas utilizadas, con el proceso de elaboración y principalmente con el mercado consumidor que evalúa esta calidad. Entre los parámetros más importantes de evaluación de calidad están el sabor, la presencia y permanencia de espuma, color, grado alcohólico y la presencia de residuos o precipitados (estabilidad)” (Posada, 1995).

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Color: Hornsey (1999) señala que “El color del mosto se intensifica durante la ebullición, si la ebullición es prolongada, en especial a presión, se produce un marcado oscurecimiento. El pH elevado y el oxígeno, también favorecen la coloración intensa. Los dos principales fenómenos que intensifican el color son: la oxidación de polifenoles y la interacción de carbohidratos y compuestos nitrogenados” (Hornsey, 1999). Grado alcohólico: Knudsen (1977) señala que “El C2H5OH se forma durante la etapa de fermentación del mosto (proceso anaeróbico), en el cual la levadura convierte la glucosa en etanol y dióxido de carbono” (Knudsen, 1977). Brown, Campbell & Priest (1989) señala que “Los principales productos de fermentación son etanol y CO2, aunque también se forman numerosos subproductos, que contribuyen de forma importante al aroma de la cerveza. Al respecto los ácidos orgánicos, alcoholes y ésteres son especialmente importantes” (Brown, Campbell & Priest, 1989) Briggs, Hough, Stevens & Young (1981) señaal que “El porcentaje de azúcares fermentables en el extracto total determina el contenido alcohólico en el producto final” (Briggs, Hough, Stevens & Young, 1981). Espuma: De Clerk (1957) define que “La formación de espuma es uno de los factores más importantes en la evaluación de calidad que realizan los consumidores, ya que transmite la primera impresión del producto tan pronto es servido. La espuma se forma principalmente por el CO2 disuelto en el líquido y debido al contenido proteico de la cerveza” (De Clerk, 1957). Turbidez: Baxter & Hughes (2001) señala que “Puesto que la cerveza es rica en polifenoles y polipéptidos, no resulta para nada sorprendente que tenga tendencia a formar partículas en el tiempo. Con excepción de dos tipos de cervezas de ciertos nichos, como la cerveza de trigo o la cerveza fermentada en botellas agitadas, la turbidez, es generalmente inaceptable para el consumidor y, además, una preocupación para el cervecero” (Baxter & Hughes, 2001). Amargor:

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Baxter & Hughes (2001) define que “El amargor es una característica de la cerveza reconocida por casi todos los consumidores y atribuible en gran medida a un grupo de compuestos llamados iso-–ácidos provenientes del lúpulo (Baxter y Hughes, 2001). Swistowiez (1977) señala que “En la determinación del amargor, se mide la cantidad de  ácidos extraídos del lúpulo y convertidos en sustancias amargas solubles durante la ebullición del mosto dentro del estanque de cocción” (Swistowiez, 1977).

Glosario de términos básicos Acidificar.Se refiere al proceso por el cual un tipo de suelo absorbe partículas diminutas de cationes de hidrógeno, esto a su vez resulta en la reducción de su PH. Adaptación.La adaptación es la acción y efecto de adaptar o adaptarse, un verbo que hace referencia a acomodar o ajustar algo a otra cosa, acomodarse a las condiciones de su entorno, a diversas circunstancias y condiciones. Amilopectina.Es un hidrato de carbono de un valor biológico muy elevado. Se trata de un almidón que se utilizan mucho los deportistas de élite, pero que cualquiera de nosotros puede utilizar, ya que tiene un efecto importante y eficaz en el organismo. Carametilización.Es la oxidación del azúcar, un proceso empleado ampliamente en la cocina debido al agradable sabor y color marrón obtenidos. A medida que el proceso sucede, se liberan compuestos químicos volátiles, produciendo el característico sabor acaramelado. Como la reacción de Maillard, la caramelización es un tipo de dorado no enzimático. Sin embargo, a diferencia de ésta, la caramelización es una pirólisis, en contraposición a una reacción con aminoácidos. Fermentación alta.Es un tipo de fermentación usada en la elaboración de algunas cervezas. Se denomina así por producirse en la superficie exterior alta (del latín altus). La fermentación se forma por los cultivos

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de la Saccharomyces cerevisiae, que suben a la parte superior del tanque de fermentación (cervezas «ale»). Fermentación primaria.Es una fase de actividad de la levadura (vamos, la levadura esta activa, consumiendo fermentables y transformándolos en subproductos, CO2 y etanol), por ello es evidente que la temperatura ha de ser la adecuada para el trabajo de la cepa que este usando. Floculación.Es un proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación y posterior filtrado. Es un paso del proceso de potabilización de aguas de origen superficial y del tratamiento de aguas servidas domésticas, industriales y de la minería. Gas carbónico.Se formará durante la combinación de dos elementos: carbono y oxígeno. Se formará en el proceso

de combustión del

carbón o combinaciones

de hidrocarburo,

durante

la fermentación de los líquidos, así como un producto de respiración de los hombres y animales. Germinación.Es el proceso mediante el cual una semilla se desarrolla hasta convertirse en una nueva planta. Este proceso se lleva a cabo cuando el embrión se hincha y la cubierta de la semilla se rompe. Para lograr esto, toda nueva planta requiere de elementos básicos para su desarrollo: luz, agua, oxígeno y sales minerales. Inoculación.Se refiere a la incorporación de una sustancia en un organismo. Puede realizarse para trasmitir una enfermedad o proporcionar medios de defensa o inmunidad a dicho organismo. Isomerización.Proceso químico de reordenación interna de los átomos de una molécula a fin de obtener un isómero: la isomerización puede ser espontánea o inducida por la presencia de otra sustancia. Paletizado.-

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Es la acción y efecto de disponer mercancía sobre un palé para su almacenaje y transporte. Las cargas se paletizan para conseguir uniformidad y facilidad de manipulación; así se ahorra espacio y se rentabiliza el tiempo de carga, descarga y manipulación.

Marco referencial APAZA, RUTH & ATENCIO, YESSENIA (2017). TECNOLOGIA PARA LA ELABORACION DE UNA CERVEZA ARTESANAL TIPO ALE, CON SUSTITUCION PARCIAL DE MALTA (Hordeum Vulgare) POR GUIÑAPO DE MAIZ MORADO (Zea Mays). Tesis para optar grado de Ingeniero en industrias alimentarias. 2.4.1

Proceso de elaboración de cerveza Kunze (2006) señala que “En la elaboración de cerveza se requieren cuatro ingredientes

básicos: malta, lúpulo, agua y levadura. Actualmente, se utilizan otros tipos de granos, para la elaboración de cerveza, denominados adjuntos” (Kunze, 2006). Elaboración de malta Gigliarelli (2013) menciona que “La elaboración de malta o malteado es el primer paso en la elaboración de cerveza y es el proceso por cual se obtiene la materia prima principal, la malta. Básicamente es la germinación controlada de un cereal, seguida por la interrupción de este proceso natural, secando el grano por medio de calor. Durante la producción de malta son muchos los parámetros que deben ser controlados, variaciones de estos parámetros logran las llamadas maltas especiales, necesarias para la elaboración de distintos tipos de cervezas, por sus colores y sabores característicos además de cuerpo, palatabilidad, estabilidad de espuma, entre otras cualidades” (Gigliarelli, 2013). Kunze (2006) señala que “El proceso, consta de los siguientes pasos: a) Recepción: El cereal llega a las instalaciones de las malterías en donde es almacenada en condiciones adecuadas de acuerdo a su origen, variedad y proteínas. Si la cebada cumple con los requisitos mínimos para el malteo, se recepciona y se limpia en varias etapas, eliminando todo aquello que no sea cereal como tallos, madera, metal, piedras, otros granos o granos partidos, etc. b) Remojo: Para poder activar las enzimas útiles para el malteado es necesario hidratar el grano llevando su humedad a un 35 a 46 por ciento. Para hidratar la cebada se la remoja por inmersión en agua a unos 15 ºC, cuando la humedad es adecuada comienza el proceso germinativo y la demanda de

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oxígeno aumenta así como la emisión de dióxido de carbono. Para que el embrión no se ahogue se debe airear perfectamente el agua de remojo para oxigenarla. Una vez que la hidratación llega al nivel buscado se drena toda el agua y comienza la etapa de "descanso" o etapa de aire, que puede durar entre dos y tres días. Aquí la correcta ventilación evita las altas concentraciones de CO2. c) Germinación: El embrión comienza su desarrollo hacia el final de la etapa de descanso y necesitará nutrientes para seguir creciendo. Estos se encuentran en el endospermo. Las proteínas se descomponen en aminoácidos, las paredes de las células de almidón en beta-glucanos de bajo peso molecular y parte del almidón (sólo ocho a diez por ciento) en azúcares más simples. A este proceso se lo conoce como "Modificación" o "Desagregación". La modificación continuará luego cuando el maestro cervecero utilice la malta en el proceso de maceración que reactiva la conversión enzimática transformando el resto del almidón soluble en los azúcares simples que servirán de alimento para las levaduras durante la fermentación. Vincent (2006) señala que “Las proteasas hidrolizan las proteínas de la malta, dando como resultado la formación de péptidos y aminoácidos, que más adelante, durante la fermentación servirán como nutrientes para la levadura. Las β-glucanasas hidrolizan los glucanos presentes en la cebada; la degradación de estos polímeros es importante para disminuir la viscosidad del mosto. La β-amilasa hidroliza la amilosa y la amilopectina originando maltosa y dextrinas. Las amilasas que se activan entre 60 y 70 ºC hidrolizan los enlaces α (1−4) de la amilosa y la amilopectina en diferentes puntos del polímero” (Vincent (2006). d)

Secado:

Varnam & Sutherland (1997) indica que “Una vez que la modificación dentro del grano sea la suficiente, se interrumpe el proceso aplicando calor, secando la malta verde para convertirla en malta estable capaz de ser almacenada en forma segura. Durante el secado, además de disminuir el contenido de agua y de detener la modificación del grano se forman componentes de aroma, sabor y color. Normalmente las temperaturas de secado para maltas tipo lager son de 55 a 70 ºC y de 60 a 95 ºC para maltas tipo ale. Finalmente se realiza la fragmentación de los granos tostados para obtener la malta en polvo” (Varnam & Sutherland, 1997). e) Desbrotado: Finalizado el horneado la malta se pasa a través de una máquina que extraerá todas las raicillas y el tallo que han emergido durante la germinación y con las cuales se genera un subproducto que se vende normalmente como alimento animal por su contenido proteínico que es más alto por

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peso que el de la cebada original. La malta entonces se pone en el almacén por un período especificado antes de ser analizada y posteriormente enviada al cliente” (Kunze, 2006). Elaboración del mosto Food Science And Technology (2006) señala que “La producción del mosto consiste de las siguientes etapas: a) Molienda: Si bien el primer proceso en la producción de cerveza es el malteado, cuando hablamos de la elaboración de un lote podemos decir que la molienda es el primer paso a realizar. En todas las cervecerías industriales y microcervecerías se comienza con este proceso. La importancia de la molienda radica en que de ella depende la eficiencia en la extracción de los azúcares atrapados en el grano, influye también en el filtrado del mosto durante el recirculado y lavado del grano. El proceso reduce el endospermo a partículas más pequeñas tratando de mantener la cáscara intacta. Cuanto más chico se parta el grano más superficie del mismo se expone a la acción de las enzimas encargadas de transformar el almidón y más eficiente será la extracción de los azúcares. b) Maceración: Consiste básicamente en someter una mezcla de agua y granos a una serie de descansos a diferentes temperaturas, que deberán ser sostenidos durante un tiempo específico. Estas tres variables (relación agua/grano, tiempo y temperatura) se determinan al momento de planear una receta y varían dependiendo de los ingredientes usados, de los métodos de elaboración y del perfil que el maestro cervecero quiera darle a su cerveza. En la maceración, son las enzimas, las que realizan todo el trabajo. Tanto la temperatura como el pH son factores importantes para el accionar de las enzimas. Cada una, logra su máxima acción a una temperatura y a un pH determinado, valores que llamamos óptimos. Las enzimas que se activan o se generan durante el malteo se encargarán luego de la acidificación del mosto, de la degradación de proteínas y fundamentalmente de la conversión del almidón en azúcares más simples que puedan ser utilizados por las levaduras. c) Cocimiento: Es el proceso de exponer al mosto a una fuente de calor hasta que alcance una ebullición constante y se mantiene bajo estas condiciones por 60 y 120 minutos. Lo que se busca en esta etapa es la remoción de compuestos volátiles indeseados, la isomerización de los ácidos del lúpulo, la desnaturalización y floculación de proteínas, la esterilización, la inactivación enzimática, la

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concentración del mosto, y además es aquí donde se definen el color y algunos sabores y aromas específicos. Antes de pasar al fermentador se deben separar del mosto lo que se conoce como “Trub” que son flóculos formado por proteínas/polifenoles, materiales ricos en lípidos, componentes insolubles del lúpulo, etc., que coagulan durante el cocimiento. Inmediatamente después de esto, se enfría el mosto en el menor tiempo posible hasta llevarlo a la temperatura adecuada de inoculación. Durante el enfriado comienza la formación de otro tipo de materia insoluble (trubs fríos) que continuará aún durante la fermentación. Al separar los trubs se eliminan sustancias indeseables, amargas; se mejora la estabilidad física y la eficiencia de extracto, sin embargo, muchos cerveceros permiten que el trub permanezca en el fermentador, porque se ha demostrado que produce fermentaciones más vigorosas, gracias a los nutrientes que se concentran en él. Una vez clarificado y enfriado el mosto está listo para pasar al fermentador. Bamforth (2003) señala que “El mosto influye directamente en la calidad de la cerveza, a través de sus componentes en el producto, ya que determina el color, la claridad, la espuma, la seguridad, la salubridad y algunos aspectos clave del sabor, además tiene impacto en el rendimiento de la levadura. Las fuentes de variabilidad en la composición del mosto puede deberse a las variaciones en la composición del agua, del grano para moler y de condiciones de las salas de cocción. El primero se regula con mayor facilidad, a través de tratamientos de agua para cumplir los protocolos, el resto se debe cumplir según las recetas y normas establecidas para las moliendas, el malteado y cocimiento. Ya que en esta parte el mosto adquiriera las condiciones para servir como nutriente a la levadura” (Bamforth 2003). Barreiro & Sandoval “El mosto adquiere su color durante la fase de maceración y hervido en el cocimiento, siendo el resultado de una combinación de varios factores. Entre ellos la reacción de caramelización y Maillard (también conocida como glucosilación o glicación no enzimática de proteínas). La caramelización en sí es otro conjunto de reacciones producidas por efecto del calor que ocurre cuando los azúcares son calentados sobre su punto de fusión, donde, en condiciones ácidas, condensaciones, arreglos y ciclaciones de aldosas y cetosas originan furfural y otros compuestos aromáticos” (Barreiro & Sandoval, 2006). Kunze (2006) señala que “Este proceso se basa en un conjunto complejo de reacciones químicas que se producen entre las proteínas (grupo amino [-NH2]) y los azúcares reductores (grupo carbonilo [- CO]). Durante este proceso los azúcares como la maltosa y la glucosa se combinan con los aminoácidos, que en su mayoría provienen de la malta y en menor medida de los lúpulos,

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reaccionando y formando melanoidina, compuesto responsable del oscurecimiento del mosto” (Kunze, 2006). Mardones (2012) menciona que “En la reacción de Maillard se distinguen tres etapas: inicialmente se produce la asociación del azúcar con la proteína, formando un compuesto denominado base de Schiff; la estructura de este compuesto se reordena hacia una forma más estable, denominada producto de Amadori. Este posteriormente sufre una serie de complejas transformaciones que conducen a la formación de compuestos generalmente coloreados y/o fluorescentes” (Mardones, 2012). Fermentación y maduración Kunze (2006), una vez obtenido el mosto, este es aireado de manera estéril, e inoculado con de levadura para que inicie la fermentación. En la elaboración industrial de la cerveza se diferencian dos tipos de fermentación: fermentación alta, en la elaboración de cerveza tipo “Ale” y fermentación baja, en la elaboración de cerveza tipo “Lager”. Estas fermentaciones operan bajo condiciones de cepas, tiempo y temperatura diferentes, sin embargo en ambas tipos se lleva a cabo en dos etapas; la fermentación y maduración. Para la elaboración de la cerveza tipo Lager, se consideran las siguientes etapas: a) Fermentación Primaria: La fermentación primaria se inicia cuando las levaduras son introducidas en el mosto aireado, esta cerveza se denomina “Cerveza verde”. En la fermentación primaria se dan las siguiente etapas: La fase de adaptación o latencia, en donde las levaduras acumulan sus reversas de glicógeno y la fase de crecimiento, designada a menudo como la fase de la respiración, donde, las células de la levadura utilizan el oxígeno en el mosto para oxidar una variedad de compuestos ácidos, dando por resultado una baja significativa en el pH, acidificando el mosto. b) Fermentación Secundaria: En la fermentación secundaria, se da lugar la fase de fermentación y sedimentación, estas siguen rápidamente a la fase de crecimiento, en el cual las levaduras han agotado la fuente del oxígeno, y da inicio a un proceso caracterizado por la reducción de la densidad del mosto y la producción del dióxido de carbono, etanol, y los sabores de la cerveza, durante esa fase, la levadura está en suspensión, permitiéndose la dispersión y el contacto máximo con el mosto, esta fase provoca el aumento del contenido de alcohol y el agotamiento de los azúcares y nutrientes, que origina que la levadura comience a flocular y sedimentar en el fondo del fermentador, proceso conocido como

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fase de sedimentación (cervezas tipo Lager) en esta etapa se produce la maduración del aroma y sabor de la cerveza. c) Maduración o “Lagering” de la cerveza: La etapa de maduración se lleva a cabo cuando se ha alcanzado el extracto final deseable, los tanques se enfrían a temperaturas de refrigeración de -1 ºC a 5 ºC, durante este tiempo la levadura flocula y sedimenta. Al finalizar la fermentación principal, la cerveza está muy turbia. Esta turbidez es debida principalmente al contenido de la levadura en suspensión y al velo producido por las micelas coloidales y las proteínas. Durante el tiempo de maduración estas precipitan y se depositan en el fondo del tanque, originándose la clarificación, en la última fase de la guarda, esto favorece la filtración de la cerveza y la estabilidad coloidal de la misma. Otra de las finalidades de la maduración tradicional es lograr la carbonatación de la cerveza hasta alcanzar los niveles de anhídrido carbónico deseados en el producto final. Filtración, envasado y almacenamiento Kunze (2006) señala que “Luego del proceso de maduración, la cerveza se filtra eliminando hasta el máximo las materias insolubles, como levadura o proteínas coaguladas que puedan contener. Una vez filtrada la cerveza, viene el proceso de carbonatación que consiste en una inyección de gas carbónico cuyo contenido es el necesario para que la cerveza produzca una buena formación de espuma. La cerveza saliente de los filtros y carbonatada, se recibe en los tanques de almacenamiento, para su posterior envasado. El envasado se realiza bajo las mejores condiciones asépticas posibles, con la menor agitación para eliminar la pérdida de gas carbónico, sin aumento de temperatura y sin inyección de aire. Las botellas de envase, se lavan y esterilizan antes de ser utilizadas, luego de ser llenadas estas pasan por puntos de control de inspección que aseguran su calidad, posteriormente se pasteuriza, para garantizar su conservación. La pasteurización se lleva a cabo a 60 ºC durante un corto tiempo, con el objeto de eliminar residuos de levadura que pueden haber pasado en la filtración y finalmente es envasada y paletizado para su despacho.

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Hipótesis 2.5.1 Hipótesis general 2.5.2 Hipótesis especificas Definición y operacionalización de variables

CAPITULO III. MARCO METODOLOGICO Enfoque El presente trabajo de investigación se realiza aplicando el enfoque cuantitativo, tal como plantea Hernández (2010) indicando que los estudios de enfoque cuantitativos se caracterizan porque se miden variables en un determinado contexto, se analizan las mediciones obtenidas mediante métodos estadísticos o similares y se establecen las conclusiones mediante las hipótesis. (Hernández, Fernández y Baptista; 2010)

Diseño El presente trabajo de investigación es de Diseño Experimental, tal como explica Hernández (2010) los diseños de investigación experimental. La investigación experimental se divide en preexperimentos, experimentos “puros” (verdaderos) y cuasiexperimentos. Es exploratorio cuando se pretende profundizar más acerca de un tema poco conocido o desconocido totalmente, esto con el fin de abordar puntos que no fueron tocados anteriormente, podemos obtener resultados tanto positivos como negativos pero siempre importantes para la investigación. (Hernández, Fernández y Baptista; 2003). Asimismo este trabajo por su temporalidad, es transversal, tal como afirma Hernandez (2010) al explicar que “los diseños de investigación transeccional o transversal recolectan datos en un solo momento, en un tiempo único. Su propósito es describir variables y analizar su incidencia e interrelación en un momento dado” (Hernández, Fernández y Baptista; 2010; 151).

Nivel La presente investigación es de nivel Descriptivo porque analizará aspectos que describen la realidad problemática del valle del Chira; se colectará información mediante entrevistas, muestreo y análisis de laboratorio y análisis documental. Bernal (2006) explica que “La investigación descriptiva es un nivel básico de investigación, el cual se convierte en la base de otros tipos de investigación; además, agregan que la mayoría de los

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tipos de estudio, tienen de una u otra formas, aspectos de carácter descriptivo. La investigación descriptiva se guía por las preguntas de investigación que formula el investigador; cuando se plantean hipótesis en los estudios descriptivos, estas se formulan a nivel descriptivo y se prueban dichas hipótesis. La investigación descriptiva se soporta principalmente en técnicas como la encuesta, la entrevista, la observación y la revisión documental” (Bernal, 2006, 113).

Tipo La presente investigación es de tipo descriptiva, si bien es cierto que el tema tiene carácter novedoso en el Perú y que no existe un tema precedente a nivel regional que podría darle un carácter exploratorio, como explica Danke (1986) citado por Hernandez (2010), los estudios exploratorios nos sirven para aumentar el grado de familiaridad con fenómenos relativamente desconocidos, obtener información sobre la posibilidad de llevar a cabo una investigación (Hernández, Fernández y Baptista; 2010). Es la profundidad del mismo y el hecho que se guie por preguntas de investigación y objetivos, le configura como investigación descriptiva. Tal como señala Bernal (2006) en el párrafo precedente.

Sujetos de la investigación No se desarrollará porque la investigación es de enfoque cuantitativo.

Métodos y procedimientos a) Materiales b) Métodos (a nivel de laboratorio) c) Procedimientos (metodología de acción)

Técnicas e instrumentos Mencionar los análisis documentales y proximales descritos en la AOAC.

Aspectos éticos EDITAR La presente investigación planteará los procedimientos para la elaboración de leche de coco de la variedad King cultivada en el distrito de Marcavelica. De esta manera, se podrán articular los esfuerzos, buscando un valor agregado y el manejo sostenible económico de los vendedores de esta variedad de coco en el distrito señalado, manteniendo la comercialización y tradición de la venta de coco, ya que este es reconocido a nivel departamental por el agua que esta especie posee, con el fin de aprovechar la parte de la pulpa de coco y que los niveles de residuos sean menores. De la misma manera, se cumplirá con mantener una posición independiente y neutral, las pruebas de laboratorio realizadas se ajustan a las metodologías de análisis aceptadas a nivel

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internacional y en el marco legal de la república. Todo esto, con el propósito de evitar los sesgos por conflicto de intereses, por opiniones tendenciosas y por metodologías no estandarizadas. También, cabe destacar que el presente trabajo será evaluado por un jurado calificador adhoc, que cuenta con miembros de destacada trayectoria profesional, quienes ejercen la profesión en forma independiente y la docencia en el Programa de Doctorado en Ciencias Industriales de la Universidad Nacional de Piura. Finalmente, cabe destacar que esta investigación cumplirá con elaborar las citas de otras investigaciones y materiales bibliográficos en cumplimiento de las normas APA y otorgándole a cada persona los créditos correspondientes.

CAPITULO IV. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS Cronograma de ejecución

Cuadro 1. Cronograma de actividades Fuente: Elaboración propia

Presupuesto DESCRIPCION

PRECIO UNITARIO

COSTO TOTAL

2000.00

2000.00

2. Laptop

1500.00

1500.00

3. Uso de internet

100.00

100.00

4. Hojas bond

10.00

10.00

5. Lapiceros cantidad 3

2.00

6.00

6. Impresión de proyecto

15.00

15.00

1. Recursos humanos: Proyecto de tesis

de tesis PRESUPUESTO TOTAL

3631.00

Cuadro 2. Presupuesto para la realización del Trabajo de investigación Fuente: Elaboración propia.

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Financiamiento Mi proyecto de tesis, al ser aprobado para su realización será presupuestado por mí misma persona, ya que es un proyecto experimental. Mi producto final como es la cerveza será vendida para de esta manera poder recuperar los gastos generados en el trascurso del proyecto.

CAPITULO V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICA Aldón,

H.

(2005).

Brewing

virtual.

Lima,

Perú.

Disponible

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CAPITULO VI. ANEXOS Matriz de consistencia Instrumentos de recolección de datos Informe de validez y confiabilidad de los instrumentos de recolección de datos Datos y documentos utilizados