Articulo Leche Acidofila

Universidad del Tolima Ingeniería Agroindustrial

Profundización I Profundización II [email protected] ,2 [email protected], [email protected], [email protected].

OBTENCION Y EVALUACION DE AZUCAR DE REMOLACHA Y FIBRA DIETARIA DE TRES FRUTAS TROPICALES E INCIDENCIA EN UNA

LECHE ACIDÒFILA.

COLLECTION AND EVALUATION OF SUGAR BEET AND DIETARY FIBER OF THREE TROPICAL FRUITS AND INCIDENCE IN ACIDOPHILUS MILK.

Torres Pérez, Lida1. Mora Pacheco, Breydy2. Oviedo Reyes Cristian3. Orjuela Triviño, Luis4.

Universidad del Tolima, Ingeniería agroindustrial, profundización I y II, Junio de 2011

Resumen

La tendencia actual en el consumo de alimentos está dirigida hacia productos que brinden beneficios al organismo, esto se ve reflejado en la adquisición de alimentos naturales ricos en ingredientes bioactivos, pre y probióticos. Por tal razón, se planteó este estudio centrado en la obtención y caracterización de un jarabe azucarado de remolacha y fibras dietéticas a partir de pulpa de mango, piña y guanábana, la extracción del jarabe se realizó por desnaturalización térmica del tejido, a continuación se dividió en tres muestras, a cada una se le adiciono un clarificante diferente (albumina, gelatina y carbón activado), paralelamente la obtención de la fibra se logró por secado a 60°c durante 8 horas, el producto obtenido paso por un proceso de molienda y tamizado , finalmente el jarabe y la fibra se emplearon conjuntamente con jarabe de maíz y un microorganismo probiótico en la elaboración de una bebida láctea. Los resultados obtenidos indican que el jarabe de remolacha debe ser tratada para eliminar impurezas siendo el método más efectivo la clarificación con carbón activado respecto a gelatina y albumina, para el caso de las fibras obtenidas de pulpa de mango, piña y guanábana presentaron un comportamiento satisfactorio en concentraciones que no superan el 4% p/v, para así obtener una bebida láctea con características sensoriales aceptadas por el consumidor. Palabras clave: Clarificante, fibra dietética, jarabe, azucares simples, concentración.

Abstract

The current trend in food consumption is directed towards products that providebenefits to the body, this is reflected in the purchase of natural foods rich in bioactiveingredients, pre and probiotics. For this reason, it was suggested this study focused on the preparation and characterization of beet sugar syrup and dietary fiber from mango pulp, pineapple and guava, syrup extraction was performed by thermal denaturation of the tissue, then divided in three samples, each was added a clarifyingdifferent (albumin, gelatin and charcoal), in parallel to obtain the fiber was achievedby drying at 60 ° C for 8 hours, the product obtained by step through a process ofgrinding and screening finally syrup and fiber were used in conjunction with corn syrupand a probiotic microorganism in the preparation of a milk drink. The results indicate that the beet syrup must be treated to remove impurities beingthe most effective method with activated charcoal clarification regarding gelatin and albumin, in the case of pulp fibers derived from mango, pineapple and guava showedsatisfactory performance at concentrations that do not exceed 4% w / v, in order toobtain a milk drink with sensory characteristics accepted by the consumer.

Keywords: Clarifying, fiber, syrup, simple sugars, concentration.



1. Introducción

Diversos estudios han revelado que numerosas enfermedades importantes como obesidad, enfermedades cardiovasculares y diabetes tipo 2, pueden ser prevenidas y tratadas con el incremento en la cantidad y variedad de fibra que contienen los alimentos consumidos en la dieta. (Roberfroid y Delzenne,1998; Descalzo,

1999;Van der Heuvel et al., 1999 2000; Scholz-

Ahrens et al., 2001; Griffin et al., 2002; Tahiri

et al., 2003, Slavin, 2003).Dicha fibra no solo incluye una variedad de compuestos estructurales como pectina, hemicelulosa, celulosa y lignina, sino que además incluye algunos compuestos no estructurales como gomas y mucílagos, así como también aditivos industriales como celulosa modificada, gomas comerciales y polisacáridos de algas (Nawirska, 2005). Las frutas tropicales como la piña, guanaba y mango poseen un gran contenido de fibra soluble e insoluble con un 2,5 %, 8,5 % y 4,5 % (Ramírez y

Pacheco, 2009) respectivamente, es importante resaltar que la más común y de mayor cantidad es la fibra insoluble (Gorisntein et al., 2001) la cual se relaciona

con algunos efectos beneficiosos a la salud, por reducir riesgo de cáncer de colon, permitir el buen funcionamiento del tracto intestinal, además controla los niveles de azúcar y colesterol en la sangre. Existen hortalizas como la remolacha que presentan un alto contenido de azúcar que puede ser extraído en forma de jarabe por tratamiento térmico del tejido ([Asadi,

2007], [mcginnis, 1982], [Silin, 1967] and [van

der Poel et al., 1998]) conservando características benéficas como la producción de anticuerpos, interferones y antioxidantes que previenen enfermedades cardiovasculares, cancerígenas, del hígado y los riñones, es así como el azúcar de remolacha cumple una acción muy provechosa sobre los alimentos que necesitan ser edulcorados. Teniendo en cuenta el potencial terapéutico de la fibra dietética y aditivos naturales (azúcar de remolacha y jarabe de maíz) se desarrolló un producto alimenticio (leche acidofila) a base de leche descremada mas la incorporación de un microorganismo probiótico que genera defensas al

organismo al mismo tiempo que pobla la flora intestinal alterada por el consumo de antibióticos, y la adición de los anteriores componentes que le dan al producto características de alimento funcional y light.

2. Materiales y métodos

2.1. Materiales

Las muestras seleccionadas para este

trabajo fueron remolacha (Beta vulgaris var.

Conditiva), Piña (ananas comosus),

Guanábana (Annona muricata) y mango

(Mangifera indica L), las cuales fueron

compradas en cantidades suficientes en

mercados locales, teniendo en cuenta su

especie y grado de madurez debido a que

este determina propiedades de acidez y

solidos solubles. En la evaluación de la

incidencia de estas frutas y hortalizas en la

leche Acidòfila se utilizó leche de vaca

ultrapasteurizada, descremada, y una cepa

aislada liofilizada de Lactobacillus

acidophilus el cual se adquirió mediante el

contacto con una empresa de lácteos

ubicada en el departamento del Huila.

La preparación del producto que se ha

caracterizado por tener propiedades

funcionales de cada una de las materias

primas principales, fue llevada a cabo con

la adición de respectivos estabilizantes

(CMC), edulcorantes (sacarosa, fructosa) y

aditivos como leche en polvo descremada

la cual aumenta la concentración de sólidos

en el producto y brinda consistencia para

así obtener un producto con buenas

características sensoriales y

organolépticas.

2.2. Métodos

2.2.1. Extracción de remolacha

Para la extracción del azúcar de

remolacha la metodología utilizada por

(Loginova et al., 2010), fue la base principal

de que se tomaron parámetros de proceso,

como lo son diámetro de corte de cosetas

que oscilan entre 0,5-1 mm, temperaturas

de difusión que alcanzaron los 80ºC y

tiempos de retención de 40-50 minutos, el

experimento se basó principalmente en



evaluar la purificación del jarabe obtenido

luego de ser sometido a la condiciones

anteriormente descritas, de los diferentes

métodos mencionados en la literatura

resaltan la adición de cal al jarabe lo cual

genera una precipitación de impurezas y de

sabores no deseados, en esta operación se

genera una sustancia llamada carbonato de

calcio la cual es extraída por gasificación

del sistema. En este caso se identificaron

tres tipos de métodos de purificación como

lo son la gelatina, la albumina y el carbón

activado, los cuales son importantes en la

industria de los refrescos y bebidas

analcoholicas.

La dosificación de clarificante en el jarabe

se realizó mediante la prueba de gelatina la

cual determino que con 400 ppm se

activara la acción del clarificante, luego de

ello se filtró y se concentró a 70 ºBrix y

cada muestra obtenida de gelatina,

albumina y carbón activado se sometió a

análisis sensorial y así se determinó

mediante pruebas pareadas y de

ordenamiento cual fue el mejor tratamiento

según características fisicoquímicas y

organolépticas del producto.

2.2.2. Extracción de fibra dietética.

La `piña, guanábana y mango son frutas de

una alta fuente de fibra soluble e insoluble

lo cual conlleva a determinar métodos de

extracción de esta principalmente el secado

de la pulpa el cual disminuye la humedad

libre en porcentajes que alcanzan el 75%

con lo que se obtiene una cantidad de fibra

junto con algunos azucares y ácidos

presentes en la fruta. El tratamiento de

secado consiste principalmente en circular

aire caliente a una temperatura de 60ºC

durante 8 Horas en un secador de

bandejas (Martínez et al., 2003), y así

lograr disminuir la humedad a porcentajes

de 6%, 9.5%, 8.9% para guanábana,

mango y Piña respectivamente, luego de

obtener la fibra seca se realiza una

operación de disminución de tamaño como

el molido para posteriormente ser tamizada

a un diámetro de partícula de 1 mm.

3. Resultados y discusión

3.1. Sustancias purificantes de jarabe

de remolacha

El proceso de determinación de sabor

característico de las diferentes muestras

obtenidas del proceso de obtención de

jarabe de remolacha, las cuales fueron

divididas en tres procesos diferentes de

purificación para así determinar el más

viable en la producción del jarabe

clarificado y listo para la aplicación en la

industria alimenticia. De este modo

teniendo en cuenta la NTC 3929 que

establece parámetros para identificar

sabores característicos de un producto

alimenticio y así mismo determinar las

diferencias existentes entre unos otros las

pruebas que se realizaron fueron las

siguientes:

El panel evaluador estuvo compuesto por

cinco panelistas previamente entrenados

con una muestra patrón identificando

sabores característicos de un producto

comercial utilizado como edulcorante como

lo es la sacarosa que contenía azúcar,

agua y colorante, para así obtener el

mismo aspecto de las muestras obtenidas.

Los siguientes datos se analizaron basados

en la escala A NTC 3929 que expresa la

siguiente valoración de intensidad de

sabor.

0 No perceptible

1 Comienza a ser perceptible al umbral

2 Débil

3 Moderado

4 Fuerte

5 Muy fuerte

Tabla 1. Escala NTC 3929

Los sabores encontrados en los jarabes

obtenidos fueron de sabor característico de

remolacha, dulzor, sabor amargo y

percepción de impurezas.



Tabla 2. Resultados del panel Sabor a

remolacha.

Carbón Gelatina Albumina Patrón

Jueces S S S S

1 4 3 3 5

2 4 4 3 5

3 5 2 4 5

4 5 3 3 5

5 5 3 1 5

Promedio 4,6 3 2,8 5

Tabla 3. Resultados del panel dulzor.


Jueces S S S S

1 3 3 4 0

2 3 3 4 0

3 1 4 3 0

4 1 3 4 0

5 3 4 3 0

Promedio 2,2 3,4 3,6 0

Tabla 4. Resultados del panel presencia de

impurezas.


Jueces S S S S

1 3 4 4 0

2 3 3 4 0

3 2 4 3 0

4 2 4 4 0

5 2 4 4 0

Promedio 2,3 3,8 3,8 0

Tabla 5. Resultados del panel Sabor amargo.

Características del Jarabe

Carbón activado

Gelatina Albumina Patrón

capacidad edulcorante

92% a 60% b 56% e 100%

% sabor remolacha

64% a 84% c 76% d 0%

% impurezas 46% a 72% d 74% d 0%

Rendimiento 7% 7% 7% 0%

Tabla 6. Resultados generales de sustancias

purificantes en el jarabe de remolacha.

3.1.1. Análisis sensorial de el jarabe de

remolacha

Producto: azúcar de remolacha purificado

con gelatina sin sabor

Características: escala A

Sabor residual: característico de remolacha

Persistencia: medianamente larga


con Albumina




0

1

2

3

4Remolacha

Dulzor

ImpurezasAmargo

Impresióntotal

01234

Remolacha

Dulzor

ImpurezasAmargo

Impresióntotal


Jueces S S S S

1 3 4 4 0

2 3 4 3 0

3 2 4 4 0

4 4 5 5 0

5 4 4 3 0

Promedio 3,2 4,2 3,8 0




con Albumina




Producto: Muestra patrón azúcar comercial

y colorante artificial




Los resultados obtenidos indican muy

significativamente que el tratamiento más

efectivo es el realizado con carbón

activado, con el cual se retiran la mayoría

de impurezas teniendo en cuenta los otros

dos tratamientos, resalta más el dulzor

generado por la sacarosa presente en la

remolacha y el sabor del tubérculo no es

muy acentuado, a continuación se compara

los resultados de carbón activado con la

muestra patrón.

3.1.2. Incidencia de jarabe de

remolacha en leche

Acidòfila.

Se establece un patrón el cual se le

agrega una muestra de leche acida,

colorante artificial y edulcorante

convencional (10-12%), la muestra

de remolacha se toma y se agrega en

una proporción de 20% teniendo en

cuenta que posee 74ºBrix y se

mezcla en otro recipiente con leche

acida, se realiza la prueba de dos

colas de diferenciación.

Muestra 1: 0120: edulcorante

convencional, colorante y leche acida

Muestra 2: 0220: edulcorante de

remolacha y leche acida

Prueba de dos colas

Datos obtenidos tras diez jueces que

calificaron la muestra por duplicado

Juez 0120-0220 0120-0220

1 D D

2 D D

3 D D

4 D D

5 D D

6 I D

7 I I

8 D D

9 I I

10 D D

Tabla 7. Prueba de colas.

D: diferentes

I: iguales

Confianza= 95%

n = 20 juicios

Xi =15 juicios correctos

P1 = ½ = 0.5 probabilidad del azar

([ ] )

( )

([ ( )] )

( )( )

X2Tab= 3.84 (gl=1; a=0. 05)

El resultado indica que

hay diferencia significativa entre las

muestras.

012345

Remolacha

Dulzor

ImpurezasAmargo

Impresióntotal

0

2

4

6Remolacha

Dulzor

ImpurezasAmargo

Impresióntotal

Sabores



3.2. Análisis de fibra dietética

obtenida de piña, mago y

guanábana

Atributos Descriptores de fibras

Piña Mango Guanábana

Olor Dulce, a melaza, a piña aromática

A mango aceitoso

Acido ligeramente guanábana

Color Poco amarillo

Amarillo intenso

Oxidado, café claro

Sabor Acido ligeramente dulce

Ligeramente dulce y acido

Acido

Aroma Muy dulce a piña madura

Característico de un mango intenso

Acido ligeramente amargo

Textura visual

Partículas irregulares pequeñas y duras

Partículas planas e irregulares

Partículas grandes irregulares

Tabla 8. Características sensoriales de

las fibras

Descriptores de sabor

Calificación promedio de 5 panelistas

Descriptores de textura


Fruta 3.2 Gomosa 3.7

Cítrico 2.1 Granular 4.3

Dulce 4.3 Masticable 2.5

Melaza 3.7 Seca 4.2

Acido 3.4 Arenosa 3.7

Tabla 9. Características sensoriales de la

fibra de piña





Mango 4.5 Gomosa 4.1

Acido 2.0 Granular 3.7


Seca 4.2

Arenosa 3.1


la fibra de mango.





Guanábana 2.5 Gomosa 2.1

Cítrico 2.8 Granular 1.3


Amargo 1.7 Seca 3.4

Acido 4.1 Arenosa 3.9


la fibra de guanábana.

0246Gomosa

Granular

MasticableSeca

Arenosa

0246

Fruta

Cítrico

DulceMelaza

Acido

0246Mango

Acido

Dulce

0246Gomosa

Granular

MasticableSeca

Arenosa

0246

Guanábana

Cítrico

DulceAmargo

Acido

0

2

4Gomosa

Granular

MasticableSeca

Arenosa



Las diferentes fibras obtenidas por

deshidratación de la pulpa de cada

una de las frutas presentaron

diferentes características

mencionadas anteriormente, las

operaciones realizadas a cada una

de las pulpas fueron exitosas

obteniendo rendimientos de pulpa de

8,5 %, 4,5% y 2,5% para guanábana,

Mango y piña respectivamente, la

evaluación de estas fibras en una

bebida láctea se realizara en la

incidencia de cada una en la bebida

fermentada.

3.2.1. Análisis de incidencia de

fibra dietética en leche

Acidòfila

3.2.1.1. Prueba de ordenamiento

El procedimiento que se establece

para analizar los datos de la prueba

de ordenamiento por rangos

basándose en el test de Fridman. Las

muestras se comparan todas entre si

y se determina la mejor, la cual no

genere cambios significativos en las

características de textura en la leche

acida.

Se evaluaron cuatro muestras con

diferentes porcentajes de fibra en la

leche acida, esta se eligió teniendo

en cuenta el efecto en las

características fisicoquímicas del

producto, las muestras se ordenaron

de menor a mayor según el

porcentaje de fibra de guanábana y

las muestras se codificaron de la

siguiente forma: 4% fibra (cod: 054),

5% (cod: 045), 6% (cod: 096), 7%

(cod:087).

Juez Muestras organizadas de menor a mayor

1 054 096 045 087

2 054 045 096 087

3 045 054 096 087

4 054 096 045 087

5 054 045 096 087

Tabla 12. Organización de menor a

mayor incidencia de fibra en leche acida.

Juez 045 054 096 087

1 1 3 2 4

2 1 2 3 4

3 2 1 3 4

4 1 3 2 4

5 1 2 3 4

Total 6 11 13 20

Tabla 13. Grado de incidencia (Escala A

NTC 3929)

Se calcula el X2exp para establecer la

diferenciación de las muestras.

( )∑

( )

( )(

) ( )

Se halla la mejor muestra que genera

menos incidencia en la leche acida

Muestra Total

054 6

045 11

096 13

087 20 Tabla 14. Total de cada muestra

1. 054–045= 6-11=5*

2. 054-096=6-13=7*

3. 054-087=6-20=14*

4. 045-096=11-13=2*

5. 045-087=11-20=9*

6. 096-087=13-20=7*

Con los datos obtenidos se concluye

que la muestra 054 y 045 son las

más optimas las cuales no interviene

significativamente en las

características fisicoquímicas de la

leche acida y su dispersión en la

bebida es buena.

3.2.1.2. Análisis diferencial

Se realiza una prueba de diferenciación

de tres muestras de leche acida las

cuales se le agrego el 4 % de fibra

dietética de piña, guanábana y mango



teniendo en cuenta que fue el mejor

porcentaje obtenido, estas se

compararon con una muestra patrón de

bebida láctea comercial y se estableció

la diferencia.

Escala diferencial

Piña Guanábana Mango

Ninguna

Ligera X

Moderada X

Mucha X

extrema

Tabla 15. Tabla análisis diferencial

3.2.2. Cinética de secado de las fibras.

El secado de la fibra se realizó durante 8

horas a 60ºC llegando a una humedad

promedio de las tres frutas de 8% y así

lograr un producto fácil de procesar el cual

es adicionado a la bebida latea en una

concentración de 4% p/v.

3.3. Lactobacillus acidophilus

Las diferentes fibras que se obtuvieron de

piña, guanábana y mango fueron

evaluadas en una leche acida y así

determinar la incidencia fisicoquímica y

sensorial en el producto, es importante

tener en cuenta que las fibras contienen un

porcentaje de acidez expresado en ácido

cítrico el cual modifica sustancialmente la

acidez de la bebida láctea y así mismo

afecta el comportamiento de las cepas

microbianas existentes allí, para este caso

la leche fue inoculada con una cepa de

lactobacillus acidophillus la cual sobrevive

a pH de 4-4.6 aunque se ha encontrado a

pH un poco más bajos pero en bajos

recuentos, es por ello que establecer

parámetros de acidez y conocer la

variación de pH del producto junto con la

fibra ayudaría a proyectar la vida útil de

este y así mismo tener claridad del tiempo

de durabilidad del producto en el mercado.

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 2 3 4 5 6 7 8

% d

e h

um

ed

ad

HORAS

Curva de secado de fibras

GUANABANA

PIÑA

MANGO



4. Conclusiones

Los resultados obtenidos indican en un alto

grado de significancia que el tratamiento

más efectivo de purificación de jarabe de

remolacha es el realizado con carbón

activado, con el cual se retiran la mayoría

de impurezas teniendo en cuenta los otros

dos tratamientos, este resalta más el dulzor

generado por la sacarosa presente en la

remolacha y el sabor del tubérculo no es

muy acentuado.

Las características del producto final

usando altas concentraciones de jarabe de

remolacha (15-20% p/v), se ven afectadas

en gran medida generando sabores y

olores característicos de la remolacha, es

por ello que la concentración usada se

reduce al 0.5% p/v y se complementa con

dos diferentes edulcorantes como lo son

jarabe de maíz y azúcar convencional.

La adición de fibra dietética en el producto

genera cambios de acidez y textura del

producto es por ello que se establece una

concentración del 4% p/v de fibra la cual no

genera cambios sustanciales que puedan

modificar el pH y así garantizar la vida del

Lactobacillus acidophillus.

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3,5

3,7

3,9

4,1

4,3

4,5

4,7

4,9

1 2 3 4 5 6 7 8

pH

Dias

vida util de L. acidophillus

variacion de pH de laleche

Limite critico pH

limite maximo pH

http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6T8J-513F8M7-5&_user=4243347&_coverDate=02%2F28%2F2011&_alid=1735362791&_rdoc=5&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_zone=rslt_list_item&_cdi=5088&_st=13&_docanchor=&view=c&_ct=17820&_acct=C000062620&_version=1&_urlVersion=0&_userid=4243347&md5=33a08d94eef3bc5e670cdb72306bd2a8&searchtype=a#aff1






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6. Anexos

6.1. Características fisicoquímicas de

materias primas

Materia prima

pH SST Acidez

Remolacha 5.2 11

Piña 14 0.47

Guanábana 13 0,71

Mango 3.7 13 0.68

Jarabe de remolacha

5.1 74

Leche descremada

6.65 9 0.14

Sacarosa 6-7 100 -

Fructosa 6-7 100 -

6.2. Características fisicoquímicas

del producto final.

Producto pH Acidez SST

Leche Acidòfila

4.6 0.77 13

Leche Acidòfila fibra mango

4.53 0.81 13

Leche Acidòfila fibra de guanábana

4.31 0.84 13

Leche Acidòfila fibra de piña

4.45 0.835 13



6.3. Fotos de procedimientos y resultados

Imagen3. Difusión de remolacha a 75ºC Imagen2. Remolacha en leche Acidòfila

Imagen 4. Pulpa de mango Imagen 5. Pulpa de guanábana

Imagen 6. Pulpa de piña Imagen 7. Fibra de piña



Imagen 8. Fibra de mango Imagen 9. Leche Acidòfila con fibra de guanábana

Imagen 9. Leche Acidòfila con fibra de mango Imagen 10. Leche Acidòfila con fibra de piña

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Articulo Leche Acidofila