tesis bebida quinua
i UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIALIZACIÓN DE ALIMENTOS PROYECTO PARA LA ELABOR
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- Susana González
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE INGENIERÍA
INDUSTRIALIZACIÓN DE ALIMENTOS
PROYECTO PARA LA ELABORACIÓN DE UNA BEBIDA NUTRITIVA A PARTIR DEL MALTEADO DE QUINUA
TESIS PARA LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERA EN INDUSTRIALIZACIÓN DE ALIMENTOS
MARÍA VERÓNICA VELASCO YÉPEZ
Director de Tesis: Ing. Carlos Caicedo Octubre-2007
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“Del contenido de la presente Tesis se responsabiliza María Verónica Velasco Yépez”
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“Del la dirección de la presente Tesis se responsabiliza Ingeniero Carlos Caicedo”
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AGRADECIMIENTOS
Agradezco sinceramente a Dios, por darme vida salud y paciencia, a mis Padres por su compresión, apoyo y amor en todo momento de mi vida, a mi hermana por su paciencia y cariño Un agradecimiento especial a la Universidad Tecnológica Equinoccial especialmente al la facultad de Ingeniería por abrirme las puertas para cursar mi carrera y ayudarme a cumplir mi meta de ser profesional. Un agradecimiento profundo al Departamento de Nutrición y calidad Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias INIAP por haberme abierto las puertas para desarrollar mi trabajo de investigación Un agradecimiento especial a la Ingeniera Elena Villacrés, investigadora del Departamento de Nutrición y calidad del INIAP por su colaboración, paciencia, consejos y conocimientos impartidos durante el desarrollo de mi tesis. Agradezco de corazón a todos mis compañeros Tesistas del Departamento de Nutrición y Calidad por su amistad y la ayuda que siempre me brindaron en los momentos que necesité Un agradecimiento al Ingeniero Carlos Caicedo por su acertada dirección, por la oportunidad de desarrollar mi trabajo de investigación en el INIAP y por toda la ayuda impartida durante el desarrollo de mi tesis. Agradezco también a todas aquellas personas que de una u otra forma me ayudaron y siempre estuvieron pendientes en el desarrollo y culminación de mi tesis.
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DEDICATORIA
A mi familia, en especial a mi Papi Raúl y Mami Kathy por ser mi apoyo siempre, por su amor, amistad y sobre todo por confiar en mi y ayudarme a cumplir mis metas. A todas aquellas personas que me aprecian, siempre me apoyan y desean lo mejor para mi.
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ÍNDICE GENERAL
CAPÍTULO I : INTRODUCCIÓN 1.1. ANTECEDENTES.....................................................................................................1 1.2. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN..........................................................2 1.3. OBJETIVO GENERAL .............................................................................................3 1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.....................................................................................3 1.5. HIPÓTESIS................................................................................................................4 1.6. PROBLEMA……………………………………………………………………… 4 1.7. IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES......................................................................4 1.8. MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN……………………………………………… 4
CAPÍTULO II: PARTE TEÓRICA 2.1 PSEUDOCEREALES .................................................................................................6 2.2 QUINUA .....................................................................................................................6 2.2.1 Descripción Botánica .........................................................................................6 2.2.1.1 Raíz ....................................................................................................6 2.2.1.2 Tallo ...................................................................................................6 2.2.1.3 Hojas ...................................................................................................7 2.2.1.4 Flor ......................................................................................................7 2.2.1.5 Inflorescencia ......................................................................................7 2.2.1.6 Grano ..................................................................................................7 2.2.2 Condiciones Agronómicas .................................................................................9 2.2.2.1 Preparación del suelo ..........................................................................9 2.2.2.2 Siembra ……………..……………………………………………….9
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2.2.2.3 Fertilización ......................................................................................10 2.2.2.4 Cosecha .............................................................................................10 2.2.3 Tipos de Quinua ...............................................................................................10 2.2.4 Valor Nutricional ............................................................................................11 2.2.5 Origen..............................................................................................................13 2.2.6 Situación de la Quinua en el Ecuador ..............................................................13 2.2.7 Descripción de la cadena productiva ...............................................................17 2.2.8 Formas de utilización ......................................................................................18 2.3 COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA QUINUA .......................................................18 2.4 SUSTANCIAS ANTINUTRITIVAS DE LA QUINUA ..........................................20 2.4.1 Saponinas .........................................................................................................20 2.4.2 Saponinas de la Quinua....................................................................................20 2.5 SEMILLAS ...............................................................................................................21 2.5.1 Germinación.....................................................................................................22 2.5.2 Proceso de germinación de la Quinua..............................................................22 2.5.3 Malteo. .............................................................................................................23 2.5.3.1 Proceso de malteo de la quinua...........................................................23 2.5.4 Maceración.......................................................................................................24 2.5.4.1 Proceso de maceración de la malta de quinua......................................24 2.6 BEBIDAS NUTRITIVAS.........................................................................................24 2.6.1 Tipos de Bebidas ..............................................................................................25 2.6.1.1 Bebidas de cola.........………………………………………………...25 2.6.1.2 Bebidas de fruta...................................................................................25 2.6.1.3 Bebidas con aroma de frutas ...............................................................25
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2.6.1.4 Néctares...............................................................................................25 2.6.1.5 Tónica..................................................................................................25 2.6.1.6 Bitter o bebida vegetal ........................................................................26 2.7 BEBIDAS VEGETALES .........................................................................................26
CAPÍTULO III : PARTE EXPERIMENTAL 3.1 DISEÑO EXPERIMENTAL ....................................................................................27 3.1.1 Determinación de los parámetros óptimos para la obtención de quinua germinada..........................................................................................................27 3.1.1.1. Factor en estudio ................................................................................27 3.1.1.2. Tratamientos.......................................................................................27 3.1.1.3. Unidad experimental ..........................................................................27 3.1.1.4. Diseño Experimental.........................................................................27 3.1.1.5. Análisis estadístico.............................................................................27 3.1.1.6.Análisis funcional ...............................................................................28 3.1.1.7. Manejo específico del experimento ...................................................28 3.1.1.8. Variables Respuesta ...........................................................................28 3.1.1.9. Métodos de Evaluación....................................................................29 3.1.1.9.1Capacidad de Germinación………………………………29 3.1.1.9.2. Longitud del acróspiro…………………...……………..30 3.1.2. Determinación de la formulación apropiada para la elaboración de una bebida nutritiva con base a quinua malteada ………………………………………31 3.1.2.1. Factor en estudio .............................................................................31 3.1.2.2. Tratamientos.....................................................................................31 3.1.2.3. Unidad experimental ........................................................................31 ix
3.1.2.4. Diseño Experimental........................................................................31 3.1.2.5. Análisis estadístico...........................................................................31 3.1.2.6. Análisis funcional.............................................................................32 3.1.2.7. Manejo específico del experimento .................................................32 3.1.2.8.Variables y métodos de evaluación...................................................32 3.1.2.9. Métodos de evaluación.....................................................................32 3.1.3 Determinación de las características físicas, químicas, y el aporte nutricional de la bebida obtenida........................................................................................33 3.1.3.1. Factor en estudio ..............................................................................33 3.1.3.2. Tratamientos.....................................................................................33 3.1.3.3. Unidad experimental ........................................................................33 3.1.3.4. Manejo específico del experimento .................................................33 3.1.3.5. Variables y métodos de evaluación..................................................33 3.1.3.6. Métodos de evaluación.....................................................................34 3.1.3.6.1 Determinación de pH: …………………………….....
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3.1.3.6.2 Medición de acidez ……………………………………. 34 3.1.3.6.3 Medición de Sólidos Solubles ………………………….36 3.1.3.6.4 Tiempo de conversión de almidones en azúcares………36 3.1.3.6.5Determinación de proteína Total………………………...37 3.1.3.6.6 Determinación de aminoácidos…………………………40 3.1.3.6.7 Determinación de minerales…………………………….42 3.1.4. Determinación del tiempo de vida útil de la bebida de quinua .......................46 3.1.4.1 Condiciones Normales ........................................................................46 3.1.4.1.1 Factores en estudio ……….……..……………………… 46
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3.1.4.1.2 Tratamientos…………………………………………...….46 3.1.4.1.3 Unidad Experimental……………………………..……...47 3.1.4.1.4 Diseño experimental……...………………………………….47 3.1.4.1.5 Manejo específico del experimento………...………………..47 3.1.4.1.6 Variables respuesta…..……….…………………………… 47 3.1.4.1.7 Métodos de evaluación……...……………………………….47 3.1.4.2 Condiciones Aceleradas………………………...……………………48 3.1.4.2.1 Factores en estudio……………………………………… 48 3.1.4.2.2 Tratamientos…………………………………………….48 3.1.4.2.3 Unidad Experimental…………………………………...49 3.1.4.2.4 Diseño experimental…………………………………….49 3.1.4.2.5 Manejo específico del experimento……………………..49 3.1.4.2.6 Variables respuesta…………………………………… 49 3.1.4.2.7 Métodos de evaluación………………………………….49 3.1.4.2.7.1 Recuento de microorganismos totales………49 3.1.4.2.7.2 Recuento de mohos y levaduras………….. 51 3.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA BEBIDA DE QUINUA .........................................................................................................................53 3.3 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA BEBIDA A PARTIR DEL MALTEADO DE QUINUA ...............................................................54
CAPÍTULO IV: RESULTADOS . 4.1 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS ÓPTIMOS PARA LA OBTENCIÓN DE QUINUA GEMINADA....................................................................56
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4.1.1 Tiempo de germinación....................................................................................56 4.1.2 Longitud del acróspiro .....................................................................................57 4.1.3 Porcentaje de germinación ...............................................................................59 4.2 DETERMINACIÓN DE LA FORMULACIÓN APROPIADA PARA LA ELABORACIÓN DE UNA BEBIDA NUTRITIVA CON BASE A QUINUA MALTEADA ..................................................................................................................59 4.2.1 Nivel de Aceptabilidad....................................................................................59 4.2.1.1 Olor ...................................................................................................60 4.2.1.2 Sabor .................................................................................................61 4.2.1.3 Aceptabilidad ....................................................................................62 4.3 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS, Y EL APORTE NUTRICIONAL DE LA BEBIDA OBTENIDA...........................................64 4.3.1 Características físicas ......................................................................................64 4.3.1.1 Sólidos solubles.................................................................................64 4.3.1.2 Tiempo de conversión de azucares ...................................................64 4.3.1.3 pH......................................................................................................65 4.3.2 Características químicas..................................................................................64 4.3.2.1 Proteína soluble.................................................................................64 4.3.2.2 Minerales...........................................................................................65 4.3.2.3 Aminoácidos .....................................................................................67 4.3.2.4 Vitamina C ........................................................................................68 4.4 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE VIDA ÚTIL DE LA BEBIDA ................68 4.5 Balance de Materiales ...............................................................................................70 4.5.1 Balance de Materiales en la maceración de la malta de quinua.......................71
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4.5.2 Balance de materiales en la filtración del mosto.............................................72
CAPÍTULO V : DETRMINACIÓN DEL COSTO DE PRODUCCIÓN, PRECIO DE VENTA Y PUNTO DE EQUILIBRIO 5.1 CONDICIÓN SELECCIONADA.............................................................................74 5.2 CONSIDERACIONES PREVIAS............................................................................74 5.3 CÁLCULO DEL PUNTO DE EQUILIBRIO…………………………………… 80 5.3.1 PUNTO DE EQUILIBRIO EN DÓLARES….……………………………...80 5.3.2 PUNTO DE EQUILIBRIO EN PORCENTAJE………………………… 81 5.4 GRÁFICO DEL PUNTO DE EQUILIBRIO............................................................83 5.5 ANÁLISIS DE COSTOS..........................................................................................84
CAPÍTULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1 CONCLUSIONES ....................................................................................................85 6.2 RECOMENDACIONES ...........................................................................................87 BLIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………………..89
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Tabla comparativa nutricional ..........................................................................12 Tabla 2. Produccion de quinua en el ecuador .................................................................16 Tabla 3. Composición Química de la Quinua .................................................................19 Tabla 4. Descripción de tratamientos para la prueba de estabilidad en condiciones normales ..........................................................................................................................46 Tabla 5. Descripción de tratamientos para la prueba de estabilidad en condiciones aceleradas ........................................................................................................................48 Tabla 6.Análisis de varianza para el tiempo de germinación del grano de quinua.........56 Tabla 7.Prueba de Tukey al 5 % para tiempo de germinación del grano........................57 Tabla 8.Análisis de varianza para longitud del acróspiro del grano ...............................58 Tabla 9.Diferencia mínima significativa para longitud del acróspiro del grano.............58 Tabla 10. Análisis de varianza para el olor de la bebida obtenida a partir del malteado de quinua..............................................................................................................................60 Tabla 11. Diferencia mínima significativa para el olor de la bebida obtenida a partir del malteado de quinua .........................................................................................................61 Tabla 12.Análisis de varianza para el sabor de la bebida obtenida a partir del malteado de quinua .........................................................................................................................62 Tabla 13. Diferncia mínima significativa para el sabor de la bebida obtenida a partir del malteado de quinua .........................................................................................................62 Tabla 14. Análisis de varianza para la aceptabilidad del la bebida obtenida a partir del malteado de quinua .........................................................................................................63
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Tabla 15. Diferenica mínima significativa para la aceptabilidad del la bebida obtenida a partir del malteado de quinua..........................................................................................63 Tabla 16. Contenido de minerales en bebida de quinua malteada ..................................66 Tabla 17. Contenido de aminoácidos en bebida de quinua malteada .............................67
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ÍNDICE DE DIAGRAMAS
Diagrama 1. Diagrama de la cadena productiva de la quinua.........................................17 Diagrama 2. Diagrama de flujo del proceso de elaboración de la bebida a partir del malteado de quinua .........................................................................................................54 Diagrama 3. Diagrama de flujo de la obtención de la bebida nutritiva de quinua..........55
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Anatomía del grano de quinua...........................................................................8 Figura 2. Provincias del Ecuador con producción de Quinua.........................................14 Figura 3. Gráfico del punto de Equilibrio…………………………………………… 83
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ÍNDICE DE CUADROS
Cuadro 1. Materiales directos e indirectos......................................................................75 Cuadro 2. Equipos y utensillos .......................................................................................76 Cuadro 3.Suministros......................................................................................................77 Cuadro 4. Personal ..........................................................................................................77 Cuadro 5. Estimación del precio de venta.......................................................................78 Cuadro 6. Resumen de costos .........................................................................................79 Cuadro 7. Punto de Equilibrio.........................................................................................82
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ÍNDICE DE ANEXOS ANEXO I Codex Alimentario Hoja de análisis sensorial Figura 1. Programa de secado para quinua germinada figura 2. Programa de temperatura de maceración
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ANEXO II ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Análisis microbiológico de aerobios totales en condiciones normales Tabla 2. Análisis microbiológico de aerobios totales en condiciones aceleradas Tabla 3. Análisis microbiológico de mohos y levaduras en condiciones normales Tabla 4. Análisis microbiológico de mohos y levaduras en condiciones aceleradas Tabla 5. Acidez de la bebida almacenada en condiciones normales (Tº ambiente) durante un mes Tabla 6. Acidez de la bebida almacenada en condiciones aceleradas (36ºc) durante un mes Tabla 7. pH de la bebida almacenada en condiciones normales (Tº Ambiente) durante 12 días Tabla 8. pH de la bebida almacenada en condiciones aceleradas (36º C) durante 12 días
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ÍNDICE DE GRÁFICOS Grafico 1. Acidez de la bebida almacenada en condiciones normales (Tº ambiente) durante un mes Grafico 2. Acidez de la bebida almacenada en condiciones aceleradas(36ºC) durante un mes Grafico 3. pH de la bebida almacenada en condiciones normales (Tº Ambiente) durante 12 días Grafico 4. pH de la bebida almacenada en condiciones aceleradas (36º C) durante 12 días
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ANEXO III INDICE DE FOTOGRAFÍAS Fotografia 1. Tanque de Remojo Fotografía 2. Quinua en Remojo Fotografía 3. Germinador Fotografía 4. Quinua geminando Fotografía 5. Quinua germinada Fotografia 6. Tostado Barber Colman Fotografía 7. Quinua lista para tostar Fotografía 8. Quinua tostada Fotografía 9. Molino Fotografía 10. Quinua Tostada moliéndose Fotografia 11. Mata de quinua Fotografía 12. Mezcla de malta y agua Fotografía 13. Mezcla macerándose Fotografía 14. Mezcla macerada lista para centrifugar Fotografía 15. Mezcla macerada centrifugándose Fotografía 16. Mezcla macerada centrifugada Fotografía 17. Mezcla macerada centrifugada lista para ultracentrifugar Fotografía 18. Mezcla macerada centrifugada lista para ultracentrifugándose Fotografia 19. Mezcla macerada ultracentrifugada Fotografía 20. Bebida nutritiva de quinua Fotografía 21. Prueba de sacarificación Fotografía 22. Bebida de quinua en estabilidad condiciones ambientales
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Fotografía 23. Bebida de quinua en cámara acelerada Fotografía 24. Preparación para análisis microbiológico Fotografía 25. Análisis microbiológico Fotografía 26. Panel de análisis sensorial Fotografía 27. Análisis sensorial
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RESUMEN
El presente trabajo se realizó con el objetivo de aprovechar las propiedades nutricionales que aporta un pseudocereal como es la QUINUA (Chenopodium quinoa Willd.) y la utilización de la misma en la elaboración de una bebida nutritiva a partir del grano de quinua malteado.
Para la elaboración de la bebida se empleó como materia prima quinua previamente lavada, la misma que se sometió al proceso de malteado el cual comprende el remojo, la germinación y el tostado. Posteriormente el grano fue molido, se preparó una suspensión manteniendo una relación 1:6; luego fue macerada y filtrada; el extracto recuperado fue saborizado y endulzado, obteniéndose una bebida refrescante con un rendimiento de 1 litro de bebida.
A la bebida se la puede catalogar como un producto nutritivo y refrescante por su contenido de proteína, agua, minerales y vitamina C, que puede ser introducido en la dieta diaria.
Mediante ensayos de estabilidad en condiciones normales (temperatura ambiente) y condiciones aceleradas ( temperatura promedio 36º C y 80 % humedad relativa), se determinó para el producto envasado en envases de poliestireno (PS) color ambar, una durabilidad promedio de 36 días en condiciones ambientales.
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Finalmente el estudio económico muestra que el producto es competitivo respecto a otros similares comerciales, estableciéndose un costo de producción de 0.39 centavos por cada 250 ml de bebida.
Este tipo de producto contribuye a dar valor agregado a las materias primas como la QUINUA (Chenopodium quinoa Willd) que se cultivan en nuestro país bajo condiciones marginales contribuyendo a diversificar el consumo de este pseudocereal muy nutritivo y a mejorar la alimentación de la población.
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SUMMARY
The present work was realized by the be usefull to take advantage of the nutritional properties that a false cereal contributes as is the QUINUA (Chenopodium quinoa Willd.) and the utilization of the same one in the production of a nourishing drink from the grain of quinua malted.
For the production of the drink it used as raw material quinua before washed, the same one that surrendered to the process of malted who includes the soaking, the germination and the toasting. Later the grain was ground, a suspension was prepared supporting a relation 1:6; then it was softened and leak filtered; the recovered extract was flavored and sweetened, a refreshing drink being obtained by a performance of 1 liter of drink.
To the drink it is possible to catalogue it as a nourishing and refreshing product for it content of protein, water, minerals and vitamin C, which can be introduced in the daily diet. Stability tests in normal conditions temperature
and intensive conditions (average
temperature 36 º C and 80 % relative dampness), color decided for the product packed in packings of poliestireno amber, an average permanence of 36 days in environmental conditions. Finally the economic study shows that the product is competitive with regard to similar others commercial, there being established a cost of production of 0.39 cents by every 250 ml of drink.
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This type of product helps to give value added to the raw materials as the QUINUA (Chenopodium quinoa Willd) that cultivate in our low country marginal conditions helping to diversify the consumption of this very nourishing pseudo cereal and to improve the nourishment of the population.
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CAPÍTULO I INTRODUCCIÓN 1.1. ANTECEDENTES Las bebidas nutritivas son líquidos a base de agua que además de calmar la sed contribuyen a nutrir nuestro organismo por su contenido variable en energía y ciertos nutrientes
Uno de los grupos importantes de bebidas que en la actualidad se elaboran y que algunas personas prefieren consumir son las bebidas vegetales, que es el nombre que define a una gran variedad de bebidas elaboradas a partir de alimentos vegetales , principalmente cereales, legumbres y frutos secos
Tal es el caso de la Quinua (Chenopodium quinoa Willd.) que es un nutritivo pseudocereal que se cultivó en forma tradicional en el área andina y del cual se puede aprovechar todos los nutrientes que este nos proporciona
Un método favorable para aprovechar todos los nutrientes que el grano de quinua posee es el malteado y el macerado. El primero es un proceso físico- químico controlado durante el cual los granos desarrollan y activan sus sistemas enzimáticos y modifican suficientemente sus reservas alimenticias y el segundo transforma a través de las enzimas los almidones en azúcares y hacen que los productos que se obtienen sean nutritivos aprovechando los nutrientes que contiene el grano de quinua.
Este tipo de productos pueden ser una alternativa de alimentación ya que por ser naturales ayudan al desarrollo del organismo y a la vez se puede generar valor agregado a materias primas como la quinua que se produce en nuestro país y así poder aportar al desarrollo socioeconómico del mismo 1.2. JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN El ser humano necesita una alimentación balanceada que contenga todos los nutrientes que el cuerpo necesita para un adecuado funcionamiento ya que una mala alimentación puede producir trastornos en el organismo.
En la actualidad se propone que la alimentación siempre este acompañada de alimentos funcionales que persiguen modificar o potenciar las propiedades saludables de alguno de sus componentes para fortalecer la salud y prevenir enfermedades; es el caso de la quinua uno de los alimentos mas importantes que contienen gran cantidad de fibra y otros nutrientes que aportan beneficiosamente al funcionamiento del organismo
Muchas personas especialmente los niños no gustan consumir quinua en forma natural por lo cual prefieren este alimento en diferentes presentaciones es por esto que se propone la elaboración de una bebida nutritiva a partir de la quinua malteada, la misma que posee todos los nutrientes beneficiosos que ofrece uno de los cereales mas completos como es la quinua
Este producto podría ser destinado como un complemento nutricional principalmente en niños y también adultos; además de estar al alcance de todas las clases sociales. ya que
muchas veces las personas de escasos recursos no tienen acceso a este tipo de productos por el costo.
El procesamiento de la bebida con materias primas mas baratas como la quinua, contribuye para que el producto terminado tenga un costo inferior y pueda competir en el mercado con productos similares.
Con el desarrollo de este producto se pretende dar mayor valor agregado a la quinua la misma que tiene un gran contenido de nutrientes y compuestos funcionales para la mejor nutrición de las personas y para elevar la calidad de vida. 1.3. OBJETIVO GENERAL Obtener una bebida nutritiva a partir del malteado de quinua, con el fin de diversificar el uso del grano y ofrecer alternativas de alimentación. 1.4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Determinar los parámetros óptimos para la obtención de quinua geminada
• Determinar la formulación apropiada para la elaboración de una bebida nutritiva con
base a quinua malteada
• Determinar las características físicas, químicas, y el aporte nutricional de la bebida
obtenida
• Determinar el tiempo de vida útil del producto envasado
• Realizar un análisis económico para determinar el costo de producción
1.5. HIPÓTESIS
Si es posible elaborar una bebida nutritiva
a partir del malteado de quinua
aprovechando todos los nutrientes que proporciona este grano andino 1.6 PROBLEMA Mejorar la nutrición y calidad de vida de las personas, que en la actualidad es deficiente, dando valor agregado a través de la industrialización a uno de los alimentos más importantes como es la quinua, obteniendo como resultado productos con alto contenido de nutrientes que pueden ser complemento de una alimentación balanceada. 1.7 IDENTIFICACIÓN DE VARIABLES
Variable independiente Proceso de obtención de la bebida nutritiva a partir del malteado de quinua Variable dependiente Tiempo, temperatura y humedad para el malteado del grano. 1.8 MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN
Método de análisis: este método será utilizado en la recopilación de información tanto de libros como Internet
Método de síntesis: se utilizará
luego de realizar diferentes pruebas análisis del
producto para luego decidir cuales son las mejores condiciones para el desarrollo del producto
Método experimental: este método se utilizará en la elaboración del producto conjuntamente con los análisis físicos químicos y experimentales para lograr los objetivos planteados.
CAPÍTULO II PARTE TEÓRICA
2.1 PSEUDOCEREALES Los pseudocereales son plantas cuyos granos son ricos en materia harinosa, como los cereales, aptos para la fabricación de pan o sucedáneos, pero que a diferencia de aquéllos son dicotiledóneas y todas pertenecen a los géneros Amaranthus y Chenopodium", concepto que se asume para el grano de quinua.
2.2 QUINUA La quinua es un nutritivo pseudocereal que se cultivó en forma tradicional en el área andina desde la época incásica. La quinua es uno de los pocos cultivos que se puede sembrar en las alturas. Se puede cultivar sola o asociada con otros granos o tubérculos, tiene una capacidad grande de adaptarse a condiciones ecológicas muy diferentes. 2.2.1 Descripción botánica 2.2.1.1 Raíz La raíz es pivotante con muchas ramificaciones y alcanza una profundidad hasta los 60 cm. 2.2.1.2 Tallo El tallo es cilíndrico a la altura del cuello y angular a partir de las ramificaciones. El número de ramificaciones depende del tipo de entrada y puede variar mucho.
2.2.1.3 Hojas Las hojas son de tipo lanceoladas, grandes en la parte inferior y pequeñas en la parte superior de la planta. Las hojas son dentadas, el número de dientes es una característica importante para su clasificación. La hoja está cubierta de un polvo fino farináceo. 2.2.1.4 Flor La flor es pequeña y carece de pétalos; puede ser hermafrodita o postilada. 2.2.1.5 Inflorescencia La inflorescencia se da en dos tipos: amarantiforme y glomerulada. 2.2.1.6 Grano El fruto de la quinua es un aquenio; el perigonio cubre una sola semilla y se desprende con facilidad al frotarlo; sin embargo el pericarpio del fruto está adherido a la semilla, presentando alvéolos y en algunas variedades se puede separar fácilmente. En el pericarpio se encuentra la saponina, compuesto que le transfiere sabor amargo a la quinua, en la Figura 1 se presenta un esquema de la anatomía del grano de quinua.
Figura 1. Anatomía del grano de quinua
Fuente: http://www.fao.org Elaborado por: Verónica Velasco
Las principales partes del fruto son: la cubierta externa (perianto y capas de células), el epispermo y el embrión, cuando la quinua es cosechada, el fruto cae de la planta encerrado en el perianto. Las células débiles adheridas al perianto son fácilmente removidas por lavado y restregado en agua hasta exponer la superficie suave de color amarillo pálido del pericarpio.
El pericarpio consiste de una capa compacta y densa de células de alrededor de 10 µm de espesor, debajo del pericarpio existen dos capas que cubren la semilla. Una fila de capas tiene alrededor de 20µm de espesor y contiene gránulos poligonales de almidón y cuerpos de electrones densos, la segunda cubierta de la semilla está ligada al perisperma, tiene 3 µm de espesor que puede ser la cutícula
2.2.2 Condiciones Agronómicas
2.2.2.1 Preparación del suelo Antes de sembrar se debe arar, rastrar y surcar. Esto se puede hacer con azadón, yunta o tractor. Los surcos deben separarse a 40, 60 u 80 cm. En suelos fértiles, la distancia debe ser mayor. La profundidad de los surcos no debe ser superior a 20 cm.
2.2.2.2 Siembra La siembra se puede hacer a golpes o chorro continuo. La semilla se debe colocar al fondo del surco, si hay poca humedad en el suelo, pero si el ambiente es lluvioso, se debe colocar la semilla al costado del surco. En ningún caso se debe tapar con más de 2 cm de tierra fina, para facilitar la germinación.
La siembra se puede hacer con sembradoras manuales o mecánicas, las mismas que garantizan la uniformidad y profundidad de siembra así como la densidad adecuada.
La quinua se debe sembrar todo el año, pero las épocas más oportunas van de octubre a marzo. Lo más importante es sembrar en suelo húmedo para asegurar la germinación y tratar de hacer coincidir la época de cosecha con los meses secos del año (junio a septiembre).
La cantidad de semilla que se puede usar por hectárea, depende de la calidad de la misma, así como del sistema de siembra; pero se puede usar de 8 a 15 Kg. de semilla por hectárea aproximadamente 1 arroba por hectárea.
2.2.2.3 Fertilización El elemento más importante en la nutrición de la quinua es el Nitrógeno. Este elemento está contenido en el fertilizante completo como el 10-30-10, en la urea (que solo contiene nitrógeno) y en la materia orgánica. Pero la quinua necesita también otros elementos como calcio, azufre, hierro, cobre, zinc, etc.
Por eso se recomienda aplicar tres quintales de 10-30-10 a la siembra y dos quintales de urea a los 60 u 80 días desde la siembra. Se puede también aplicar materia orgánica descompuesta al momento de la siembra.
Se recomienda aplicar abono foliar 2 Kg. /ha a los 90 días desde la siembra o antes de la floración. 2.2.2.4 Cosecha La quinua debe ser cosechada cuando la planta pierda sus hojas y tome un color café amarillento y cuando el grano se ponga duro y harinoso.
La cosecha puede ser manual o mecánica y la trilla se puede hacer en eras, golpeando las panojas con garrotes o trilladoras estacionarias. También se puede hacer el corte y la trilla al mismo tiempo utilizando las cosechadoras combinadas de cereales. 2.2.3 Tipos de Quinua En el Ecuador las variedades de quinua más cultivadas y comercializadas son la INIAP Tunkahuan e INIAP pata de venado entre las mejoradas y variedades criolla o nativas;
las primeras de tamaño mas bien pequeña, dulce y con un contenido de saponinas menor al 0.1 % casi nulo contenido de saponina, y la segunda denominada criolla cuyo grano es pequeño, poco homogéneo y oscuro, lo cual le da la apariencia del producto “orgánico integral “. 2.2.4 Valor Nutricional Existen alimentos con un alto contenido de proteínas, por ejemplo, la soya, el chocho, etc., pero la quinua supera a aquellos de consumo masivo como son: trigo, arroz, maíz, cebada y es comparable con algunos de origen animal: carne, leche, huevo, pescado.
A continuación se muestra en la tabla Nº 1 el contenido nutricional de la quinua y otro grano
Tabla Nº 1. Tabla comparativa nutricional MILIGRAMOS
MSGSO (UI)
MILIGRAMOS
Hierro
Vitamina B
B2
Niacina
Vitamina C
Fósforo
351
11.0
14.0
67.7
4.6
6.1
112
286
7.5
0
0.36
0.42
1.4
3
Chocho
276
46.3
36.0
17.5
3.8
17.5
54
262
2.3
0
0.16
0.29
1.1
5
Trigo
330
12.5
12.3
71.7
2.3
1.8
46
354
3.4
0
0.52
0.12
4.3
0
Maíz
361
10.6
9.4
74.4
1.8
4.3
9
290
2.5
70
0.43
0.10
1.9
tr
Arroz
364
12.0
7.2
79.7
0.6
0.6
9
104
1.3
0
0.08
0.03
1.4
0
Carne de res
113
75.2
21.4
0
0
2.4
16
179
4.0
0
0.07
0.20
2.9
0
Huevo
148
75.3
11.3
2.7
0
9.8
54
204
2.5
125
0.14
0.37
0.1
0
Pescado
83
77.9
18.2
0
0
1.0
18
208
2.5
0
0.07
0.07
4.2
2
Fuente: HAMMERLY, M. Elaborado por: Verónica Velasco
Total
Agua (%)
Fibra
Quinua
Nombre Común
Proteína
Calcio
Vitamina A
Carbohidratos Grasas
Calorías
GRAMOS
2.2.5
Origen
Como dice Peralta, E en su boletín divulgativo “La quinua es un alimento nuestro”, la quinua es una planta autóctona de los Andes, cuyo centro de origen se encuentra en algún valle de la Zona Andina y la mayor variabilidad se observa a orillas del Lago Titicaca y en su historia se reconoce que fue utilizada como alimento desde hace 5000 años.
La quinua constituye un cultivo de importancia económica en Perú y Bolivia; en estos países, la producción sirve para el consumo interno y la exportación.
En Ecuador, la situación es diferente, la quinua ha estado sometida a un proceso de “erosión genética”, es decir, su cultivo estaba desapareciendo gradualmente.
Las
provincias en las que se cultiva actualmente, en orden de importancia, son: Imbabura, Chimborazo, Cotopaxi, Pichincha, Carchi y Tungurahua. En Bolívar, Cañar, Azuay y Loja se ha extinguido; o si existe, es muy ocasional. 2.2.6 Situación de la quinua en el Ecuador La quinua ( Chenopodium quinoa Wild), es un planta herbácea identificada comúnmente como pseudos graminea cereal. En el Ecuador se cultiva entre 2300 y 3600 metros sobre el nivel del mar.
La aceptación de este producto en el mercado local y sobre todo en Europa y EEUU ha ido creciendo en razón al reconocimiento de su alto contenido proteico y a la vez
nutraceútico, esto último debido a su bajo contenido de gluten, importante factor a considerarse en la preparación de dietas alimenticias. Ecuador generalmente posee excelentes condiciones agro-climáticas para obtener altos rendimientos; existen buenos suelos de origen volcánico con abundante materia orgánica y retención de agua, con lluvias estables (900 a 950 mm) en la región del Carchi, no obstante, los rendimientos procedente de la región de Chimborazo son de promedio reducido (0,5 T/ha) y fuerte variabilidad (1,85 T/ha en ciertas comunidades del cantón Colta, hasta 0,24 T/ha en muchas comunidades del cantón Guamote).
Según el III CNA, en el Ecuador y para el período de referencia del censo, se registraron 2659 UPAs, cerca de 900 ha sembradas con quinua, habiendo sido cosechadas 636 ha y con una producción total obtenida de 226 toneladas. Las ventas registradas de este cultivo fueron de 180 toneladas. Las provincias donde se localizó producción de quinua, son las que corresponden a la región Sierra, es decir Cotopaxi, Chimborazo, Imbabura, Pichincha Tungurahua y en Azuay muy poca producción.
Figura Nº 2. Provincias del Ecuador con producción de Quinua
Fuente: El arte nacional de la quinua Elaborado por: Verónica Velasco
Dentro de las provincias serranas antes mencionadas, las que tienen mayor número de UPAs con quinua, son Chimborazo, Cotopaxi e Imbabura.
El rendimiento promedio encontrado en la Sierra es de 0.4 toneladas por hectárea. De todos modos los rendimientos provinciales son bien diferenciados, por ejemplo, en Cotopaxi, el rendimiento promedio encontrado fue de 0.1 toneladas por hectárea, mientras que en Chimborazo y en Imbabura fue de 0.4 TM/ha, y en Tungurahua, 0.8 TM/ha.
La principal provincia productora es Chimborazo, donde se obtuvo durante el periodo de referencia censal cerca del 80% de la producción total y es allí donde se encuentra casi el 70% de las UPAs con quinua.
Durante la década de los 80s el Ecuador mantuvo una tendencia creciente
en la
producción de quinua, en razón a las cualidades antes destacadas del producto que se empezaba a difundir en los mercados nacional e internacional; a esto se suma al impulso inicial de Latinreco, empresa orientada a la investigación y Desarrollo, que le permitió al país alcanzar en 1992 una producción total de mas de 1000 toneladas.
En la actualidad la producción de la quinua en Ecuador bordea las 1050TM; de las cuales aproximadamente el 80% corresponde a producción orgánica. En la Tabla Nº 2 se presenta un cuadro de la producción anual de quinua en el Ecuador.
Tabla Nº 2. Producción de Quinua en el Ecuador Año
Rendimiento
Superficie sembrada
(Kg./ha)
(Ha/año)
1982
407
27
1983
350
40
1984
407
54
1985
449
69
1986
297
300
1987
856
361
1988
654
541
1989
709
734
1990
759
889
1991
421
1070
1992
493
2030
1993
840
500
1994
585
780
1995
330
1310
1996
48
1240
1997
330
1098
1998
43.39
1108.63
1999
83.21
851.09
2000
219.80
723.34
2001
317.34
1229.61
Fuente: Estado del arte nacional de la quinua Elaborado por: Verónica Velasco
2.2.6
Descripción de la Cadena Productiva
En el diagrama Nº 1 se observa los componentes de la cadena productiva de la quinua y sus interacciones
Diagrama Nº 1 Diagrama de la cadena productiva de la Quinua
Mercado doméstico Pequeños Productores
Proyectos Agroindustriales Mercado Internacional
Centros de Investigación y desarrollo
ONGS Nacionales e Internacionales
Fuente: Estado del arte nacional de la quinua Elaborado por: Verónica Velasco
Productores Asociados
2.2.8 Formas de Utilización Generalmente la quinua en nuestro país es utilizada como cereal para elaborar platos caseros como sopas, coladas, etc.
Respecto al proceso de industrialización de la quinua en nuestro País se manejan procesos simples y semi complejos. La gama de productos elaborados con quinua es limitada a la quinua perlada, alimentos intermedios como: hojuelas tapiocas, y harinas de quinua y muy limitadamente la papilla para niños. 2.3
COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA QUINUA
La Tabla Nº 3 muestra los resultados de análisis proximales de granos de quinua tomados de varias fuentes, conjuntamente con los obtenidos por Latinreco en variedades cultivadas en la Sierra del Ecuador. Las quinuas cosechadas en el Ecuador muestran un nivel de humedad menor, y mayores contenidos promedio de grasa y proteína. La razón para los niveles superiores podría relacionarse con caracteres genéticos.
Tabla Nº 3 Composición Química de la Quinua Cardozo y Tapia (1979)
Romero (1981)
Latinreco S.A.
Promedios globales
Promedio
N0(a)
Rango
Promedio
N0(a)
Rango
Promedio
N0(a)
Rango (b)
Humedad
12,65
58
6,80-
12,9
58
20,70 Grasa
5,01
60
1,80-
13,81
77
7,47-
4,6
54
3,36
60
2,22-
14,3
74
4,14
30
1,10-
3,5
60
59,74
50
38,72-
3,0
38
92
9,6-
2,4-
1,1-
61,4
49
46,0-
15,72
127
8
0,45,6
Fuente: Koziot, Mj. 2002. Elaborado por: Verónica Velasco
19
4,26-
5,59
10,83-
14,61
21,86 3,29
73
1,98-
3,38
6,13 2,91
69
1,22-
3,35
4,78 61,70
69
77,4 2,2
11,72
9,50
5,8
71,30 Saponinas (c)
7,16
9,7
16,32 Carbohidratos
1,8-
6,2014,09
22,1
9,80 Fibra
127
8,2
22,08 Cenizas
9,61
20,7
9,30 Proteína
5,4-
53,24-
60,95
67,17 0,65
69
0,014,65
1,43
2.4 SUSTANCIAS ANTINUTRITIVAS DE LA QUINUA 2.4.1 Saponinas. Como dice Koziot, en el boletín divulgativo “Quinua hacia su cultivo comercial” : Las saponinas son compuestos glicósidos del tipo esterol o triterpenoide, que se encuentra en unos 500 géneros de plantas que pertenecen a más de 90 familias. Las plantas pueden contener saponinas en cada una de sus diferentes partes o pueden mostrar partes libres de ellas.
Las saponinas son compuestos tóxicos, cuya toxicidad depende del tipo de saponina, el organismo receptor y su sensibilidad y el método de absorción. La dosis letal por ingestión oral puede ser 3 a 1.000 veces más alta que por inyección intravenosa
En roedores, la dósis letal varía entre 1,9 a 6.000 mg/kg peso corporal, es decir que algunas saponinas son casi 3.000 veces más tóxicas que otras. Están por estudiarse los efectos tóxicos de las saponinas de la quinua, hasta hoy desconocidos. 2.4.2 Saponinas de la Quinua La quinua contiene también saponinas, las cuales son compuestos glicósidos de tipo triterpenoide con propiedades tensioactivas que producen una espuma abundante en solución acuosa y además, confieren al grano un sabor amargo.
Las saponinas presentan un problema doble en el uso alimenticio de la quinua: el sabor amargo es un factor limitante para su aceptación y el de la posible toxicidad, que es aún motivo de estudios. El contenido de saponinas varía entre las variedades de la quinua y ya existen algunas dulces.
Los dos problemas relacionados con el contenido de saponinas, han hecho que investiguen diversos métodos de lavado o de fricción, para su eliminación ya que las saponinas están concentradas en la cáscara del grano. Según el método tradicional, se eliminan las saponinas lavando la quinua con agua en la proporción de 1:8 (quinua: agua) para las variedades amargas y de 1:5 para las semidulces. Aunque este método sirve bien para el ama de casa, a nivel de consumo familiar; para la producción industrial, es poco aplicable por el consumo de agua, y la contaminación ambiental.
Además, hay la necesidad de secar la quinua lavada para evitar tanto su germinación como el crecimiento de mohos y la consiguiente producción potencial de micotoxinas. La alternativa más atractiva al nivel industrial es la de pulir el grano, eliminando la cáscara y la mayor parte de saponinas a la vez. Una vez eliminadas las saponinas, la quinua podría utilizarse en preparaciones diferentes, en platos de tipo casero o alimentos formulados industrialmente. 2.5 SEMILLAS Semilla, embrión de la planta una vez que ha alcanzado la madurez. Puede estar acompañado de tejidos nutritivos y protegido por una cubierta o testa. Las semillas de las angiospermas o plantas con flores se diferencian de las formadas por las gimnospermas, entre las que se encuentran las coníferas y otros grupos afines, en que están encerradas en el interior de un ovario que al madurar se transforma en fruto; las semillas de las gimnospermas se forman sobre unas escamas de unas estructuras llamadas conos o piñas y están expuestas.
2.5.1 Germinación Como dice Yufera en su libro “Quimica agrícola III” en la pagina 111: La etapa fundamental del malteado es la de germinación. El germen al activarse, sintetiza, hormonas que se difunden al resto del grano las cuales inducen las síntesis de enzimas hidrolíticas que dan lugar a la transformación del grano de quinua en malta.
Gran parte de estas enzimas se sintetizan en la capa de aleurona y pasan a través de las paredes celulares de la misma, al endospermo actuando sobre los constituyentes del mismo.
Las enzimas desempeñan un papel importante en el proceso al hidrolizar parte de las paredes de las células aleurónicas originando canales a través de los cuales las enzimas sintetizadas pasan al endospermo. 2.5.2 Proceso de germinación de la Quinua a) Se remoja la quinua en agua alrededor de 1- 2 horas hasta que alcance una humedad de 40 % b) Después del remojo se escurre el exceso de agua c) Se extiende el grano en recipientes adecuados, giratorios o fijos, durante un periodo de 12 a 24 horas a una temperatura adecuada (20-25 ºC)
Durante todo este tiempo el grano germina, desarrollándose la plúmula del germen, hasta que alcanza la mitad o los dos tercios de longitud del grano
2.5.3 Malteo Como dice Figueroa en su libro “Métodos para evaluar la calidad Maltera en Cebada” en la pagina 32: el malteo es un proceso físico- químico controlado durante el cual los granos desarrollan y activan sus sistemas enzimáticos y modifican suficientemente sus reservas alimenticias. Su finalidad es la obtención de la malta, lo que se puede hacer a partir de cualquier grano que se someta a una germinación controlada, lo cual se suspende con una etapa adecuada de secado. 2.5.3.1 Proceso de malteo de la Quinua El proceso de malteado comprende las operaciones siguientes: a) limpieza del grano, por tamización y arrastre neumático b) almacenamiento del grano limpio durante un tiempo no inferior a ocho semanas c) remojo en agua con lo cual se inicia el proceso propiamente dicho; esta operación se realiza a 10-12 º C durante 1-2 horas hasta que el contenido de humedad del grano sea del 40% d) germinación: después del remojo se escurre el exceso de agua y el grano se extiende en recipientes adecuados, giratorios o fijos, durante un periodo de 12 a 24 horas, durante todo este tiempo el grano germina, desarrollándose la plúmula del germen, hasta que alcanza la mitad o los dos tercios de longitud del grano d) secado: cuando el brote ha alcanzado 2-3 mm de longitud, el grano se seca o tuesta a 45-50º C, hasta una humedad del 5 – 7 %, con lo cual se detienen las reacciones enzimáticas sin destruir las enzimas e) molienda: tiene por objeto eliminar las raíces y tallitos producidos en la germinación, el producto ya cribado constituye la malta.
2.5.4 Maceración En la maceración se disuelven los productos que se han formado durante el malteado, se transforman los almidones en azucares mas simples a través de las enzimas, las proteasas liberadas en el malteo transforman las proteínas en aminoácidos y péptidos.
Los factores que influyen en la maceración son: el tiempo de proceso, la temperatura, el pH y la concentración de la mezcla. Cada enzima tiene un pH y una temperatura óptimos.
El control de pH y de la temperatura en el macerado reviste de importancia decisiva para la composición de las sustancias aromáticas, para la clase y calidad de la bebida.
Las alfa - amilasas de la malta tienen una actividad óptima entre 72 y 76 ºC y pH 5.3 , mientras que las beta-amilasas actúan a temperaturas entre 60-65 ºC y pH 4.6 y las proteinasas a 55-65 º C y pH 4.6. 2.5.4.1 Proceso de maceración de la malta de quinua La malta será macerada con agua, siguiendo un programa de temperatura (45 ºC por 30 minutos luego sube a 70 ºC por una hora y finalmente se enfría a temperatura ambiente) que comprende la peptonización y sacarificación de los amiláceos del grano. 2.6 BEBIDAS NUTRITIVAS Son líquidos a base de agua que además de calmar la sed contribuyen a nutrir nuestro organismo por su contenido variable en energía y ciertos nutrientes , a los que se ha
añadido una significativa cantidad de azúcar (alrededor de 10 g/100 ml), diversos aditivos, principalmente aromatizantes y colorantes, y zumos de frutos o vegetales. 2.6.1 Tipos de Bebidas 2.6.1.1Bebidas de cola Son bebidas ricas en azúcar y también ricas en cafeína y teobromina, con propiedades estimulantes. Existen versiones sin cafeína y sin azúcar. 2.6.1.2 Bebidas de fruta Son bebidas de sabor a fruta, que deben contener al menos un 12 por 100 de zumo. Apenas aportan vitaminas y minerales, con excepción del ácido ascórbico o vitamina C utilizado como antioxidante. Proporcionan una cierta cantidad de carbohidratos (sacarosa o sorbitol), pueden contener o no, gas carbónico. 2.6.1.3 Bebidas con aroma de frutas No tienen mucho interés nutricional. Generalmente, son burbujeantes con un contenido máximo de anhídrido de carbono (CO2) de 8 g/l. 2.6.1.4 Néctares Son zumos con un contenido aproximado del 25% de fruta a los que se añade agua. El contenido en azúcar es de 95 - 120 g/L y el valor energético de 380 - 480 kcal/l. 2.6.1.5 Tónica Es una bebida gasificada y azucarada, aromatizada con extractos de piel de frutas y cítricos, responsables del conocido sabor amargo. También lleva quinina, un ligero estimulante del sistema nervioso central. Un litro proporciona entre 320 y 400 kcal.
2.6.1.6 Bitter o bebida vegetal Es una bebida parecida a la tónica en su composición, pero con más extractos vegetales responsables del característico sabor amargo y también más azucarada. Una botella proporciona 150 kcal.
2.7 BEBIDAS VEGETALES La bebida vegetal es el nombre que define a una gran variedad de bebidas elaboradas a partir de alimentos vegetales. Principalmente cereales, legumbres y frutos secos
La denominación legal en los países de la Unión Europea para presentar una bebida de origen vegetal es la etiqueta "bebida de...", acompañada del cereal, la legumbre o el fruto seco del que se obtenga.
Las bebidas vegetales son alimentos con una composición nutritiva muy interesante dado que los alimentos de los que proceden contienen variedad de nutrientes (proteínas, grasas insaturadas, hidratos de carbono, ciertos minerales y vitaminas).
Desde el punto de vista nutritivo, tienen la ventaja de carecer de lactosa y caseína, y esto las hace útiles en el tratamiento de intolerancias y alergias alimentarias a esos componentes. Además, no contienen colesterol y su perfil de ácidos grasos es más saludable respecto a la leche de vaca (abundan los ácidos grasos insaturados, grasa cardiosaludable).
La población en general, y en especial los más jóvenes, podrían consumir las bebidas vegetales como una alternativa muy saludable a los refrescos u otras bebidas energéticas o excitantes.
CAPÍTULO III PARTE EXPERIMENTAL 3.1 DISEÑO EXPERIMENTAL 3.1.1 Determinación de los parámetros óptimos para la obtención de quinua geminada A continuación se detalla el diseño experimental que ayudará a determinar los parámetros óptimos para germinar el grano de quinua. 3.1.1.1. Factor en estudio Temperatura de germinación 3.1.1.2. Tratamientos T1: 20 º C T2: 22 º C T3: 25 º C 3.1.1.3. Unidad experimental Se utilizó 500 g de quinua, para cada tratamiento 3.1.1.4. Diseño Experimental Se aplicó un diseño completamente al azar con 3 observaciones 3.1.1.5. Análisis estadístico El análisis estadístico se lo realizó a través del programa Statgraphics Plus versión 4.5 el mismo que se utilizará para evaluar los efectos del factor en estudio y el tiempo sobre la germinación del gano de quinua
3.1.1.6. Análisis funcional Se determinó el coeficiente de variación CV (%) Se realizó la prueba de Tukey al 5% para los tratamientos significativos Se realizó la prueba LSD para la longitud del acróspiro 3.1.1.7. Manejo específico del experimento Se remojó 500 g de quinua hasta que el grano alcance 40 % de humedad. Luego se dispuso en canastillas de germinación, las que se colocaron en el germinador Barber Colman, el mismo que operó a una humedad relativa de 90%, variándose la temperatura de proceso entre 20 a 25 ºC. Se seleccionaron las condiciones que permitan obtener una alta capacidad de germinación y un crecimiento del acróspiro entre ¾ a 1de la longitud del grano. Se utilizó los granos germinados de un lote de 100. El grano germinado fue estabilizado, mediante tostado en un secador Barber Colman, siguiendo un programa de temperatura entre 35 a 65ºC. 3.1.1.8. Variables Respuesta Tiempo de germinación Longitud del acróspiro Porcentaje de germinación
3.1.1.9. Métodos de Evaluación 3.1.1.9.1 Capacidad de Germinación Figueroa, 1985, adaptado en el Departamento de Nutrición y Calidad del INIAP PRINCIPIO Como dice Figueroa en su libro “Métodos para evaluar la calidad maltera en cebada” en la página 33: Germinación es el proceso por el que se reanuda el crecimiento embrionario después de la fase de descanso. Este fenómeno no se desencadena hasta que la semilla no ha sido transportada hasta un medio favorable por alguno de los agentes de dispersión. Las condiciones determinantes del medio son: aporte suficiente agua, oxígeno, y temperatura apropiada. Cada especie para germinar requiere una temperatura determinada; en general, las condiciones extremas de frío o calor no favorecen la germinación EQUIPO Y MATERIAL -
Germinador Barber Colman
-
Papel de germinación
PROCEDIMIENTO -
Colocar las muestras, previamente remojadas en papel para germinación, e introducirlas al germinador a temperaturas de 20, 22 y 25º C , humedad relativa de 40 % y aireación constante
-
Revisar diariamente las muestras para controlar la humedad del grano
-
Se examinan las muestras germinadas, a diferentes intervalos de tiempo y aquellas que se presentan desarrollando el eje embrionario.
3.1.1.9.2. Longitud del acróspiro
El crecimiento de la plúmula o acróspiro se expresa como longitud de ésta comparada con el tamaño del grano. La relación varía de 0 a 14 en granos muertos por daños de microflora e insectos, granos con latencia y dormancia o en granos con inicios de desarrollo.
Se incluyen en las categorías de ¼ a ½ y de ½ a ¾ los granos con bajos porcentajes en su energía de germinación y con problemas de absorción de agua.
Se clasifican dentro del rango ¾ a 1, los granos que tuvieron adecuada absorción de agua (45%), y niveles normales en contenido de enzimas citolíticas. En un malteo donde hubo pocas pérdidas de substancias de reserva, buen poder enzimático, y una correcta modificación del grano, se espera obtener un alto porcentaje de
granos en
esta
categoría.
Los granos cuyo acróspiro sobrepasa el tamaño del grano, han consumido considerable materia de reserva por lo que disminuye el rendimiento en el malteo.
3.1.2. Determinación de la formulación apropiada para la elaboración de una bebida nutritiva con base a quinua malteada A continuación se presenta el diseño experimental para seleccionar la bebida de mayor aceptabilidad, lo cual se realizará a través de análisis sensorial: 3.1.2.1. Factor en estudio Tipo de formulación 3.1.2.2. Tratamientos T1 (625) extracto de quinua malteada T2 (282) extracto de quinua malteada + 12.5 % endulzante + saborizante T3 (328) extracto de quinua malteada + 12.5 % endulzante + saborizante+ 0.25 % ácido ascórbico T4 (121) extracto de quinua malteada +12.5 % endulzante + saborizante +0.25% ácido ascórbico + CO2 3.1.2.3. Unidad experimental Se utilizará 500ml de bebida por cada tratamiento 3.1.2.4. Diseño Experimental Se aplicará un diseño completamente al azar, con tres observaciones 3.1.2.5. Análisis estadístico El análisis estadístico se lo realizó a través del programa Statgraphics Plus versión 4.5, utilizado para evaluar el color, el sabor y la aceptabilidad de los factores en estudio.
3.1.2.6. Análisis funcional Se determinó el coeficiente de variación CV (%) Se realizará la prueba de LSD 5% para los tratamientos significativos 3.1.2.7. Manejo específico del experimento La quinua malteada, fué molida y macerada con agua, siguiendo un programa de temperatura que comprende la peptonización y sacarificación de los amiláceos del grano. El producto resultante fue ultracentrifugado, obteniéndose un extracto base para el ensayo de las diferentes formulaciones, las mismas que fueron sometidas a ensayos de degustación, seleccionándose la formulación con el mayor nivel de aceptabilidad entre los catadores. 3.1.2.8. Variables y métodos de evaluación Variables respuesta Nivel de aceptabilidad 3.1.2.9. Métodos de evaluación
3.1.2.9.1 Evaluación sensorial a través de técnicas descriptivas y escalas hedónicas. Adaptado al Dpto. de Nutrición y Calidad del INIAP Las características organolépticas del producto obtenido se evalúa mediante pruebas orientadas al consumidor, con 20 catadores no entrenados de la Estación Experimental Santa Catalina, a quienes se les proporcionará la bebida obtenida en envases de 20 ml, dispuestos separadamente. Para la identificación de cada muestra se utilizará números aleatorios de 3 dígitos. Las pruebas se realizan en cabinas temporales de degustación e independientes para evitar la influencia de respuesta entre los panelistas.
Las calificaciones se receptan en una hoja de encuesta que incluye una escala de 5 categorías con su respectiva equivalencia en puntajes numéricos, los mismos que se tabularán y se analizarán aplicando un diseño de bloques completos al azar. 3.1.3 Determinación de las características físicas, químicas, y el aporte nutricional de la bebida obtenida A continuación se detalla el diseño experimental para determinar las características física químicas y el aporte nutricional del la bebida escogida por los catadores. 3.1.3.1. Factor en estudio Tipo de bebida 3.1.3.2. Tratamientos T1 tratamiento escogido por los catadores 3.1.3.3. Unidad experimental Se utilizará 500ml de bebida 3.1.3.4. Manejo específico del experimento Muestras de la bebida seleccionada por los catadores fueron preparadas de acuerdo a los requerimientos específicos de cada parámetro. El análisis físico, químico y funcional de la bebida permitió determinar su calidad nutritiva 3.1.3.5. Variables y métodos de evaluación Variables de respuesta Físicas: Sólidos solubles Tiempo de conversión de azúcares pH
Acidez Químicas: Proteínas: Minerales: Aminoácidos: Vitamina C 3.1.3.6. Métodos de evaluación 3.1.3.6.1 Determinación de pH: Método Adaptado en el Dpto. de Nutrición y Calidad del INIAP a. MATERIALES Y EQUIPOS 1. Potenciómetro 2. Vasos de Precipitación de 250 ml 3. Varilla de agitación b. PROCEDIMIENTO 1. Colocar en un vaso de precipitación 25 ml de la muestra 2.
Dejar reposar por 5 minutos
3. Introducir el potenciómetro en el vaso y medir 4. Anotar el valor obtenido 3.1.3.6.2 Medición de acidez titulable
MATERIALES Y EQUIPOS -
Potenciómetro
-
Soportes
-
Pipeta volumétrica de 5 o 10 ml
-
Erlenmeyer 250 ml
-
Agua destilada
-
NaOH 0.1 N
-
Fenoftaleina 1 % Solución alcohólica.
PROCEDIMIENTO -
Armar el montaje para la medición de la acidez
-
Colocar la bureta en un soporte universal
-
Colocar debajo de la bureta el agitador
-
Llenar la bureta con soda mantenerla en cero
-
Tomar 10 ml de bebida filtrada y homogenizada
-
Colocar en el erlenmeyer de 150 ml
-
Colocar 3 o 4 gotas de fenoftaleina 1%
-
Verter la solución de soda gota a gota hasta observar el cambio rosado7 naranja.
CÁLCULOS Acidez (%)= B*N*E*100 / W
B = ml de NaOH N = normalidad del NaOH E = peso equivalente del ácido W = peso muestra en mg o ml
3.1.3.6.3 Sólidos solubles
(Método Hand – Held Refractómetro ATAGO HSR - 500. Medida del Índice Refractométrico Método adaptado por el departamento de Nutrición y calidad del INIAP) Utilizar un refractómetro manual con escala de lectura graduada en 0.2 unidades. Luego de filtración y homogeneización, verter algunas gotas del jugo sobre el prisma del refractómetro y colocar el aparato en frente a una fuente de luz. La lectura se hace sobre la escala del ocular, en el punto de intersección de las zonas clara y oscura.
3.1.3.6.4 Tiempo de conversión de almidones en azúcares (sacarificación) Figueroa, 1985, adaptado en el Departamento de Nutrición y Calidad del INIAP PRINCIPIO En prueba nos proporciona una estimación de la actividad amilolítica o velocidad de hidrólisis en el almidón del grano malteado durante el curso de la digestión en el macerador PROCEDIMIENTO Para esta operación se toman algunas gotas de muestra del macerador, y se colocan en una plaza de porcelana a la que se le agregan dos gotas de solución 0.02 N de yodo para observar la reacción de color de este elemento con el almidón
Los muestreos se efectúan a los 5,6 y 10 minutos después de que se mantuvo constante la temperatura a 70 º C, y se da por terminada la prueba cuando el macerado y la solución de yodo alcanzan el punto acrómico o un aspecto de mancha amarilla.
3.1.3.6.5 Determinación de proteína total (Método 2.057.A.O.A.C., 1984. Adaptado en el Dpto. de Nutrición y Calidad del INIAP) PRINCIPIO El nitrógeno de las proteínas y otros compuestos se transforman en sulfato de amonio al ser digeridas en ácido sulfúrico en ebullición. El residuo se enfría, se diluye con agua y se le agrega hidróxido de sodio. El amonio presente se desprende y a la vez se destila y se recibe en una solución de ácido bórico, que luego se titula con ácido sulfúrico estandarizado. EQUIPO Y MATERIAL:
Balanza analítica
Aparato de digestión y destilación micro kjeldahl
Balones Kjeldahl de 50 ml
Erlenmeyer de 250 ml
Titulador automático
Agitadores magnéticos
REACTIVOS:
Acido sulfúrico (grado técnico)
Acido clorhídrico 0.02 N estandarizado
Hidróxido de sodio al 50% (grado técnico)
Acido bórico al 4%
Indicador mixto: rojo de metilo al 0.1% y verde de bromocresol al 0.2% en alcohol de 95%.
Mezcla catalizadora: 800 g de Sulfato de potasio o sodio, 50 g de Sulfato cúprico pentahidratado y 50 g de Dióxido de selenio.
Zinc en gránulos
Agua desmineralizada
PROCEDIMIENTO: 1. Digestión: Se pesa exactamente alrededor de 0.04 g de muestra, colocar dentro de un balón de digestión y añadir 0.5g de catalizador y 2 ml de ácido sulfúrico al 92% (grado técnico) Colocar los balones en el digestor kjeldahl con los calentadores a 500oC hasta que la solución adquiera una coloración verde. Esto es indicativo de haberse eliminado toda la materia orgánica. Retirar los balones del digestor y enfriar.
2. Destilación:
Colocar la muestra en el destilador y añadir 10 ml de hidróxido de sodio al 50%, destilar recogiendo el destilado en 6 ml de ácido bórico al 4% hasta obtener 50 ml de volumen.
3. Titulación:
Al destilado se agrega 2 gotas del indicador mixto y se titula con ácido clorhídrico 0.02 N, hasta que la solución cambie de color.
Se realiza también una titulación con un blanco.
CÁLCULOS: % P =
( Ma − Mb) * N * 0.014 * 6.25 *100 Pm
Donde: % P = Porcentaje de proteína N = Normalidad del ácido titulante Ma = Mililitros de ácido gastado en la muestra Mb = Mililitros de ácido gastado en el blanco Pm = Peso de la muestra en gramos 6.25 = Factor proteico del nitrógeno
3.1.3.6.6 Determinación de aminoácidos (Método Dpto. de Nutrición y Calidad, por HPLC) PRINCIPIO
Los aminoácidos de las proteínas hidrolizadas son recuperados en buffer citrato pH 2.2 e inyectado en HPLC. Los diferentes aminoácidos son separados según el pH por soluciones tampones acido básicas. El OPA (orto- phtaldehido) es usado como reactivo derivatizante para la detección de aminoácidos según la siguiente reacción: En presencia de un grupo tiol (SH), el OPA reacciona rápidamente con compuestos del grupo amino primario ( -NH2 ) dando como resultado un compuesto altamente fluorescente. El detector de espectrofluorecencia facilita la detección selectiva de cada aminoácido a alta sensibilidad, los aminoácidos como la prolina e hidroxiprolina, son detectados por conversión en compuestos con el grupo amino -NH2 por adición de una solución de hipoclorito de sodio antes de la reacción con el OPA MATERIALES Y MÉTODOS
Modulo de HPLC SHIMADZU.
Bombas: LC-10 AS.
Detector: espectrofluorometria RF -10 A.
Horno de calentamiento CTO 10A.
Inyector automático: SIL – 10 A.
Registrador Chromatopac C- R7A.
Sistema de control SCL-10 A.
Columna analítica Shim-pack Amino –Na.
Balanza analítica .
Limpiados ultrasónico Cole – Palmer 8890.
Agitador de tubos.
Rota vapor Buchi.
Potenciómetro ORION 420 A.
Agitador magnético.
Molino.
Barras magnéticas.
Tubo de ensayo con tapa rosca.
Balones de destilación de 100 mL.
Estufa.
Embudos simples de 2cm de diámetro.
Pipetas graduadas.
PROCEDIMIENTO •
Pesar con exactitud 25 mg de muestra desengrasada y pulverizada en tubos
con
tapa de rosca recubierta de teflón. •
Añadir 5ml de HCl 6N y agitar.
•
Llevar a una estufa que este a 110 C de temperatura por 22 horas.
•
Retirar los tubos de estufa, agitar y enfriar.
•
Concentrar la muestra a sequedad en un rotavapor, eliminar el ácido clorhídrico. lavando los balones con 2 ml de agua por 3 veces.
•
Disolver el residuo seco del hidrolizado con 5 ml de solución buffer pH 2.2
•
Guardar la muestra en refrigeración. Cuando se vaya a aplicar la muestra en el. analizador esta debe estar a temperatura ambiente, al igual que el estándar.
•
Preparar un blanco que consiste en solución tampón citrato. pH 2.2 y colocar en un vial.
•
Preparar la solución estándar con la misma solución tampón citrato. poner en un vial.
Unidad procesadora
La unidad procesadora de datos contiene el programa para el cálculo del porcentaje de cada aminoácido. La resolución de los diferentes aminoácidos se realizó bajo las siguientes condiciones: Tiempo de corrida: 45 min. Atenuación: 7 Sensibilidad: 2 Factor de dilución Pendiente: 250 Uv min. Área mínima: 100000 Corrida de papel: 2.5 mm / min.
3.1.3.6.7 Determinación de minerales
(Métodos del Departamento de Nutrición y Calidad, por Espectrofotometría de Absorción Atómica) PRINCIPIO
Las cenizas de la muestra son sometidas a una digestión ácida para luego ser diluidas a un volumen determinado. A continuación se realiza los análisis de Macro y Micro-elementos por absorción atómica y en el caso de fósforo por colorimetría.
EQUIPO Y MATERIAL
Espectrofotómetro de absorción atómica Shimadzu AA-680. Espectrofotómetro de Spectronic 20D. Dilutor automático. Plancha calentadora. Tubos (celda) de lectura para Spectronic 20D. Balanza analítica. Agitador magnético. Balones aforados de: 50-100-500-1000 mL. Pipetas volumétricas de: 0.1-0.5-1-2-3-4-5 mL. Pipetas graduadas de: 5-10-25 mL. Papel filtro Whatman 541 o equivalente. Embudos. Porta embudos. Piseta de polietileno. Tubos de ensayo. Gradillas (tuberas). REACTIVOS Agua destilada Solución estándar de calcio, magnesio, fósforo, sodio, potasio, cobre, hierro,
manganeso, zinc, cobalto, de 1000 ppm. Solución de lantano al 1% Solución de litio al 1%
Solución de molibdovanadato de amonio (reactivo de color) para fósforo: Disolver
40 g. de molibdato de amonio penta hidratado en 400 ml de agua caliente y enfriar. Disolver 2 g. de metavanadato de amonio en 250 ml de agua caliente, enfriar y añadir 450 ml. de ácido perclórico al 70 %. Gradualmente añadir la solución de molibdato a la de metavanadato con agitación y llevar a 2 l.
PROCEDIMIENTO
Colocamos los crisoles que contienen las cenizas en la capilla o sorbona, adicionar 10 ml de agua destilada y 5 ml de ácido clorhídrico concentrado, digerir hasta que el volumen se reduzca a la tercera parte a temperatura baja.
Retirar los crisoles de la plancha y enfriar, filtrar usando papel filtro cuantitativo y recibir el filtrado en un balón de 100 ml.
Hacer diluciones y colocar la décima parte del volumen de dilución (0.5 ml) de solución de lantano al 1% a la dilución en la cual se va a leer calcio y magnesio; 0.5ml de reactivo de color para fósforo y 0.5 ml de solución de litio al 1% para sodio y potasio.
Preparar estándares que contengan: Para P: 0-5 ug P/mL. Para K: 0-2 ug K/mL. Para Fe: 0-5 ug Fe/mL.
Hacer lecturas de absorbancia de los estándares y las muestras, para fósforo en el Espectrofotómetro y Spectronic 20D usando las celdas (tubos) para lectura a 400 nm.
Para el resto de elementos, hacer las lecturas en Espectrofotómetro de
absorción atómica en Shimadzu AA-680, usando para cada elemento la respectiva lámpara de cátodo hueco y las condiciones estándar descritas en el manual. Registrar las lecturas de absorción tanto de estándares y muestras en la hoja de datos para análisis de minerales. CÁLCULOS
Hacer una curva de calibración concentración Vs absorbancia con los valores obtenidos de las lecturas de los estándares. Interpolar en dicha curva los valores de absorbancia o absorción de las muestras en la respectiva dilución y obtener la lectura de regresión (estos cálculos los realiza el equipo de absorción atómica). Para macro y micro elementos calcular de la siguiente manera: % de Macro Elementos =
Lr × Fd Pm
ppm de MicroElementos =
Lr × Fd Pm
Donde:
Lr = Lectura de regresión. Fd
= Factor de dilución.
Pm = Peso de la muestra en gramos.
3.1.4. Determinación el tiempo de vida útil de la bebida de quinua
A continuación se detalla el diseño experimental que permite determinar el tiempo de vida útil del producto a condiciones normales y a condiciones aceleradas. 3.1.4.1 Condiciones Normales 3.1.4.1.1. Factores en estudio
Factor A: tipo de envase a0: Poliestireno (PS) ámbar a1:Poliestireno (PS) transparente Factor B: Método de preservación b0: Pasteurización b1: : Adición de conservantes a.
Tratamientos Tabla Nº 4 Descripción de Tratamientos para la prueba de estabilidad en condiciones normales TRATAMIENTOS
DESCRIPCIÓN
a0b0
Pasteurizada, en envase PS ámbar
a0b1
Adición de conservantes(0.05% de sorbato de potasio y 0.02 % de benzoato de sódio) y embasada en PS ambar
a1b0
Pasteurizada, en envase PS transparente
a1b1
Adición de conservantes(0.05% de sorbato de potasio y 0.02 % de benzoato de sódio) y embasada en PS transparente
Fuente: Laboratorio de nutrición y calidad del INIAP Elaborado por: Verónica Velasco
3.1.4.1.3. Unidad experimental
1 litro de bebida dispuesta en envases de 250 ml 3.1.4.1.4. Diseño experimental
Se aplicará un diseño completamente al azar en arreglo factorial AxB 3.1.4.1.5. Manejo especifico del experimento.
La bebida elaborada con la formulación seleccionada, fué envasada en envases de poliestireno de alta densidad ámbar y transparente, Los envases fueron almacenados en condiciones normales(ambientales), durante un mes, monitoreando cada 15 días, la acidez y un recuento microbiológico del producto. 3.1.4.1.6. Variables Respuesta
Recuento de microorganismos: aerobios totales, hongos y levaduras Acidez titulable pH 3.1.4.1.7. Método de evaluación
Análisis microbiológico Acidez titulable: método de Acidez total adaptado en el Dpto de Nutrición y Calidad del INIAP pH
3.1.4.2 Condiciones Aceleradas 3.1.4.2.1. Factores en estudio
Factor A: tipo de envase a0: Poliestireno (PS) ambar a1: Poliestireno (PS) transparente Factor B: Método de preservación b0: Pasteurización b1: : Adición de conservantes 3.1.4.2.2. Tratamientos Tabla Nº 5 Descripción de tratamientos para la prueba de estabilidad en condiciones aceleradas TRATAMIENTOS
DESCRIPCIÓN
a0b0
Pasteurizada, en envase PS ámbar
a0b1
Adición de conservantes(0.05% de sorbato de potasio y 0.02 % de benzoato de sódio) y embasada en PS ambar
a1b0
Pasteurizada, en envase PS transparente
a1b1
Adición de conservantes(0.05% de sorbato de potasio y 0.02 % de benzoato de sódio) y embasada en PS transparente
Fuente: Laboratorio de Nutrición y calidad del INIAP Elaborado por: Verónica Velasco
3.1.4.2.3. Unidad experimental
1 litro de bebida dispuesta en envases de 250 ml 3.1.4.2.4. Diseño experimental
Se aplicará un diseño completamente al azar en arreglo factorial AxB 3.1.4.2.5. Manejo especifico del experimento.
La bebida elaborada con la formulación seleccionada, fué envasada en envases de poliestireno de alta densidad ámbar y transparente, Los envases fueron almacenados en condiciones aceleradas (temperatura promedio 36 ºC, humedad relativa 80 %), durante 12 días monitoreando cada día, la acidez y un recuento microbiológico del producto. 3.1.4.2.6. Variables Respuesta
Recuento de microorganismos: aerobios totales, hongos y levaduras Acidez pH 3.1.4.2.7. Método de evaluación 3.1.4.2.7.1 Recuento de microorganismos totales (Método 3M Center,Building 275-5w-05 St Paul, MN 55144-1000) PRINCIPIO
Este procedimiento microbiológico de carácter general indica el número de microorganismos aerobios por cantidad de alimento, el estado de conservación de un alimento y mide el número de microorganismos aeróbios por cantidad de alimento. El método consiste en cuantificar la cantidad de bacterias vivas o de unidades formadoras de colonias que se encuentran en una determinada cantidad de alimento. MATERIALES Y EQUIPOS
Placas petrifilm.
Pipetas.
Matraz de 250 mL
Contador de Colonias Québec.
PROCEDIMIENTO
Licuar la muestra con agua destilada, centrifugar y operar con el sobrenadante
Colocar la placa petrifilm en una superficie plana. Levantar el film superior.
Con una pipeta perpendicular a la placa petrifilm colocar 1 mL de muestra en el centro del film inferior.
Bajar el film superior, dejar que caiga. No deslizarlo hacia abajo.
Con la cara lisa hacia arriba, colocar el aplicador en el film superior sobre el inóculo.
Con cuidado ejercer una presión sobre el aplicador para repartir el inóculo sobre el área circular. No girar ni deslizar el aplicador.
Levantar el aplicador. Esperar un minuto a que se solidifique el gel.
Incubar las placas cara arriba en pilas de hasta 20 placas, a 37ºC por 48 horas
Leer las placas en un contador de colonias estándar tipo Québec o una fuente de luz con aumento. Para leer los resultados consultar en la guía de interpretación.
3.1.4.2.7.2 Recuento de mohos y levaduras (Método 3M Center,Building 275-5w-05 St Paul, MN 55144-1000) PRINCIPIO
Los recuentos de mohos y levaduras
sirven como criterio de recontaminación en
alimentos que han sufrido un tratamiento higienizante y que han sido sometidos a condiciones de conservación. Es fácil contar las colonias de levaduras y mohos utilizando las placas petrifilm para recuento de mohos y levaduras. Un indicador colorea las colonias para dar contraste y facilitar el recuento.
Las colonias de levaduras son:
Pequeñas, de bordes definidos, cuyo color varía de
rozado oscuro a verde- azul, tridimensionales, usualmente aparecen en el centro. Las colonias de mohos son: grandes bordes difusos de color variable (el moho puede producir su pigmento propio), planos, usualmente presentan un núcleo central. MATERIALES Y EQUIPOS
Placas petrifilm.
Pipetas.
matraz de 250 mL
Contador de Colonias Québec.
PROCEDIMIENTO
Licuar la muestra con agua destilada, centrifugar y operar con el sobrenadante.
Colocar la placa petrifilm en una superficie plana. Levantar el film superior.
Con una pipeta perpendicular a la placa petrifilm colocar 1 mL de muestra en el centro del film inferior.
Bajar el film superior, dejar que caiga, no deslizar hacia abajo.
Con la cara lisa hacia arriba, colocar el aplicador en el film superior sobre el inóculo.
Con cuidado ejercer una presión sobre el aplicador para repartir el inóculo sobre el área circular. No girar ni deslizar el aplicador.
Levantar el aplicador. Esperar un minuto a que se solidifique el gel.
Incubar las placas cara arriba en pilas de hasta 20 placas a 37ºC por 72 horas
Leer las placas
3.2 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA BEBIDA DE QUNUA MALTEADA
El proceso comprendió las siguientes etapas: • Pesado de quinua lavada. • Remojo del grano alrededor de 1 hora ; con lo que se logra que el grano de quinua
llegue al 40 % de humedad, nivel requerido para que el grano germine.( Anexo III fotografías 1 y 2) • A continuación se realiza el proceso de germinación el cual consiste en extender el
grano húmedo sobre bandejas que se mantienen a una temperatura alrededor de 20-25º C
centígrados dentro del germinador. (Anexo III fotografías 3 y 4).
Después de 7 horas se observa un crecimiento del acróspiro. • La quinua germinada es trasladada al tostador, el cual sigue un programa de
temperatura de 35-65 ºC por 48 horas (Anexo III, fotografías 6 y 7). Después de este proceso el grano se denomina quinua malteada. • Se muele el grano malteado para obtener la malta molida (Anexo III, fotografías
9,10,11) • Se forma una suspensión de malta molida con agua, en una proporción 1:6 (Anexo
III, Fotografía 12) • El conjunto se lleva al macerador, el cual mantiene la mezcla a 45 º centígrados
durante 30 minutos y 70 º centígrados por 60 minutos, se enfría la mezcla a temperatura ambiente, dando
como resultado un mosto viscoso (Anexo III,
fotografía 13) • El mosto se centrifuga a 4000 rpm y ultracentrifuga a 10000 rpm, con lo cual se
obtiene el extracto de la quinua malteada, lo que constituye la bebida nutritiva de
quinua, a la cual se le puede añadir saborizantes ,endulzantes, etc, para mejorar las características
organolépticas
de
la
bebida.
(Anexo
III,
fotografía
14,15,16,17,18,19,20) 3.3 DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA BEBIDA A PARTIR DEL MALTEADO DE QUINUA MALTEADA Diagrama Nº 2 Diagrama de flujo de la obtención de la quinua malteada
Grano de quinua
Recepción
Remojo
1hora Humedad:40%
Germinación
25ºC por 7h
Tostado
30-65ºC 48h
Molienda
Harina de quinua malteada Fuente: Laboratorio de Nutrición y Calidad del INIAP Elaborado por: Verónica Velasco
Diagrama Nº 3 Diagrama de flujo de la obtención de la bebida nutritiva de quinua
Harina de quinua Malteada
Agua
Mezcla
Maceración
Centrifugación
45º C por 30 min 70 ºC por 1 h Enfriamiento a Tº ambiental
4000rpm, 15 min
Ultracentrifugación 10000 rpm, 20 min
Dosificación
Saborizante endulzante
Preservación
Envasado Fuente: Laboratorio de Nutrición y Calidad del INIAP Elaborado por: Verónica Velasco
CAPÍTULO IV RESULTADOS 4.1 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS ÓPTIMOS PARA LA OBTENCIÓN DE QUINUA GERMINADA
Para determinar los parámetros óptimos para la germinación de la quinua se ensayaron los tratamientos descritos en el diseño experimental.
A continuación se presentan las tablas del análisis de varianza y la prueba de tukey al 5%, tanto para la temperatura y longitud del acróspiro . 4.1.1 Tiempo de germinación
El análisis de varianza de la Tabla Nº 6, indica que el tiempo de germinación de los diferentes tratamientos varía en forma significativa; por ello se efectuó la prueba de Tukey al 5%, para determinar los tratamientos que conllevan a un menor tiempo de germinación (Tabla Nº 7) .Con esta prueba se verificó que el tratamiento más adecuado para obtener una óptima germinación del grano en menor tiempo es el tratamiento T3 (25º C), con un promedio de 7 horas Tabla Nº 6 Análisis de varianza para el tiempo de germinación del grano de quinua -------------------------------------------------------------------------------Source
Sum of Squares
Df
Mean Square
F-Ratio
P-Value
-------------------------------------------------------------------------------MAIN EFFECTS A:repeticiones
0,0
2
B:tratamientos
446,0
2
RESIDUAL
0,0
0,0
4
0,00
1,0000
223,0***********
0,0000
0,0
------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
Tabla Nº 7 Prueba de Tukey al 5 % para tiempo de germinación del grano
-------------------------------------------------------------------------------Method: 95,0 percent Tukey HSD tratamientos
Count
LS Mean
Homogeneous Groups
-------------------------------------------------------------------------------3
3
7,0
2
3
13,0
1
3
24,0
A B C
-------------------------------------------------------------------------------Contrast
Difference
+/-
Limits
-------------------------------------------------------------------------------1 - 2
*11,0
3,46837E-7
1 - 3
*17,0
3,46837E-7
2 - 3
*6,0
3,46837E-7
--------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
4.1.2 Longitud del acróspiro
El análisis de varianza de la Tabla Nº 8, indica que no existe diferencia significativa en la longitud del acróspiro por efecto de los tratamientos aplicados, pudiéndose germinar el grano a 20, 22, 25 º C. Sin embargo desde el punto de vista práctico se debe germinar el grano a 20 º C; debido al menor gasto energético que implica germinar el grano a esta temperatura.
Tabla Nº 8 Análisis de varianza para longitud del acróspiro del grano
-------------------------------------------------------------------------------Source
Sum of Squares
Df
Mean Square
F-Ratio
P-Value
-------------------------------------------------------------------------------MAIN EFFECTS A:repeticiones
1,56936
2
0,784678
2,11
0,2372
B:tratamientos
5,16869
2
2,58434
6,94
0,0501
1,49018
4
0,372544
RESIDUAL
-------------------------------------------------------------------------------TOTAL (CORRECTED)
8,22822
8
--------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
Tabla Nº 9 Diferencia mínima significativa para longitud del acróspiro del grano de quinua -------------------------------------------------------------------------------Method: 95,0 percent LSD repeticiones
Count
LS Mean
Homogeneous Groups
-------------------------------------------------------------------------------1
3
5,95
A
3
3
6,75333
A
2
3
6,9
A
-------------------------------------------------------------------------------Contrast
Difference
+/-
Limits
-------------------------------------------------------------------------------1 - 2
-0,95
1,38367
1 - 3
-0,803333
1,38367
2 - 3
0,146667
1,38367
--------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
4.1.3 Porcentaje de germinación
En cuanto al porcentaje de germinación en cada tratamiento se obtuvieron los siguientes resultados: Germinando el grano a 20ºC; solo el 60 % muestra exuberante capacidad de germinación Germinando el grano a 22º C ; germina el 95 % del grano Germinando el grano a 25º C 97 % muestran la capacidad de Con lo antes mencionado se determine que el tratamiento T3 tiene el mejor porcentaje de germinación. 4.2 DETERMINACIÓN DE LA FORMULACIÓN APROPIADA PARA LA ELABORACIÓN DE UNA BEBIDA NUTRITIVA CON BASE A QUINUA MALTEADA 4.2.1 Nivel de Aceptabilidad
Para realizar las pruebas de evaluación sensorial se utilizaron 4 tratamientos y 20 panelistas, se utilizó una escala hedónica de 5 puntos donde la condición seleccionada, corresponde a . En el formulario de encuesta expuesto en el anexo 1 se receptaron las calificaciones de olor, sabor y aceptabilidad de la bebida.
Las tablas de análisis de varianza y las pruebas LSD (diferencia mínima significativa) se presentan a continuación
4.2.1.1 Olor
En el
análisis de varianza
de la Tabla Nº 10, se observa que existe diferencia
significativa en el olor, tanto para participantes y tratamientos; por esto se efectuó la prueba LSD al 5%, la cual se presenta en la tabla Nº 11. Con esta prueba se determinó que los mejores tratamientos son el T1 (extracto de quinua malteada), cuyo puntaje promedio se ubicó en el primer rango estadístico (A); de este no difirió sustancialmente el tratamiento T2 (extracto de quinua malteada + endulzante + saborizante1) que alcanzaron una calificación aproximada de 2 puntos en la escala hedónica de 5 puntos; la característica del producto a la que se refiere esta calificación es de un olor suave. Tabal Nº 10 Análisis de varianza para el olor de la bebida obtenida a partir del malteado de quinua -------------------------------------------------------------------------------Source
Sum of Squares
Df
Mean Square
F-Ratio
P-Value
-------------------------------------------------------------------------------MAIN EFFECTS A:Tratamientos
15,45
3
5,15
6,66
0,0006
B:Repeticiones
32,05
19
1,68684
2,18
0,0122
44,05
57
0,772807
RESIDUAL
-------------------------------------------------------------------------------TOTAL (CORRECTED)
91,55
79
--------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
Tabla Nº 11 Diferencia mínima significativa para el olor de la bebida obtenida a partir del malteado de quinua
-------------------------------------------------------------------------------Method: 95,0 percent LSD Tratamientos
Count
LS Mean
Homogeneous Groups
-------------------------------------------------------------------------------1
20
1,55
A
2
20
2,0
AB
4
20
2,45
3
20
2,7
BC C
--------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
4.2.1.2 Sabor
El análisis de varianza de este atributo consta en la Tabla Nº 12, observando que existe una alta diferencia significativa en el sabor de los tratamientos, por lo cual se realizó la prueba LSD al 5%, la misma que se presenta en la Tabla Nº 13. Con esta prueba se verificó que el tratamiento con un mejor calificación de sabor es el T2 (extracto de quinua malteada +12.5 % endulzante + saborizante), a este los panelistas le otorgaron una calificación de 1, en una escala hedónica de 5 puntos; la característica de sabor a la que se refiere esta calificación, describe a una bebida dulce.
Tabla Nº 12 Análisis de varianza para el sabor de la bebida obtenida partir del malteado de quinua -------------------------------------------------------------------------------Source
Sum of Squares
Df
Mean Square
F-Ratio
P-Value
-------------------------------------------------------------------------------MAIN EFFECTS A:Repeticiones
16,6375
19
0,875658
0,55
0,9240
B:Tratamientos
48,2375
3
16,0792
10,13
0,0000
90,5125
57
1,58794
RESIDUAL
-------------------------------------------------------------------------------TOTAL (CORRECTED)
155,388
79
--------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
Tabla Nº 13 Diferencia mínima significativa para el sabor de la bebida a partir del malteado de quinua -------------------------------------------------------------------------------Method: 95,0 percent LSD Tratamientos
Count
LS Mean
Homogeneous Groups
-------------------------------------------------------------------------------2
20
1,1
A
3
20
1,9
4
20
2,75
C
1
20
3,1
C
B
--------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
4.2.1.3 Aceptabilidad
En la Tabla Nº 14, del análisis de varianza se observa que existe diferencia significativa entre tratamientos en la aceptabilidad, por lo cual se aplico la prueba LSD al 5%. Con esta prueba se determinó que el tratamiento T2 (extracto de quinua malteada + 12.5%
endulzante + saborizante) logró una mayor aceptación, con un promedio de 1, correspondiente a la categoría “Me gusta mucho” Tabla Nº 14 Análisis de varianza para aceptabilidad de la bebida obtenida a partir del mateado de quinua -------------------------------------------------------------------------------Source
Sum of Squares
Df
Mean Square
F-Ratio
P-Value
-------------------------------------------------------------------------------MAIN EFFECTS A:Repeticiones
44,55
19
2,34474
1,94
0,0279
B:Tratamientos
74,25
3
24,75
20,52
0,0000
68,75
57
1,20614
RESIDUAL
-------------------------------------------------------------------------------TOTAL (CORRECTED)
187,55
79
--------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
Tabla Nº 15 Diferencia mínima significativa para aceptabilidad de la bebida obtenida a partir del malteado de quinua
-------------------------------------------------------------------------------Method: 95,0 percent LSD Tratamientos
Count
LS Mean
Homogeneous Groups
-------------------------------------------------------------------------------2
20
1,4
3
20
2,75
A B
4
20
3,05
B
1
20
4,1
C
--------------------------------------------------------------------------------
Fuente: Programa Statgraphics Plus versión 4.5 Elaborado por: Verónica Velasco
4.3 DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS, Y EL APORTE NUTRICIONAL DE LA BEBIDA OBTENIDA 4.3.1 Características Físicas 4.3.1.1 Sólidos Solubles
Al realizar el proceso de maceración con la quinua sin germinar y tostada, la bebida final alcanza una concentración de 5 º Brix; en contraste, cuando la quinua es previamente malteada, en el macerado final se alcanza una concentración de sólidos solubles del 11 %; similar al de la bebida comercial PONY MALTA que se la obtiene a través del mismo proceso con cebada. Los sólidos solubles son indicativos del proceso de activación enzimático de la quinua durante el malteo; las enzimas sintetizadas convierten los almidones en azúcares, los cuales determinan el sabor dulce de la bebida.
4.3.1.2 Tiempo de conversión del almidón en azúcares (Anexo 1, figura 2)
Se determinó que el tiempo de conversión del almidón en azucares durante la maceración de la suspensión malta molida: agua, es de 15 minutos.
Esta prueba proporciona una estimación de la actividad amilolítica (velocidad de hidrólisis) del almidón del grano malteado, durante el curso de maceración.
Este tiempo es mayor que el requerido para la conversión del almidón de cebada (10 minutos); lo cual puede deberse a la estructura particular de este constituyente en el grano.
4.3.1.3 pH
Los datos típicos del mosto cervecero listo para fermentar se encuentran entre 5.00 a 5.60. La bebida de quinua alcanzó un pH de 5,23, valor semejante a la bebida comercial de cebada PONY MALTA 4.3.2 Características Químicas 4.3.2.1 Proteína Soluble
Como dice Figueroa en su libro “ Métodos para evaluar la calidad maltera en cebada” en la página 54: este parámetro comprende la proteína modificada durante la germinación y maceración,
la cual ha sido transformada en proteína soluble
(albumosas, peptonas, polipéptidos, aminoácidos)
La cantidad de proteína soluble presente en la bebida de quinua es del 0,60 %, valor muy similar a la PONY MALTA, la cual presenta 0.70 % de proteína; en ambos casos el aporte de este nutriente en la bebida es bajo, ya que corresponde al componente capaz de solubilizarse en agua; quedando la mayor proporción en el sedimento de la centrifugación.
4.3.2.2 Minerales (Anexo 1) Los minerales son sustancias inorgánicas que participan en varios procesos del organismo por lo que son importantes para varias funciones fisiológicas de este. Son necesarios como activadores de las reacciones catalizadas por enzimas (Zinc, Molibdemo, magnesio); componentes del esqueleto (calcio y fósforo), de la hemoglobina y de las células sanguíneas (hierro cobalto y cobre), controladores del equilibrio, el agua y electrolitos (potasio y cloro).
La siguiente tabla muestra los minerales que se encuentran presentes en bebida de quinua (Anexo 1) Tabla Nº 16 Contenido de Minerales en Bebida de Quinua malteada Mineral
mg / 100 ml
Ca
2,11
P
43,36
Mg
12,33
K
69,36
Na
22,00 ug / 100 ml
Cu
48
Fe
270
Mn
3
Zn
73
Fuente: Laboratorio de Nutrición y calidad del INIAP Elaborado por: Verónica Velasco
Una persona necesita consumir cierta cantidad de minerales en su dieta diaria y según los resultados del análisis de minerales en la bebida de quinua, esta puede aportar con una parte de ellos para la dieta.
4.3.2.3 Aminoácidos Como dice Mataix, J, en su libro “Nutrición y Alimentación Humana , Nutrientes y Alimentos” en la página 317: Las proteínas hidrolizadas en la digestión, pasan a la sangre en forma de aminoácidos, los mismos que ayudan a la síntesis de proteínas hormonales, enzimáticas y morfológicas del cuerpo humano.
Las proteínas están constituidas por 22 aminoácidos: los esenciales que el organismo puede sintetizar y los no esenciales que el organismo tiene que adquirir de los alimentos. En la siguiente tabla se reportan los valores de aminoácidos obtenidos para la bebida de quinua, (Anexo 1). Tabla Nº 17 Contenido de aminoácidos en la bebida de quinua malteada AMINOÁCIDOS
mg/ 100 ml
ACIDO ASPARTICO
32,66
TREONINA
14,18
SERINA
10,78
ACIDO GLUTAMICO
88,79
PROLINA
4,58
GLICINA
19,17
ALANINA
29,07
CISTINA
N.D
VALINA
2,03
Continuación Tabla Nº 17 AMINOÁCIDOS
mg/ 100 ml
METIONINA
17.89
ISOLEUCINA
12,66
LEUCINA
25,25
TIROSINA
4,96
FENILALANINA
12,01
HISTIDINA
14,61
LISINA
17,05
ARGININA
19,07
Fuente: laboratorio de Nutrición y Calidad del INIAP Elaborado por: Verónica Velasco.
4.3.2.4 Vitamina C
Las Vitaminas son compuestos orgánicos que facilitan la realización de los procesos orgánicos de crecimiento. Una de las vitaminas importantes que necesita el organismo es la vitamina C o ácido ascórbico
El análisis de Vitamina C en la bebida de quinua reporta, 39 mg /l .Tomando en cuenta que una persona necesita alrededor de 60 mg/dia, la bebida de quinua puede aportar con el 65 % del requerimiento diario de este nutriente. 4.4 DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE VIDA ÚTIL DE LA BEBIDA
El ensayo de estabilidad se realizó con el tratamiento seleccionado mediante pruebas de aceptabilidad; el cual corresponde al T2 (extracto de quinua malteada + 12.5%
endulzante + saborizante). El producto fue envasado en envases PS de color ámbar y transparente con tratamiento de pasteurización y com adición de conservantes. Los envases fueron almacenados en condiciones normales (Tº ambiente) y en condiciones aceleradas ( Tº promedio de 36 º C y 80 % de humedad relativa). Se efectúaron muestreos cada 15 días durante un mes para el producto almacenado en condiciones normales y muestreos cada 3 días durante 12 días, para los envases almacenados en cámara acelerada ( Anexo III, Fotografías 22,23,24,25)
En las Tablas 1,2,3,4 del Anexo II , respectivamente se reportan los resultados obtenidos en el recuento microbiológico de todos los ensayos .
El tratamiento escogido correspondió (a0b1 ) que hace referencia a la bebida de quinua almacenada em poliestireno (PS) color ámbar, con adición de conservantes (0.05% de sorbato de potasio y 0.02 % de benzoato de sódio). En este tratamiento el producto no mostró un desarrollo de aeróbios mohos y levaduras durante
los 30 días de
almacenamiento en condiciones normales y 6 días en condiciones aceleradas, (Anexo II,Tablas 1, 2, 3,4).
De la relación de durabilidad del producto almacenado en condiciones normales y aceleradas se obtiene un factor igual a 5, lo que significa que 6 días de mantenimiento de la bebida en condiciones aceleradas equivalen a 36 días em condiciones normales ( tº ambiente)
El pH y la acidez varían en forma inversamente proporcional durante el almacenamiento del producto ( Tablas 5,6,7,8 y graficos 1,2,3,4 del Anexo II).
Al cabo de 36 días, la bebida presentó um valor de acidez de 0.036 %; pH 4.45, limites máximos tolerables, en los cuales se inicia el crecimiento de los microorganismos.
Con lo cual se afirma que el mejor tratamiento es (a0b1 ) en el cual la bebida de quinua se almacenó en envase PS ambar con adición de conservantes (0.05% de sorbato de potasio y 0.02 % de benzoato de sodio) debido a que la acidez varía em forma mínima comparada con los otros tratamientos y el pH es de 2.6 para condiciones normales y 3.41 para condiciones de cámara acelerada, a este pH no se encuentra desarrollo de mohos debido a que estos se desarrollan en un pH minimo de 3.5
En base a la evaluación del recuento microbiológico, pH y acidez, se determinó que la bebida envasada en PS de color ambar y adicionada conservantes mostró una durabilidad promedio de 36 días por estar exenta de microorganismos, esto refiriéndose al CODEX ALIMENTARIUS (Anexo 1). a.
BALANCE DE MATERIALES
El balance de materiales se realizó en base a la suspensión preparada manteniendo una relación 1: 6 de quinua malteada y agua respectivamente, se trabajó con 0.5 de quinua malteada y 3 Kg de agua, obteniéndose una cantidad final de bebida 1 litro, luego de la centrifugación.
4.5.1 Balance de Materiales en la maceración de la malta de quinua
Diagrama Nº 2 Diagrama del balance de materiales en la filtración del mosto (C) Agua Evaporada 0.99 Kg H= 100%
(A) Quinua Malteada 0.5 Kg
(D) Mosto MACERADOR
H= 5,96% S= 94,04%
2.51 Kg H= 81.32%
(B) Agua 3.5 Kg
S= 18.68%
H= 100% Fuente: Laboratorio de Nutrición y Calidad del INIAP Elaborado por : Verónica Velasco
BALANCE TOTAL A+B=C+D
(1)
BALANCE DE SÓLIDOS (0.5)(0.94) + 3.5(0) = C(0) + D ( 0.1868)
D = 2.51 BALANCE DE AGUA Reemplazo D en (1) (0.5)(0.0596) + (3)(1) = C(1) + 2.51(0.8132) C= 0.99
4.5.2 Balance de materiales en la filtración del mosto Diagrama Nº 3 Diagrama del balance de materiales en la filtración del mosto
(A) Mosto
CENTRÍIFUGA
(B) BEBIDA
2.51 Kg
1 Kg
H= 81.32%
H= 89.59%
S= 18.68%
S= 10.41%
(C) Bagazo 1.5 Kg H= 75.88 S= 24.12 Fuente: Laboratorio de Nutrición y Calidad del INIAP Elaborado por : Verónica Velasco
BALANCE TOTAL
A = B + C (1)
BALANCE DE SÓLIDOS
(2.51) ( 0.1868) = B (0.1041) + c ( 0.241) (2)
B = (0.4688 -0.2412 C) / 0.1041
(3)
BALANCE DE AGUA
(2.5)(0.8132) = B(0.8959) + C (0.7588) (4)
REEMPLAZO B EN 4
2.03 = (0.4688 -0.2412) / 0.1041 ( 0.8959) +0.7588 C C = 1.5 REEMPLAZO C EN (3)
B = (80.4688 – 0.2412C) / 0.1041
B = 1.01
CAPÍTULO V DETERMINACION DEL COSTO DE PRODUCCION, PRECIO DE VENTA Y PUNTO DE EQUILIBRIO 5.1 CONDICIÓN SELECCIONADA
El análisis económico se realizó en base al tratamiento T2( extracto de malta+ saborizante + 12.5% endulzante)
que fue seleccionado a través del nivel de
aceptabilidad en el análisis sensorial. 5.2 CONSIDERACIONES PREVIAS
Se determina el costo de producción para el tratamiento T2 seleccionado , de acuerdo a la capacidad y disponibilidad de los equipos, se estima una capacidad de producción de 120 litros de bebida de quinua, considerando 30 litros por parada, los cuales se envasarán en frascos de 250 ml de capacidad.
Dentro del rubro de activos fijos, no se considera los costos de ciertos activos como terreno,
edificaciones e instalaciones, debido a que
que se requiere
únicamente el costo de producción de la bebida obtenida.
A continuación se detalla el estudio económico para la bebida de quinua:
determinar
Cuadro Nº 1 MATERIALES DIRECTOS E INDIRECTOS
1. MATERIALES DIRECTOS E INDIRECTOS Material
Unidad
Cantidad
Valor Unid ($)
Quinua
Kg
60
1.4
84
Endulzante
lt
15
1
15.00
Saborizante
Kg
0.0036
13.5
0.05
Botellas
unidad
480
0.05
24
total Fuente: Apuntes cátedra de Ingeniería Económica Elaborado por: Verónica Velasco
Valor Total ($)
123.05
Cuadro Nº 2 EQUIPOS Y UTENSILIOS
2. EQUIPOS Y UTENSILIOS
Equipo
Costo
Vida
Costo Horas
Costo
Útil
hora
Uso
utilizadas
Balanza
73.2
10 0.0037
0.5 0.00183
Tanque de remojo
250
10 0.0125
60
0.75
Germinador
300
10 0.0150
7
0.105
Tostador
550
10 0.0275
48
1.32
Molino
100
10 0.0050
1
0.005
Macerador
1000
10 0.0500
6
0.3
Centrifuga
5000
10 0.2500
1
0.25
Embotellador
1300
10 0.0650
1
0.065
Pasteurizador
80
10 0.0040
0.75
0.003
Utensilios
10
5 0.0010
3
0.003
Total Fuente: Apuntes cátedra de Ingeniería Económica Elaborado por: Verónica Velasco
2.80
Cuadro Nº 3 SUMINISTROS
3. SUMINISTROS Servicio
Unidad
Consumo
Valor Unid($)
Valor Total
Agua
m3
2.088
0.15
0.3132
Energía
Kw-h
631.2
0.04
25.248
Total
25.56
Fuente: Apuntes cátedra de Ingeniería Económica Elaborado por: Verónica Velasco
Cuadro Nº 4 PERSONAL
4. Personal Sueldo Personas
Valor- Valor - Hrs.
Cantidad Mensual
Día
Hora
Valor
Empleadas Total
Operarios
2
150
7.5
0.94
8
15
Técnico
1
300
15
1.88
3
5.63
Total Fuente: Apuntes cátedra de Ingeniería Económica Elaborado por: Verónica Velasco
20.625
Cuadro Nº5 ESTIMACIÓN DEL PRECIO DE VENTA
5. ESTIMACION DEL PRECIO DE VENTA
COSTO DE FABRICACIÓN PARA 120
USD
LITROS DE BEBIDA
Materiales Directos e Indirectos
123.05
Equipos
2.80
Suministros
25.56
Personal
20.63 SUMAN
Valor total del costo de fabricación 10% gastos operacionales COSTO TOTAL DE PRODUCCIÓN
20% Utilidad PRECIO DE VENTA Fuente: Apuntes cátedra de Ingeniería Económica Elaborado por: Verónica Velasco
172.04 172.04 17.20 189.24 37.85 227.09
Cuadro Nº 6 RESUMEN
6. RESUMEN VALOR 120
VALOR
VALOR
LITROS
1LITRO
250 ml
COSTOS DE FABRICACIÓN
172.04
1.43
0.36
GASTOS OPERACIONALES
17.20
0.14
0.04
PRODUCCIÓN
189.24
1.58
0.39
PRECIO DE VENTA
227.09
1.89
0.47
COSTO TOTAL DE
Fuente: Apuntes cátedra Ingeniería Económica Elaborado por: Verónica Velasco
5.3 CÁLCULO DEL PUNTO DE EQUILIBRIO
5.3.1 PUNTO DE EQUILIBRIO EN DÓLARES
⎛ ⎞ ⎜ ⎟ CostoFijo ⎜ ⎟ PE = ⎜ 1 − Costo var iable ⎟ ⎜ ⎟ Ventas ⎝ ⎠
⎛ ⎞ ⎜ 25.98 ⎟ ⎟ PE = ⎜ ⎜ 1 − 146.05 ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ 227.09 ⎠
PE = 72.82 USD
5.3.2 PUNTO DE EQUILIBRIO EN PORCENTAJE
% PE =
PE * 100 Ventas
% PE =
72.82 *100 227.09
% PE = 32.06
Cuadro Nº 7 PUNTO DE EQUILIBRIO
PUNTO DE EQUILIBRIO DESCRIPCIÓN
COSTO FIJO
Materiales Directos e Indirectos
123.05
Equipos
2.80
Suministros
2.56
Personal
20.63
Subtotal
25.98
costo fijo + costo variable
172.04
PE(usd)
72.82
% PE
32.06
Fuente: Apuntes cátedra Ingeniería Económica Elaborado por: Verónica Velasco
COSTO VARIABLE
23.01
146.05
5.4 GRÁFICO DEL PUNTO DE EQUILIBRIO
Figura 3. Gráfico del punto de equilibrio
250 Ingresos
200 Costo Total
USD
150
100
50
Costo fijo 0 0
50
100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 cantidad
Fuente: Apuntes cátedra Ingeniería Económica Elaborado por: Verónica Velasco
5.5 ANÁLISIS DE COSTOS
Se estableció que el costo total de producción para 120 litros diarios de bebida de quinua es de 189.24 dólares o 1.58 dólares por litro y 0.39 centavos por unidad de 250 ml
El margen de utilidad que se aplica es del 20 % con lo cual se obtiene un precio de venta para 120 litros /día de 227.09 dólares; para 1 litro de 1.89 dólares y para la unidad de venta de 250 ml un precio de 0,47 centavos.
EL punto de equilibrio calculado es del 32.06 % lo que multiplicado por la cantidad total de producción diaria (120 litros al día) permite conocer la cantidad mínima necesaria que seria de 38.47 litros al día o 153.88 unidades de 250 ml,
que el
procesador debe producir y vender para no ganar ni perder.
El precio de venta establecido es de 0.47 centavos la unidad de 250 ml; en el mercado productos similares tienen un costo de 0.50 centavos, verificándose que esta bebida a parte de ser nutritiva es económica y puede competir en el mercado de las bebidas naturales y refrescantes.
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 CONCLUSIONES
¾ La temperatura optima para la germinación del grano de quinua es de 25 º C, a
este nivel la germinación se efectúa en un tiempo promedio de de 7 horas, en el cual se logra un crecimiento del acróspiro alrededor de 6.9 mm.
¾ Al mantener a la temperatura de 25 º C por 7 horas se obtiene un porcentaje de
germinación del 95 % lo cual es muy favorable para el proceso de malteo
¾ A diferencia del macerado de cebada, la filtración del macerado de quinua no es
aplicable en la práctica, ya que la quinua no contiene el tipo y cantidad de fibra de la cebada , para facilitar el proceso, debiendo recurrirse a la centrifugación para obtener el mosto, que puede ingerirse como tal con el agregado de ciertos saborizantes o puede someterse a fermentación para obtener cerveza
¾ En base al
análisis sensorial se determinó que la formulación con mayor
aceptación es la que responde a las siguientes especificaciones: extracto de quinua malteada + 12.5 %endulzante + saborizante )
¾ La bebida nutritiva de quinua presenta en sus características físicas valores de 11
º Brix y un pH de 5.23, los que se encuentran dentro de los parámetros teóricos
establecidos y son comparables con productos similares como la PONY MALTA
¾ El análisis nutricional determinó que la bebida presenta porcentajes de proteína,
vitamina C, minerales y aminoácidos y puede ser incluido en la dieta diaria para cubrir parte de los porcentajes necesarios que el cuerpo necesita para su desarrollo.
¾ Mediante análisis de estabilidad, se determinó que la bebida puede durar un
tiempo aproximado de 36 días en condiciones ambientales en un envase de poliestireno de alta densidad (PS), de color ámbar con la adición de conservantes (0.05% de sorbato de potasio y 0.02 % de benzoato de sódio)
¾ El costo de venta de la bebida del malteado de quinua es de 0.47 ctvs, valor
competitivo comparado con la marca comercial PONY MALTA que sigue el mismo proceso de elaboración a base de cebada.
6.2 RECOMENDACIONES
¾ Se debe trabajar con materia prima de buena calidad, previamente lavada ya que
esto influye en las características organolépticas y aceptabilidad del producto terminado
¾ Previo a la germinación una vez receptada la materia prima, se recomienda lavar
nuevamente el grano con agua tibia ( alrededor de 7 lavados previos) para eliminar las saponinas del grano de quinua , las que influyen en el sabor de la bebida
¾ El proceso de malteado y maceración son altamente dependientes de la
temperatura, por lo cual
se recomienda llevar un estricto control de estos
factores para obtener un producto de calidad
¾ Para endulzar la bebida de quinua se recomienda utilizar jarabes de frutas, lo
cual mejora el sabor de la bebida
¾ En todas las etapas del proceso debe aplicarse las buenas prácticas de
manufactura para garantizar la calidad sanitaria, organoléptica y nutricional del producto final
¾ Para la implementación de este proceso a nivel industrial, se recomienda aplicar
un diseño de tres líneas de producción, una con el proceso de la bebida nutritiva de quinua, la otra línea producción de cerveza de quinua y una tercera para aprovechar los residuos de centrifugación. La aplicación de este diseño de planta contribuiría a la disminución del impacto ambiental, por el aprovechamiento de desechos y por la aplicación de buenas prácticas de manufactura.
BIBLIOGRAFÍA
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hacia
su
cultivo
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• RIVERO, M y colab, “ Nuevo Manual de Dietética Y nutrición”, ediciones Mundi
prensa Madrid, España, 2003 • YUFERA, P. “Quimica Agrícola III”. Editorial Alambra,S.A, España, 1987
Direcciones de Internet • www.lapaginadelacervezacasera.com. Elaboración de cerveza casera .ultima
actualización Abril 1998. consulta abril 2000 • http://www.saludalia.com/Saludalia/web_saludalia/vivir_sano/doc/nutricion/doc/be
bidas_no_alcoholicas.htm • http://www.consumer.es/web/es/alimentacion/salud_y_alimentacion/alimentacion_
alternativa/2003/11/28/91811.php • http://www.fao.org/Regional/LAmerica/prior/segalim/prodalim/prodveg/cdrom/con
tenido/libro10/cap03_1_0.htm#2)
CITAS BIBLIOGRÁFICAS
• FIGUEROA, J. “Métodos para evaluar la calidad Maltera en Cebadas” , Secretaría
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compacto, 8mm, 2002 • MATAIX,JOSÉ, ,”Nutrición y Alimentación Humana, Nutrientes y Alimentos”,
Océano /ergon, 2005,pp 317, 332 • YUFERA, P. “Quimica Agrícola III”. Editorial Alambra,S.A, España, 1987, p 111
ANEXOS
ANEXO I
FORMULARIO PARA EL ANALISIS SENSORIAL Y ACEPTABILIDAD EN BEBIDA DE QUINUA
Nombre: ------------------------------Fecha:
-------------------------------
Instrucciones: Observe y deguste las siguientes muestras y marque con una X la característica de su preferencia.
Tratamiento Intenso
Suave
OLOR Normal
Amargo
Dulce
SABOR Astringente
Tenue
No tiene
Acido
Insípido
625 282 328 121
Tratamiento 625 282 328 121
Tratamiento Gusta mucho
ACEPTABILIDAD Gusta poco Ni gusta ni Disgusta disgusta poco
Disgusta mucho
625 282 328 121
COMENTARIOS : -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Figura Nº 1 Programa de secado de la quinua germinada
TEMPERATURA
PROGRAMA DE SECADO DE LA QUINUA GERMINADA 70 60 50 40 30 20 10 0 0
10
20
30
40
50
60
TIEMPO
Figura Nº 2 Programa de maceración de la malta
PROGRAMA DE TEMPERATURA DE MACERACION
TEMPERATURA
80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
5
10 15 20
25 30
35 40 45
TIEMPO
50 55 60
65 70
ANEXO II Tablas y gráficos
Tabla Nº 1 Análisis microbiológico de aerobios totales en condiciones normales Análisis microbiológico de aerobios totales condiciones normales MUESTRAS PASTERIZAS UFC/g UFC/g Tratamientos dilución -1 dilución -2 E. ambar 0 días 15 días 30 días
ausencia 2 * 10 1 3 * 10 1
ausencia ausencia 2 * 10 1
E. transparente 0 días 15 días 30 días
ausencia ausencia ausencia
ausencia ausencia ausencia
MUESTRAS CON CONSERVANTES E. ambar 0 días 15 días 30 días
ausencia ausencia ausencia
ausencia ausencia ausencia
E. transparente 0 días 15 días
ausencia ausencia
ausencia ausencia
30 días UFC: Unidades formadoras de colonia Uph: Unidades propagadoras de hongos Upl: unidades propagadoras de levaduras MNPC: muy numeroso para contar
60 * 10 1
30 * 10 1
Tabla Nº 2 Análisis microbiológico de aerobios totales en condiciones aceleradas Analisis microbiológico de aerobios totales condiciones aceleradas MUESTRAS PASTERIZAS UFC/g UFC/g Tratamientos dilución -1 dilución -2 E. ambar 0 días 3 días 6 días 9 días 12 días
ausencia 1 * 10 1 3 * 10 1 MNPC MNPC
ausencia ausencia 2 * 10 1 MNPC MNPC
E. transparente 0 días 3 días 6 días 9 días 12 días
ausencia ausencia ausencia MNPC MNPC
ausencia ausencia ausencia MNPC MNPC
MUESTRAS CON CONSERVANTES E. ambar 0 días 3 días 6 días 9 días 12 días
ausencia ausencia ausencia 1 * 10 1 2 * 10 1
ausencia ausencia ausencia ausencia 1 * 10 2
E. transparente 0 días 3 días 6 días 9 días
ausencia ausencia 1 * 10 1 2 * 10 1
ausencia ausencia ausencia 1 * 10 2
30 * 10 1
30 * 10 2
12 días UFC: Unidades formadoras de colonia MNPC: muy numeroso para contar
Tabla Nº 3 Análisis microbiológico de mohos y levaduras en condiciones normales
Análisis microbiológico de mohos y levaduras condiciones normales MUESTRAS PASTERIZAS Tratamientos
MUESTRAS CON CONSERVANTES
dilucion -1 dilución -2
E. ambar
E. ambar Mohos Uph/g ausencia Levaduras ausencia Upl/g
0 días
15 días
30 días
Mohos Uph/g ausencia Levaduras ausencia Upl/g Mohos Uph/g Levaduras Upl/g
ausencia
ausencia
30 días
15 días
ausencia
ausencia
ausencia
ausencia
ausencia
30 días
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
E. transparente Mohos Uph/g ausencia Levaduras ausencia Upl/g
15 días
0 días
ausencia
E. transparente 0 días
dilucion -1 dilución -2
Mohos Uph/g ausencia Levaduras ausencia Upl/g Mohos ausencia Uph/g Levaduras Upl/g ausencia
ausencia
0 días
ausencia
ausencia
15 días
ausencia
ausencia ausencia
Uph: Unidades propagadoras de hongos Upl: unidades propagadoras de levaduras
30 días
Tabla Nº 4 Análisis microbiológico de mohos y levaduras en condiciones aceleradas Análisis microbiológico de mohos y levaduras Condiciones aceleradas MUESTRAS PASTERIZAS MUESTRAS CON CONSERVANTES dilucion - dilución dilucion - dilución 1 2 1 2 Tratamientos E. ambar E. ambar Mohos 0 días ausencia Ausencia 0 días mohos ausencia ausencia Uph/g Levaduras ausencia Ausencia levaduras ausencia ausencia Upl/g
3 días
6 días
9 dias
12 dias
Mohos ausencia Uph/g Levaduras ausencia Upl/g Mohos ausencia Uph/g Levaduras ausencia Upl/g Mohos Uph/g 5* 10 1 Levaduras ausencia Upl/g Mohos 60* 10 1 Uph/g Levaduras Upl/g ausencia
Ausencia Ausencia
Ausencia
3 días
6 días
9 días
6 días
Ausencia 2 * 10 2
9 días
Ausencia 8 * 10 2
12 días
Ausencia
E. transparente
0 días
3 días
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
mohos
ausencia
ausencia
levaduras ausencia
ausencia
E. transparente
Mohos Uph/g ausencia Levaduras ausencia Upl/g Mohos ausencia Uph/g Levaduras Upl/g ausencia Mohos ausencia Uph/g Levaduras ausencia Upl/g Mohos Uph/g Levaduras Upl/g
Ausencia
0 días
Ausencia
Ausencia
15 días
Ausencia
Ausencia
30 días
Ausencia
9 días
Mohos 12 días mohos ausencia Uph/g Levaduras levaduras ausencia Upl/g Uph: Unidades propagadoras de hongos Upl: unidades propagadoras de levaduras
12 días
ausencia ausencia
Tabla Nº 5 Acidez Titulable (%) de la bebida almacenada en condiciones normales (Tº ambiente) durante un mes Pateurizada Pasteurizada Conservantes Conservantes Ambar Transparente Ambar Transparente (PA) (PT) (CA) (CT)
TIEMPO (días) 0 15 30
0.017 0.018 0.036
0.017 0.027 0.03
0.017 0.2 0.22
0.017 0.18 0.24
Tabla Nº 6 Acidez Titulable /%) de la bebida almacenada en condiciones aceleradas (36ºc) durante un mes Pateurizada Pasteurizada Conservantes Conservantes Ambar Transparente Ambar Transparente (PA) (PT) (CA) (CT)
TIEMPO (días) 0 3 6 9 12
0.017 0.019 0.022 0.032 0.042
0.017 0.018 0.019 0.03 0.04
0.017 0.037 0.043 0.051 0.06
0.017 0.04 0.082 0.095 0.098
Tabla Nº7 pH de la bebida almacenada en condiciones normales (Tº Ambiente) durante 12 días TIEMPO (días)
Pateurizada Pasteurizada Conservantes Conservantes Ambar Transparente Ambar Transparente (PA) (PT) (CA) (CT) 0 5.54 5.5 5.4 5.5 15 4.69 3.37 2.65 3.2 30 4.45 3.1 2.6 2.84
Tabla Nº 8 pH de la bebida almacenada en condiciones aceleradas (36º C) durante 12 días Pateurizada Pasteurizada Conservantes Conservantes Ambar Transparente Ambar Transparente (PA) (PT) (CA) (CT)
TIEMPO (días) 0 3 6 9 12
0.017 0.019 0.022 0.032 0.042
0.017 0.018 0.019 0.03 0.04
0.017 0.037 0.043 0.051 0.06
0.017 0.04 0.082 0.095 0.098
Grafico Nº 1 Acidez de la bebida almacenada en condiciones normales (Tº ambiente) durante un mes
ACIDEZ
ACIDEZ EN CONDICIONES NORMALES 0.26 0.24 0.22 0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0
PA PT CA CT
0
5
10
15
20
25
30
35
TIEMPO
Grafico Nº 2 Acidez de la bebida almacenada en condiciones aceleradas(36ºC) durante un mes ACIDEZ EN CONDICIONES ACELERADAS 0.12
ACIDEZ
0.1 PA PT CA CT
0.08 0.06 0.04 0.02 0 0
5
10 TIEMPO
15
Grafico Nº 3 pH de la bebida almacenada en condiciones normales (Tº Ambiente) durante 12 días pH EN CONDICIONES NORMALES 6 4.8 PA PT
2.4
CA
pH
3.6
CT 1.2 0 0
5
10
15
20
25
30
35
TIEMPO
Grafico Nº 4 pH de la bebida almacenada en condiciones aceleradas (36º C) durante 12 días pH EN CONDICIONES ACELERADAS 6 5 PA
pH
4
PT
3
CA
2
CT
1 0 0
5
10 TIEMPO
15
ANEXO III Fotografías
Fotografía Nº 1 Tanque de Remojo
Fotografía Nº 2 Quinua en Remojo
Fotografía Nº 3 Germinador
Fotografía Nº 4 Quinua geminando
Fotografía Nº 5 Quinua germinada
Fotografía Nº 6 Tostador Barber Colman
Fotografía Nº 7 Quinua lista para tostar
Fotografía Nº 8 Quinua tostada
Fotografía Nº 9 Molino
Fotografía Nº 10 Quinua Tostada moliéndose
Fotografía Nº 11 Malta de quinua
Fotografía Nº 12 Mezcla de malta y agua
Fotografía Nº 13 Mezcla macerándose
Fotografía Nº 14 Mezcla macerada lista para centrifugar
Fotografía Nº 15 Mezcla macerada centrifugándose
Fotografía Nº 16 Mezcla macerada centrifugada
Fotografía Nº 17 Mezcla macerada centrifugada lista para ultracentrifugar
Fotografía Nº 18 Mezcla macerada centrifugada lista para ultracentrifugándose
Fotografía Nº 19 Mezcla macerada ultracentrifugada
Fotografía Nº 20 Bebida nutritiva de quinua
Fotografía Nº 21 Prueba de sacarificación
Fotografía Nº 22 Bebida de quinua en estabilidad condiciones ambientales
Fotografía Nº 23 Bebida de quinua en cámara acelerada
Fotografía Nº 24 Preparación para análisis microbiológico
Fotografía Nº 25 Análisis microbiológico
Fotografía Nº 26 Panel de análisis sensorial
Fotografía Nº 27 Análisis sensorial